开挖边坡稳定性分析及变形破坏机理研究

为研究开挖边坡稳定性及其变形破坏机理,选取典型开挖边坡工程实例,在调研工程区域地质条件的基础上,研究了开挖边坡特征、边坡病害发生情况、边坡破坏类型及破坏机理,获取边坡工程灾害的发生机制及边坡失稳破坏规律。基于赤平极射投影法,对边坡危险优势节理组特征以及优势节理组、边坡面产状进行分析,得到边坡潜在的破坏模式。采用极限平衡理论,对边坡的稳定性及变形破坏机理展开研究,并运用Flac3D有限元法对开挖边坡稳定性计算结果进行验算。研究结果表明:采用理论计算、定性分析、数值计算相结合的手段,能够得到边坡稳定性分析较为满意的结果,从而可以为边坡的支护提供支撑及依据。     

强度折减有限元法分析边坡失稳判据研究

采用强度折减法,基于摩尔-库仑屈服准则的广义米塞斯屈服准则(即D-P准则),通过对边坡强度的折减,利用有限元软件对边坡的稳定性进行计算,直至边坡发生变形破坏为止。从计算结果中分析边坡的位移矢量角与稳定系数的关系,将得到的稳定性系数换算成在Mohr-Coulomb等面积圆准则下的稳定系数,并与边坡在极限平衡法下计算的结果进行比较。结果表明:利用位移矢量角分析边坡的稳定性是合理和适用的。     

黄土边坡稳定性分析方法研究

研究目的:为了寻求一种新的黄土边坡稳定性分析方法,解决极限平衡法不能将黄土垂直节理发育特性纳入到分析过程中的弊端,本文采用ABAQUS软件,利用有限元法对黄土路堑边坡进行数值模拟,在黄土边坡稳定性分析中对岩、土体内部节理、裂隙参数进行计算.研究结论:利用有限元法对黄土边坡的稳定性进行分析,能够考虑黄土边坡垂直节理发育的特性,与极限平衡法相比,有限元法对黄土边坡稳定性分析具有明显的优越性.算例表明ABAQUS有限元软件中的节理材料模型适用于黄土边坡,ABAQUS软件在黄土边坡稳定性分析方面具有良好的适用性.     

铁路岩质路堑边坡危险性评价模型及应用研究

为提高对岩质路堑边坡稳定性的分析效率,提出一种基于模糊数学原理的铁路岩质路堑边坡危险性评价模型.在总结部分行业标准和分析岩质路堑边坡稳定性因素的基础上,建立了包括岩石强度、岩体完整性、结构面特性、结构面方位、边坡开挖高度、边坡坡角、地区年均降雨量和地下水条件的评价指标体系.应用层次分析法计算各因素的权重和隶属度矩阵,最终确定边坡危险性等级.应用 C#语言编制了相应的计算程序,对长昆铁路客运专线的部分岩质路堑边坡进行了稳定性评价.评价模型和所编制的软件具有较强的实用性.     

人工开挖边坡工程的稳定性分析及评价

以某边坡工程为例,在查明边坡工程地质条件及岩土组合关系的基础上,用类比法(定性)和稳定性计算(定量)两种方法分析该边坡的整体稳定性,并对该边坡综合治理提出措施及建议。     

龙滩电站航道岩石边坡弹塑性平面离散元分析

基于弹塑性平面离散元(DEM)原理,对龙滩水电站航道1 016~1 080段岩石高边坡的开挖支护过程进行计算,分析了边坡在有支护与无支护下的应力场、位移场、塑性屈服区和整体稳定性变化情况,同时分析了边坡锚索轴力随开挖步骤变化情况。计算分析结果表明:边坡支护前后,应力场、变形场,塑性屈服区分布情况有明显差别,支护结构可以减小边坡位移,改善边坡屈服区分布,提高边坡整体稳定性;计算值与实测值比较接近,说明计算方法可靠。     

高土质边坡稳定性主控因素研究

在山区高速铁路的建设及运营过程中,时常发生高边坡失稳现象。影响边坡稳定性的因素很多,包括几何形态、地质构造等,各因素影响程度不同,因此边坡稳定性影响因素的选取会直接影响到边坡稳定性的判定结果。本文应用粗糙集理论来分析影响边坡稳定性的主控因素。首先,收集了西南地区在建的5条山区高速铁路共35处高土质边坡的工程数据;其次对数据离散化处理,建立起反映众多种类的高土质边坡稳定性影响因素与其稳定性的映射关系决策表;再次,利用粗糙集理论对决策表进行约简,得出高土质边坡稳定性的主控因素为土体内摩擦角、黏聚力、边坡坡度、边坡支护情况和日最大降雨量;最后,计算出各主控因素对高土质边坡稳定性影响的权重系数。     

基于极限分析有限元与强度折减法的边坡稳定性分析方法

采用极限分析有限元结合强度折减理论对边坡稳定性进行研究,定义无量纲参数P并将所得边坡安全系数作为判定边坡是否失稳的依据,将计算所得安全系数与已有文献结果进行比较验证,验证结果表明所采用方法能够更好地评估边坡稳定性。对不同参数影响下的边坡稳定性进行分析,讨论了摩擦角对边坡失稳破坏模式的影响。研究结果表明:所采用方法求得的安全系数上下限差值小于1%,可以用上下限的平均值来评估边坡安全系数;边坡坡脚、摩擦角和P对边坡稳定性均有很大的影响。     

基于可拓理论的山区铁路枢纽土质高陡边坡稳定性评价

为了准确评价山区铁路枢纽土质高陡边坡的稳定性,保障山区铁路枢纽安全,基于OWA算子和可拓理论,提出了一种土质高陡边坡稳定性评价模型。首先构建基于多层次指标的土质高陡边坡稳定性评价指标体系,并采用基于OWA算子的赋权方法确定各评价指标权值;在此基础之上,构造基于可拓理论的各评价指标的经典域、节域和相关性函数,以计算其等级相关度,得到土质高陡边坡的稳定性等级;最后将该评价模型应用于重庆西站扩能改造工程中某土质高陡边坡工点的稳定性评价之中。结果表明,该模型评价结果与有限元法和赤平投影法所得边坡稳定性结果一致,具有有效性和可行性,可为山区铁路枢纽土质高陡边坡治理提供理论依据。     

电力隧道边坡支护方案的设计与选择

依托未来科技城南区电力隧道建设工程，通过对大量的工程支护处理措施研究，探讨了工程边坡稳定性及工程支护处理方法。对岩质边坡整体稳定性问题和浅表层局部碎裂岩体的稳定性问题，采用了相应的支护措施。岩质边坡稳定性分析应在边坡支护设计和工程结构建设相结合的基础上，信息互馈，动态设计，从而确保工程边坡的稳定性。     

水岩体系中地下水效应与边坡稳定性研究

本文从分析水岩体系中边坡稳定性的概念模型入手，探讨有地下水渗流效应的边坡稳定性分析模型，并结合实例进行边坡稳定性预报。     

基于可靠度方法的既有铁路边坡稳定性分析

研究目的:在山区既有铁路沿线进行工程项目建设时,常常会影响原有边坡的稳定性,甚至形成工程滑坡,因此合理评价边坡稳定性是保证既有铁路安全运营的重要前提。本文建立了结合有限元强度折减法和点估计法的边坡可靠度分析方法,并以修建厂房开挖坡脚引起的既有线隧道口边坡失稳为例进行系统分析。研究结论:(1)基于可靠度理论的边坡稳定性评价方法,能较全面地反映岩土参数的空间离散性、时间变异性等不确定性因素的影响,分析结果更为符合工程实际;(2)将有限元强度折减法与点估计法相结合,用于既有铁路边坡稳定性的可靠度分析,克服了传统的安全系数法的缺点,可较为全面地反映岩土体参数变异性对边坡稳定性的影响;(3)计算结果与Monte-Carlo法计算结果基本一致,但计算过程较为简单,因此工程实用性较好,可为类似工程提供借鉴。     

片石混凝土抗滑挡土墙在顺层路堑边坡防护中的应用

顺层路堑在铁路工程中属于不良地质路基，为确保行车安全应进行边坡加周防护。当采用刷方放缓边坡坡度或分级防护等措施较困难，且边坡前缘剩余推力≥0时，可于坡脚设置片石混凝土抗滑挡土墙进行加固防护。结合武广客运专线实例，详细陈述了片石混凝土挡土墙在顺层路堑边坡防护应用中，如何进行边坡剩余推力的计算及挡土墙的稳定性检算。     

锚索框格梁支护某二级公路边坡的数值模拟

利用有限差分强度折减法,讨论自然状态下的边坡稳定性情况,对锚索框格梁支护结构受力及其对边坡稳定性影响进行分析,并将各开挖步下的边坡稳定性情况进行了对比,计算结果表明：经锚索框格梁加固支护后,边坡稳定性显著提高,锚索对土体起到明显的反向锚固作用,同时,边坡滑动面首次出现在开挖支护面之上,表现为潜在的滑体将越过支护面滑出,为满足边坡的使用功能,需作长远考虑。     

山区铁路桥梁墩台边坡防护工程设计研究

为解决铁路施工开挖过程中引起边坡稳定性问题,更好地指导山区铁路桥梁墩台边坡防护设计工作.通过分析边坡工程的地形地貌、地层岩性、地质构造、岩体结构面、水文地质条件等影响因素,结合墩台基础结构形式、埋设深度及施工开挖顺序等对边坡稳定性的影响,采用定性分析及定量计算的综合分析方法,评价墩台边坡稳定性并提出墩台防护设计措施;然...     

考虑空间变异性的三维边坡可靠度分析

工程中计算边坡的稳定性时,常简化为均质边坡,然而实际土体参数粘聚力c、内摩擦角存在一定的变异性,采用单一的c、值难以满足计算精度。为更加真实的描述边坡的稳定性,基于三维边坡对数螺旋破坏机制,编制计算程序模拟c、的变异性,采用蒙特卡洛法得到了三维单级边坡的失效概率。并分析了c、变异系数对失效概率的影响规律,研究表明:边坡失效概率分别随着c、变异系数的增加而增大,其中c值变异系数对失效概率影响显著,值变异系数对失效概率影响相对较小。     

某高速公路多级边坡稳定性分析

以某高速公路多级边坡为例,分析多级边坡稳定性问题。采用工程物探与数值模拟相结合的方法进行分析,利用地质雷达物探手段得到边坡内部岩体破碎程度,通过物探结果结合数值反演分析得到边坡极限平衡法计算参数,由数值模拟方法计算边坡的稳定性与地质雷达物探结果进行对比。分析结果表明:根据地质雷达探测结果,四、五、六级台阶的破碎岩体范围不小于15 m埋深,根据数值反演分析可知边坡二级及其以上台阶稳定性较差,数值模拟与物探结果相符;采用25 mm的螺纹钢筋锚杆进行边坡支护可以较好地约束坡体的塑性应变和位移。     

变质岩地区含碎石黏土边坡稳定性分析

在野外地质勘查工作基础之上,分析了南方变质岩地区含碎石黏土边坡的破坏机理,结合工程实例,运用极限平衡法计算边坡在此潜在破坏模式下的稳定性,同时运用有限元法对边坡的稳定性进行了模拟分析和评价,两种计算结果表明,该滑坡属于水压力驱动型滑坡,在降雨作用下会失稳破坏.同时对该边坡提出预应力锚索抗滑桩+排水沟综合治理方案.     

基于强度折减法的重载铁路路基边坡稳定性三维模型分析

既有线开行大轴重列车是发展重载铁路的重要途径,但提高轴重会影响路基边坡的稳定性。将强度折减法应用于重载铁路路基边坡稳定性的三维分析,并与传统极限平衡法和二维强度折减法计算结果进行了对比,表明基于强度折减法的重载铁路路基边坡稳定性三维有限元分析是可行的。采用三维强度折减法分析了列车轴重对路基边坡稳定性的影响,结果表明在既有线上开行大轴重列车将降低路基边坡的稳定性,应事先对薄弱路段进行加固,以保证行车安全。     

加筋土边坡稳定性分析水平条分简化计算方法

加筋土在填土边坡工程中得到了广泛应用,采用传统的垂直条分法计算边坡稳定系数,不能合理考虑水平筋材的作用效果,使计算结果偏于保守,而用水平条分法计算加筋土边坡的稳定性,具有较好的优越性。首先分析水平条分与竖直条分中条间力的关系,建立类似垂直条分瑞典法和简布法的水平条分条间力的假设条件,推导在2种假设条件下,能适用于水平加筋和立体加筋土边坡稳定性安全系数的计算公式。通过算例对比分析,证明本文方法的可行性,并分析立体加筋不同竖筋高度和竖筋间距对边坡稳定性安全系数的影响,为立体加筋技术在边坡工程中的推广和应用提供参考。