高路堑边坡开挖稳定性与变形在线安全监测研究

以贵隆高速公路工程为背景，基于数值分析软件，对路域内一典型高路堑边坡的开挖过程进行了稳定性及位移分析，得到边坡开挖过程中安全系数、破坏模式以及地表位移的变化过程，并进行了高路堑边坡开挖过程中地表位移计算公式的理论推导，给出计算公式。同时，基于边坡在线安全监测系统对边坡地表位移、深部位移以及降雨量进行监测，并建立完整的边坡群监测系统和预警平台，实现了同一平台管理。研究结果表明:边坡开挖过程中，边坡安全系数及其对应破坏模式随着开挖进度不断发生变化，中部台阶设置有利于开挖边坡的整体稳定；边坡位移有限元分析结果与实际监测数据相符，表明边坡处于稳定状态。     

炭质泥岩软岩基座路堑边坡开挖过程稳定性分析

炭质泥岩软岩基座路堑边坡在开挖过程中的变形及稳定性变化规律研究旨在为该类型岩体结构的边坡支护设计与施工技术提供理论依据。运用FLAC~(3D)软件,采用强度折减法对软岩基座路堑边坡开挖过程中的变形、塑性区分布、安全系数变化进行了分析。研究表明:边坡水平位移与竖直位移随开挖步数增加而增大,上部灰岩位移变化速率明显比其下伏炭质泥岩大,且竖直位移明显大于水平位移;边坡开挖过程中塑性区主要集中在灰岩与炭质泥岩的接触面;边坡安全系数随开挖步数增加而降低。因此,可以通过降低坡比、开挖步数来实现边坡开挖过程的稳定性。     

红砂岩顺层岩质边坡开挖变形特性分析

红砂岩顺层岩体边坡由于胶结物质和风化程度的差异,其强度的变化较大,在开挖卸载、自重应力、爆破震动等作用下,极易发生变形破坏,影响边坡的施工进度。因此研究红砂岩顺层岩质边坡开挖变形特性十分有必要。以垄茶高速公路典型路堑边坡为依托,分析了红砂岩的物理力学性质,采用ADINA有限元软件计算开挖变形位移,将计算结果与开挖变形监测结果进行对比分析,所得计算位移量与实测位移量基本一致,验证了用ADINA中的Mohr-Coulomb材料模型计算红砂岩顺倾岩质边坡开挖变形位移的可靠性。     

基于FLAC3D的软岩边坡开挖变形稳定性研究

为了研究软岩边坡在开挖过程中的变形及稳定性,基于FLAC3D软件对算例边坡在开挖过程中的变形、塑性区分布、安全系数的变化进行了研究。结果表明,随着开挖的进行,边坡铅直、水平位移逐渐增大;边坡开挖过程中,边坡表面出现张拉塑性区,内部逐渐形成具有连通性质的剪切塑性区。基于强度折减法与极限平衡法计算表明,边坡安全系数随着开挖的进行逐渐降低,边坡采用边开挖边支护的施工形式是十分必要的。     

基于有限元的边坡无支护分级开挖过程稳定性分析

以柳南高速公路K1 456+800~K1 468+300段改扩建工程为依托,基于ANSYS有限元法建立某典型路堑边坡无支护分级开挖过程的数值分析模型,对边坡开挖面的剪切应变增量、位移及边坡安全系数随开挖时步进行而变化的状态进行监测以分析边坡开挖的"过程稳定性",为高速公路改扩建边坡开挖及时支护的必要性和后期的开挖支护方案和控稳措施提供理论基础。     

深部位移监测在边坡开挖中的应用研究

目前通过深部位移监测的位移曲线对不稳定边坡判别已经得到大量应用,且较为成熟,但目前很少进行在边坡开挖之前到边坡开挖之后的深部位移监测,即坡体开挖前自然稳定的位移监测特征曲线向不稳定状态发展时的位移监测曲线形态特征还不十分清晰。本文通过总结现场边坡开挖过程中深部位移监测曲线,来验证边坡稳定性计算的成果,达到通过边坡深部位移监测变形特征曲线来反映边坡开挖过程中的稳定性演化规律,是坡体稳定性评估一种可靠的方法。     

变质板岩高边坡施工稳定性分析

针对浏醴高速公路建设过程中遇到的变质板岩高边坡,分析其在开挖后、锚杆加固后以及加固长期时间下边坡的稳定性,得出以下主要结论:最大水平位移多出现在新开挖边坡的坡脚,加之边坡体发育有一组节理与层面的交线对边坡稳定不利,在边坡开挖施工过程中,应注意对坡脚和主要节理面的保护;模拟开挖的位移发展趋势和总位移与实际监测数据比较接近,说明数值模拟能比较真实地反映开挖过程中边坡体的应力状态;边坡增设锚杆后的安全系数相比第Ⅲ级坡加固后的安全系数得到明显提升,由1.23增加到1.32,边坡的整体安全能满足规范要求.     

路堑边坡不同开挖顺序的效果分析

应用岩体力学理论和FLAC数值模拟技术,根据路堑边坡的开挖过程和施工程序,对路堑边坡设计中必须考虑的基本问题进行了数值模拟和分析.通过数值模拟,得到了公路工程路堑开挖施工过程中应力场和位移场随施工进展的动态分布特征,据此可以较好地进行边坡开挖预估控制.     

降雨下开挖边坡位移及含水量分布规律的离心模型试验研究

高速公路改扩建过程中,边坡开挖后为降雨入渗提供了通道,降雨对开挖边坡的影响比天然边坡和运营过程中的更大。文中以某高速公路改扩建工程边坡开挖为研究对象,采用离心模型试验模拟降雨条件下边坡开挖施工过程,揭示开挖边坡在不同支护时序条件下的变形规律及内部含水量的变化规律,为实际工程施工及地基处理方案设计提供依据。结果表明,随着开挖的进行,坡体水平位移逐渐增大,开挖后及时支护的施工方法对坡顶的水平位移及竖向变形均有较好的抑制作用,抑制率分别达34%、50%;边坡土体随着降雨的进行及向内的逐渐渗透而趋于饱和状态,体积含水量随深度的增加呈先减小后增大的趋势,及时支护对降雨入渗具有一定的限制作用,对保证边坡的稳定可起到较好的效果。     

改扩建高速公路桩锚支护边坡稳定性数值分析

通过对广西某高速公路改扩建边坡工程施工过程稳定性进行数值分析,得到了边坡二次开挖过程中的安全系数及应力应变、位移场的变化规律.结果表明:该工程中采用的桩锚支护结构体系起到了明显的加固效果,有效避免了土体大量开挖破坏公路周边自然环境;二次开挖过程中边坡安全系数符合相关规范要求,应力应变都在合理范围内,边坡处于稳定状态.边坡稳定性分析结果表明该边坡加固设计方案合理可靠.     

顺倾向层状岩土质混合高边坡稳定性分析

运用FLAC3D数值软件对某典型顺倾向岩土互层的岩土质混合高边坡进行开挖数值模拟,比较分析岩土互层边坡与一般层状岩质高边坡的开挖影响,得出了岩土质混合边坡受开挖影响局部产生位移突变现象及位移变化量、影响深度等较一般岩质边坡大的变形特征,并结合现场位移监测结果推断出第Ⅰ、Ⅱ级坡可能发生浅层剪切破坏;通过比较分析岩土互层边坡中土层与岩层的粘聚力对边坡安全系数及最大变形位移的影响,得出岩土互层边坡中的土层对边坡稳定性影响比岩层明显得多.     

类土质公路边坡开挖扰动破坏过程的研究

基于云南省某类土质公路边坡的开挖工程实例,利用有限差分软件Flac3D对其施工过程进行了数值模拟,围绕开挖对边坡的扰动效应进行了深入详细的研究.通过研究表明:开挖对边坡位移场的扰动较大,特别是第五步开挖对位移场的扰动最大;开挖对边坡应力场的扰动较小;开挖对地震裂缝的扰动明显;由于扰动作用,地震裂缝右侧靠近临空面的地表产...     

隧道开挖对边坡稳定性影响的数值分析

为研究隧道开挖对边坡稳定的影响,结合某隧道工程实例,采用有限元方法分析隧道开挖不同深度对边坡稳定的影响。结果表明:距坡顶5~15 m范围内,隧道开挖对边坡扰动不大;15~25 m范围内,边坡的最大位移呈线性递增规律,位移变化量在工程可控制范围内,可认为此范围是隧道埋深的合理位置;靠近坡脚25~30 m范围内,边坡位移量急剧增长,对边坡的稳定性产生了严重的影响;在隧道开挖卸载过程中,受到影响的主要范围是隧道周边和边坡中上部。     

秀松高速公路路堑高边坡应力状态与防护措施研究

基于ANSYS有限元软件从开挖前、开挖中及开挖后对秀松高速K5+823～K5+957段路堑高边坡应力状态进行了详细研究,结果表明:开挖前路堑边坡在自重作用下处于稳定状态;边坡开挖过程中出现了应力重分布,且逐级开挖和连续开挖两种情况下边坡的应力和位移状态差别较大;开挖后,边坡部分变形较大,易出现边坡滑移,需尽快支护。结合项目实际情况并根据计算结果,选择预应力锚索设计作为支护方式,通过试算法对预应力锚索进行了设计,并对支护后的边坡稳定性进行了分析,选择4个关键点进行数据对比,结果表明,使用支护措施后,各方向的位移和应力值显著减小,边坡处于稳定状态,可保证边坡安全。利用有限元计算对边坡稳定性进行了分析,优化了路堑开挖方式和边坡处理措施,有效保证了施工安全,有利于节省设计和施工时间,具有较好的社会和经济效益。     

数值模拟在土钉支护公路边坡工程设计的应用

采用岩土工程分析软件,结合某公路边坡开挖的具体实例,对土钉支护进行数值模拟,对边坡开挖和土钉支护过程中的土体位移场、应力场及土钉的受力变化等进行了模拟与分析.结果表明计算值与实测值较为接近,建立的计算模型对土钉支护的受力变形分析是适用的.同时,在改变模型参数的基础上初步探讨了土钉长度、土钉倾角对边坡位移与土钉最大轴力的影响,得出了一些在土钉支护工程中可资应用的结论.     

开挖膨胀土边坡坍滑的演化规律

膨胀土路堑开挖一段时间后边坡坍滑是路基施工中常见现象且与坡高、坡率无直接联系.为探求其变形破坏演化过程以便实施有效工程处治,采用FLAC对广西百隆路百色膨胀土堑坡开挖过程进行模拟,获得新开挖边坡的位移、应力、应变变化规律;通过强度折减法计算得到的安全系数随挖深增大而减小,但此时边坡是稳定的.此外采用FLAC热力学模块模拟边坡大气影响深度内的湿度场,再次分析获得经历干湿循环作用后其相应的位移、应力、应变变化规律,即边坡的失稳过程.对比工程实体修建时的现场观察与数值分析结果,发现两者基本吻合,由此总结并提出开挖膨胀土堑坡坍滑的4阶段变化规律及合理实施柔性支护的建议.     

香溪长江大桥南岸边坡防护方案评价与优化

以香溪长江大桥为工程背景,对该桥拱座边坡的地质条件进行分析,采用FLAC 3D的有限差分方法,针对2种不同的边坡防护施工方案,对南岸拱座边坡稳定性及位移进行对比研究,提出桩基与边坡开挖同步施工的优化方案,得出此方案下的位移变化值,为边坡开挖及防护施工提供依据,达到了节约成本缩短工期的目的。     

基于FLAC3D强度折减法的厚覆盖层边坡开挖稳定性分析

鉴于厚覆盖层边坡在开挖过程中稳定性动态变化的特点,该文利用FLAC3D强度折减法对某覆盖层边坡的开挖稳定性进行了研究。结果表明:随着开挖的进行厚覆盖层边坡表面水平位移逐渐增大,在坡面及边坡内部逐渐出现剪切塑性区,在边坡顶部出现张拉塑性区,而潜在滑移面也将沿着覆盖层与下覆岩体交界面逐渐向上发展,边坡表现为沿覆盖层与下覆岩体交界面滑移的失稳模式,建议厚覆盖层边坡采取边开挖边支护的处治方式以降低边坡失稳的风险。     

黄土高陡边坡开挖及土钉支护数值模拟分析

以郑西客运专线函谷关隧道出口明洞段右侧边坡为原型,针对黄土高陡边坡的开挖形式及在土钉支护等施工全过程中,边坡岩土体及土钉支护结构的位移、轴向拉应力的变化,以FLAC软件对边坡开挖高度和支护方式进行分析与比较选择。     

基于卸荷岩体力学的顺倾岩质边坡开挖变形数值模拟

顺倾岩质边坡开挖变形一直是土木工程建设者所关注的问题.文中以卸荷岩体力学为基础,采用通用有限元软件ADINA,运用Mohr- Coulomb模型模拟岩体、接触单元模拟结构面的非线性力学性状、单元生死的特性模拟边坡开挖卸荷过程,对顺倾岩质边坡开挖变形进行计算;通过边坡现场开挖位移监测进行验证,发现数值计算结果与现场监测结...