基于有限元强度折减法的路堑高边坡稳定性分析

为研究不同工况下高边坡的变形及稳定性,依托某高边坡工程,根据强度折减法的理论,采用有限元数值模拟和现场监测相结合的手段,对比分析天然工况、开挖未支护及支护加固工况对高边坡稳定性的影响。结果表明:对高边坡进行开挖但未支护,安全系数由天然状态的1.33减小为1.20,处于不稳定状态,采用预应力锚杆支护后安全系数增大至1.65,同时由坡脚至坡顶贯通的塑性区向后发展;有限元数值模拟结果显示锚杆+框格梁的支护方案安全系数比预应力锚杆支护小,整体位移比预应力锚杆大,后者的支护效果明显优于前者;高边坡自上而下各测点现场监测的累计位移呈现增长—缓慢增长的变化趋势,数值模拟高边坡整体最大位移为20.47mm,与实际预应力锚杆支护整体最大位移21.00mm相差0.53mm,有限元计算的结果与现场监测的高边坡侧向位移基本吻合。因此,在施工过程中,要对高边坡进行动态监测,及时布置支护结构,加固坡脚。     

中空型注浆锚杆与普通砂浆锚杆的工作性能比较

锚杆支护是提高岩土工程稳定性的一种最经济有效的方法。本文分析了普通砂浆锚杆的缺陷，比较了中空注浆锚杆与普通砂浆锚杆的工作特性，提出了应用长期隐性效益的观点来看待锚杆的经济性，并指出中空注浆锚杆体系的出现和发展是我国岩土锚杆技术进步的一个标志。     

预应力锚杆-围岩耦合模型时变效应分析

为了揭示预应力锚杆-围岩耦合时变效应机理,利用分布力模型获取耦合模型的弹性解,结合材料性质和维度效应选用符合锚杆和围岩的流变模型（锚杆选用一维Kelvin模型,围岩选用三维Burgers模型）,求解预应力锚杆-围岩耦合模型在Laplace空间的解析解,通过Laplace逆变化便得到耦合模型的黏弹性解。探究锚杆预应力和流变模型的黏性参数对围岩应力、位移场和锚杆轴力的影响,并基于理论模型和数值模拟软件FLAC^3D的二次开发,开展相应数值模拟,对比分析解析解和数值解,验证解析解的正确性。研究结果表明：解析解与数值解吻合程度良好,在隧道内壁处,锚杆支护力随着时间的增大逐渐减小,且锚杆预应力和围岩的黏性参数与支护效果密切相关,其中围岩的支护效果与锚杆预应力大小呈现明显的正相关关系;围岩的位移变化表现出明显的时间相关性,并且与锚杆预应力大小呈现负相关关系;当锚杆的预应力过大时,围岩位移不再随之显著减小,由此可见,施加于锚杆的预应力不应过大;围岩Burgers模型中第Ⅰ蠕变阶段黏性系数影响锚杆的初期支护效果,而后期支护效果主要受围岩Burgers模型中第Ⅱ蠕变阶段黏性系数影响,并且随着黏性系数的增大锚杆后期支护效果越好;锚杆的流变状态不受围岩黏性系数的影响。     

非预应力BFRP锚杆加固土质边坡设计参数确定试验研究

为研究新型材料BFRP筋作为锚杆的设计方法和设计参数,进行了BFRP筋的拉伸试验、与水泥砂浆的黏结性能试验、耐腐蚀性试验、剪切试验,分析BFRP筋的力学特性。基于钢筋锚杆设计规范和已有的研究成果,给出了非预应力BFRP锚杆加固土质边坡设计参数的取值方法和建议值。通过BFRP锚杆与钢筋锚杆的现场支护对比试验,分析BFRP锚杆的加固效果,验证BFRP锚杆设计的合理性。研究表明,非预应力BFRP锚杆支护设计的抗拉安全系数不应小于1.6(永久锚杆)和1.4(临时锚杆)。BFRP筋抗拉强度标准值为极限抗拉强度的80%,对于锚固常用的BFRP筋(直径≥12 mm)可取为710 MPa。BFRP筋与砂浆的黏结强度标准值等于拉拔试验得到的平均值除以2.1,对于锚固常用的BFRP筋可取为2.8 MPa。设计的BFRP锚杆可以有效地加固边坡,较好地控制边坡位移,且加固效果与钢筋锚杆相当,BFRP锚杆设计合理,采用等强度替代钢筋的方法进行BFRP锚杆支护设计是可行的。     

涨壳式预应力中空锚杆在机械化开挖大断面隧道中的施工应用研究

为了解决软弱围岩隧道机械化开挖后快速支护的难题，采用三臂凿岩台车、风动扳手等配套机具施作涨壳式预应力中空锚杆对围岩进行快速支护。通过在郑万高铁高家坪隧道软弱围岩段大断面机械化施工条件下涨壳式预应力中空锚杆的应用研究，总结出涨壳式预应力中空锚杆工作原理、工艺流程，通过注浆试验对比分析，提出适合的隧道锚杆注浆比例，并结合锚杆轴力监测和地层位移监测结果，表明该锚杆具有快速约束围岩、形成应力拱、减少围岩松动圈、保证围岩稳定的优势，能够有效保障隧道机械化施工的安全，并提高隧道机械化施工效率。     

锚杆参数对预应力锚固边坡稳定性的影响研究

采用三维弹塑性有限元分析软件,对预应力锚杆加固的大连石门山高陡边坡工程进行数值模拟,并将数值模拟结果与现场实测进行对比分析,验证了计算模型的可靠性。结合强度折减法,研究了边坡在不同锚杆参数条件下的稳定性与变形规律。研究结果表明:随着锚杆预应力的增大,边坡坡面的水平位移和坡顶竖向沉降都逐渐减小,但是当预应力超过界限值后,其边坡位移的影响不太明显;在一定范围内减小锚杆间距能够有效地减小边坡的位移,增加边坡的稳定性;采用分层开挖方式较一坡到底开挖方式,更有利于保证边坡的安全稳定。文中关于锚杆参数对预应力锚固边坡稳定性影响规律研究,可为类似的边坡支护工程提供一定技术参考。     

隧道全长粘结式锚杆有限元模拟分析研究

锚杆尤其是全长粘结式砂浆锚杆是隧道工程广泛应用的支护型式,但由于目前对全长粘结式砂浆锚杆支护作用力学机理认识不足,使其设计方法存在一定的局限性.针对某隧道工程,基于新型复合砂浆锚杆有限单元模型,采用非线性有限元分析了全长粘结式砂浆锚杆设计参数对支护效果的影响,并对隧道变形与塑性区分布规律进行探讨,从而为隧道支护设计提供了参考依据,完善了隧道全长粘结式砂浆锚杆支护的理论与方法.     

深基坑扩大头锚杆支护体系数值模拟

为了研究广州某深基坑工程扩大头锚杆支护体系的工作性状,运用MIDAS/GTS软件对该支护体系进行了有限元数值模拟,并与相同情况下的普通锚杆支护体系的有限元模拟结果以及实际监测结果进行了对比分析。结果表明:与普通锚杆相比,扩大头锚杆的锚固效果较好,基坑支护桩桩顶的水平位移较小,支护桩附近的坑底土体隆起较小,坑外地表土体沉降较小。扩大头锚杆由于端部扩大而使锚固力增大,使得轴力在锚固段处最大值比较大,且在扩大头锚固段处能迅速减小。     

永久性土层预应力锚杆设计探讨

探讨了土层预应力锚杆支护设计中的锚杆抗拔力学机理、预应力锁定值及永久性锚杆的安全系数等问题，为锚杆设计实践提供可行的指导。     

不同桩锚支护结构受力性能及影响因素

采用ABAQUS软件,建立桩锚整体式支护结构和桩锚分离式支护结构有限元模型,分析二者受力性能差异,研究桩径、嵌固深度、冠梁尺寸、锚杆数量以及预应力等对其受力性能的影响。结果表明:两类支护结构位移由两端向中间减小,弯矩和剪力则由两端向中间增大,中间部分受力和变形保持一致;设计时应将端部两根抗滑桩的弯矩和剪力分别乘以1.35和1.2的承载力调整系数;桩锚整体式支护结构的最大位移比分离式结构小20%以上,最大弯矩小3%以上,最大剪力小6%以上;增大抗滑桩桩径,两类支护结构的位移和弯矩均减小;增大抗滑桩嵌固深度,两类支护结构的位移减小,但弯矩增大;冠梁尺寸增大可提高支护结构整体刚度和抗变形能力,但作用有限;增加锚杆数量、施加预应力均可显著减小抗滑桩的位移和弯矩,并改变位移和弯矩沿桩身的分布形态;以上参数变化对整体式支护结构的影响要远小于分离式支护结构。     

节理岩质边坡长短相间锚杆支护系统分析

首先,分析了该公路边坡的地质情况,并对节理岩质边坡的失稳机制进行阐述;然后,通过数值方法,建立正交试验模型,确定了锚杆支护系统的优化方案为:锚杆相间布置,长度分别为6 m、2 m,倾角均为20°,并将得到的结果与普通等长锚杆进行对比。最后,通过数值软件计算边坡加固后的安全系数为1.29,处于稳定状态,岩体的位移场变得均匀和连续,节理面处的较大位移受到抑制,边坡的整体性得到提高,有利于边坡的稳定性。     

锚索高边坡防护结构有限元分析

利用平面应变理论和ANSYS有限元分析软件,对加锚索高边坡防护结构开挖和支护进行动态数值模拟,分别进行了建模与网格划分、加栽与重力场情况下求解、边坡开挖与支护（包括喷射砼、锚杆、钢筋网和预应力锚索）求解和路基开挖与挡土墙支护求解分析。计算分析结果表明,由于支护系统的作用,坡顶位移呈收敛趋势,有效支护结构在控制边坡变形方面作用显著;边坡开挖后,会出现一些剪应力集中的现象,但对整个边坡的稳定性影响不大;预应力锚索的轴力由于挡土墙的作用出现了小部分预应力损失。     

挤压性大变形隧道分层初期支护适应性分析

针对挤压性大变形隧道支护参数、支护时机在设计工作中难以量化的现状,在考虑围岩流变效应和支护弹塑性本构的基础上,结合数值模拟手段,对各类支护的等效支护抗力和不同等级大变形隧道分层初期支护量化参数及适应性开展研究。得出主要结论： 1）基于抗压强度控制,提出不同组合参数下的喷射混凝土和型钢拱架等效支护抗力;基于位移等效原则,提出不同直径、不同长度砂浆锚杆和不同长度预应力锚索的等效支护抗力。2）基于监控量测曲线,对考虑流变效应的围岩物理力学参数进行反演,以此计算围岩特征曲线,实现围岩变形量值、不同支护时机所需支护抗力与时间的关联。3）根据既有案例,取单边15 cm作为单层支护极限变形值,构建支护抗力曲线;基于极限变形控制原则,提出轻微大变形可选用单层初期支护+短锚杆的支护形式、中等大变形可选用2层初期支护+短锚杆的支护形式、强烈大变形可选用圆形隧道+3层初期支护+短锚杆+长锚索的支护形式的建议,并提出不同等级大变形隧道的支护时机及预留变形量建议值。4）兰渝铁路木寨岭隧道工程应用分析结果表明,采用该方法选取的支护参数是合理的。〖JP〗     

预应力锚杆复合土钉支护在黄土基坑中的应用

结合黄土基坑预应力锚杆复合土钉支护的工程实例,对黄土基坑的工程特点、预应力锚杆复合土钉支护稳定性分析方法进行了分析研究,并对黄土基坑的施工措施进行了探讨。     

土钉-预应力锚杆复合支护在深基坑的应用

介绍了土钉-预应力锚杆复合支护技术的作用机理和预应力锚杆的布置形式,通过工程实例说明,在黄土地区深基坑中采用复合支护结构,能更有效地控制结构变形和提高支护结构的稳定性,解决了窄地深基坑工程的开挖问题。     

管式锚杆提高破碎软弱围岩支护效果的理论与实践

在管式锚杆注浆对破碎、软弱围岩力学性质改善及提高锚杆锚固力分析的基础上,建立管式锚杆支护条件下的力学模型,通过管式锚杆支护与普通喷锚支护塑性区范围大小的对比分析,揭示了管式锚杆提高破碎、软弱围岩支护效果的机理。理论分析及工程实践表明,管式锚杆对提高破碎、软弱围岩支护效果,控制围岩变形有十分明显的作用,是一种特别适宜于破碎、软弱围岩洞室支护的有效方法。此外,文章还对管式锚杆的特点及施工要点进行了分析和论述。     

预应力锚杆支护参数的确定

基于围岩压剪破坏模式,提出预应力锚杆支护抗力的计算方法;采用特征曲线法推导了预应力锚杆支护间距计算式,采用理想弹塑性荷载传递模型,通过分析极限承载力与锚杆长度的关系,推导了锚杆临界锚固长度的解析算式。     

兰渝铁路西秦岭隧道结构受力变形的数值模拟分析

以兰渝铁路西秦岭隧道为依托，建立三维数值计算模型，对该TBM隧道Ⅳ级围岩段的支护力学特性进行分析，并与现场监测数据进行了对比。研究结果表明:初期支护增强了结构整体性，围岩竖向位移影响范围的减小效果明显；初期支护和锚杆结构受力整体处于安全状态，局部支护可以进一步改进；拱顶最大竖向位移远小于预警值，表明TBM施工对围岩扰动较小，初期支护结构处于安全状态。     

框架预应力锚杆边坡支护结构抗震简化设计方法

为了能够准确地进行框架预应力锚杆边坡支护结构动力分析及抗震设计,通过对该类结构进行震害分析,推导出地震作用下动土压力计算公式,建立了框架预应力锚杆支护结构的动力计算模型,并采用力法进行了求解。基于建立的动力分析模型和震害模式,给出了其抗震设计方法。考虑了地震响应沿坡高放大效应,根据极限平衡理论和破坏模式建立了框架预应力锚杆边坡支护结构的动力稳定性验算模型。将提出的方法应用于工程实例,并用有限元法进行了对比分析。结果表明：提出的分析模型具有较高的精度,是一种简单、实用的分析与设计方法;地震作用下最危险截面发生在边坡中偏上部位;梁柱截面尺寸是延性设计和发生斜压破坏的主要控制因素。     

基于强度折减法的深基坑桩锚联合支护稳定性分析

运用FLAC软件为辅助平台,对深基坑整个开挖过程进行数值模拟。采用强度折减法分别计算出基坑在无支护、单独护坡桩和桩锚联合支护不同工序下基坑的安全系数。分析得出基坑施工过程中,护坡桩是控制土体位移、保证基坑临时稳定性的控制单元,预应力锚杆是控制基坑整体永久安全性的控制单元,进而对比得出强度折减法应用于分析基坑稳定性是可靠的,可为基坑设计、施工和验收提供参考。