基于强度折减法的边坡开挖稳定性数值分析

基于FLAC3D讨论了岩质边坡工程在天然状态下和开挖状态下力学模型的变化。在该岩质边坡工程中,选择了某断面进行了数值模拟分析。从坡体材料的力学参数、开挖施工过程等角度模拟了原型坡体的情况,取得了较好的效果,得到以下结论:通过对天然状态下边坡进行分析,从应力、位移和塑性区角度分析了边坡在天然状态下处于稳定状态;边坡开挖以后通过的模拟分析开挖边坡的位移、应力以及剪切应变增量的变化,说明开挖边坡的破坏规律。     

水平泥砂互层隧道围岩稳定性研究

以大梁峁特长公路隧道为依托,针对水平层状岩体隧道,采用ANSYS数值分析软件将水平泥岩砂岩互层岩体等效为正交各向异性的方式,对隧道开挖过程中围岩稳定性进行了数值试验分析,通过分析围岩塑性区、围岩应力、隧道变形、锚杆轴力、初支及二衬内力,得出施工采用支护参数的合理性和水平泥岩砂岩互层隧道围岩变形和初支、二衬应力的分布特征.     

某顺层岩质边坡及其支护稳定性数值分析

为研究顺层岩质边坡支护稳定性、改善边坡结构面易失稳的问题,以某岩质边坡为对象,通过数值模拟分析得到某岩质边坡在支护施作前后塑性区分布变化、整体位移以及剪切应力的变化规律。结果表明:在支护结构施作前后,边坡塑性区的面积分布、最大塑性应变值以及其位置都发生了改变,提高了边坡稳定性;施作支护结构后边坡的最大位移相对初始状态下减小31. 2mm,对抑制边坡的变形效果显著;随着支护结构的施作,边坡剪应力整体分布趋势及剪应力最大值变化较小,边坡坡面最大剪应力分布情况变化明显,坡脚处剪应力逐渐减小,施工过程坡脚发生剪切破坏可能性较低。     

变质板岩高边坡岩石蠕变特性试验研究

岩质边坡开挖后的岩体应力调整和变形不是在瞬间完成,而是在相当长的时间内应力和变形才趋于稳定,这是由于边坡岩体存在流变特性。为研究岩质边坡岩石的流变特性,以湖南某高速公路一典型变质板岩高边坡为研究对象,对该高边坡板岩的蠕变特性进行了单轴压缩蠕变试验研究。研究结果表明：Burgers模型能很好的模拟板岩的蠕变特征;随着轴向应力的增大,伯格斯模型各参数都有减小的趋势,说明板岩的粘性蠕变随着轴向应力的增大而越来越明显,板岩呈非线性粘弹性。     

顺层岩质边坡软弱结构面加锚索剪切特性研究

采用数值模拟的方法建立三维模型,探讨在加预应力锚索情况下软弱面的剪切特性.通过改变锚索单元的参数,讨论软弱面变形特性以及剪切强度的变化规律.研究表明:在加预应力锚索后软弱面的剪切强度有所提高,并且加预应力锚索主要影响软弱面的粘聚力,而对内摩擦角的影响不大;当锚索倾角增大时,软弱面的粘聚力先增大而后减小.预应力锚索长度增加会导致软弱面粘聚力增大,但是存在一临界锚索长,当预应力锚索长大于此临界长度后,预应力锚索长对软弱面粘聚力的影响逐渐变小.在锚索无预应力情况下,软弱面的剪切应力位移曲线主要呈现出应变软化特性,在锚索有预应力情况下,则呈现出应变强化特性.     

降雨条件下公路节理边坡稳定性分析

结合某公路节理岩质边坡,采用离散单元法,考虑节理岩体应力与渗流耦合机理,对降雨条件下节理边坡稳定性进行分析。重点分析了边坡主应力分布和位移矢量图,节理张拉和剪切位移以及边坡渗流产生的空隙水压力。分析结果表明:节理边坡变形主要受优势节理面控制,产生平面滑移。节理张拉和剪切位移趋势与边坡变形规律是一致的,地下水流动产生空隙水压力会加剧边坡的变形趋势。     

岩质边坡物理模型试验相似材料研究

岩质边坡物理模型试验中相似材料的选取与制作,通常只是考虑密度、粘聚力、内摩擦角和弹性模量参数在数值上的相似关系,并未考虑相似材料是否能够再现复杂应力条件下岩石的强度和变形特性. 为了解决这一问题,通过统计分析汶川地震所诱发滑坡的地层岩性,选取其中常见的石英岩和砂岩作为沉积岩原型;确定相似材料制备的主要控制指标以及试样成型方法,并分别采用两种常用的地质模型相似材料制备方法,在实验室制备其三轴压缩试验标准试样;开展两种相似材料标准试样的三轴压缩试验,研究其在不同围压条件下的应力应变特性与破坏模式. 试验结果表明:不同围压条件下,实验室制备的两种相似材料标准试样在剪切破坏之前的应力应变曲线变化规律同实际的岩石原型相符,表现为线弹性关系;相似材料标准试样所受围压与其单轴抗压强度的比值不同的情况下,试样剪切破坏时所受偏应力与其单轴抗压强度的比值与实际岩石原型三轴试验中的比值相近,但相似材料试样的破坏应变均小于实际岩石原型的破坏应变.      

碳纤维与混凝土界面粘结应力计算方法

为了确定碳纤维加固混凝土结构承载过程中胶层部位的剪应力分布规律,判别碳纤维与混凝土界面间是否发生剥离破坏,进行了碳纤维布加固混凝土构件的拉伸试验,基于弹性理论,推导了已知力作用下的任意点胶层界面剪应力与碳纤维正应力的计算方法。计算结果表明碳纤维与混凝土界面的剪应力、正应变的分布规律与试验结果相吻合,计算方法有较高的精度,计算得出胶层部位的极限剪切强度为3.96 MPa,在实际工程中,为防止剥离破坏的发生,应确保胶层剪切应力小于此值。     

自由充气及旋转工况下翻新轮胎应力分析

为深入了解工程翻新轮胎在使用中出现的胎面磨损加剧、崩花掉块、胎面脱层、被压爆、刺爆等失效形式,确定26.5R25工程车辆翻新轮胎各层应力约束条件及剪切应力约束条件、计算机几何模型、有限元分析模型。对工程车辆翻新轮胎自由充气、自由旋转工况的各层综合应力及剪切应力分布状况进行数值模拟分析,获得工程车辆翻新轮胎在自由充气及自由旋转工况下各层的应力、剪切应力、弹性应变及应变能量密度分布及变化规律。结果表明:工程翻新轮胎胎体层(0.81 MPa)及胎面层的胎肩部位所受应力最大(2.23 MPa),带束层次之(0.42 MPa),胎体层及带束层为主要承力部件,缓冲层与带束层之间存在较大的剪切应力(0.001 MPa)。翻新前要加强胎体层及带束层的质量检测,翻新时要加强带束层与缓冲层的粘合强度。研究成果可为工程翻新轮胎的结构设计、使用性能及动力性能、失效机理分析等提供重要理论指导。     

钢桥面沥青混凝土铺装层疲劳性能研究

应力应变水平是材料疲劳寿命的一个重要因素,为评估东北地区典型钢桥面铺装层的疲劳寿命,通过四点弯曲疲劳试验确定铺装层材料的疲劳寿命曲线,采用研发的层间剪切试验仪模拟铺装层层间剪切破坏,根据动力学分析获得的桥面铺装层应力应变水平,预测铺装层材料的疲劳寿命。     

强降雨下顺倾岩质边坡稳定规律探究

强降雨条件下会导致顺层岩质边坡坡体含水量增加、内部岩体和结构面的强度发生衰减,从而引发失稳。采取对试件进行长时间浸泡处理来模拟强降雨条件下的剪切试验,通过对得到的强度参数进行边坡安全系数计算,得到强降雨条件下的顺倾岩质边坡的稳定规律。     

红层路堑边坡滑坡成因分析及治理措施

红层地质在我国分布非常广泛。文章以红层路堑边坡发生滑坡的典型工点为例,分析其变形破坏的主要因素,建议在覆盖层为松散层、内部为砂岩和泥岩互层的结构中,采用清方、网喷、锚索、防排水等相结合的综合治理措施。     

某高速公路路堑边坡开挖的数值模拟分析

简要地介绍了有限元方法及plaxis软件的方法原理。利用土工试验得到的岩土物理力学参数结合工程实践经验对某高速某段路堑边坡作了有限元数值模拟,该模拟较真实地反映了实际边坡的工程状况。通过对无支护开挖和支护开挖两种工况下的开挖过程模拟,分析该边坡的位移、应力及应变情况,提高对边坡的破坏过程的认识和边坡开挖方式对边坡稳定性的影响。     

岩质边坡动力失稳机制及数值模拟研究

在分析岩质边坡动力破坏机制的基础上,采用FLAC3D方法,建立了四川震区理县至小金公路工程中豹子嘴岩质边坡三维数值模型.以永久位移作为评价指标,在对四川5.12汶川MS8.0大地震中理县地震台实测地震波校正的基础上,对该岩质边坡在地震荷载作用下的动力稳定性进行了数值模拟.计算结果表明,该岩质边坡在地震荷载作用下并未出现明显的拉应力区,主要以＂压-剪＂破坏模式为主,由于边坡内部分布的应力并不大,该边坡总体上仍为较稳定边坡;在地震荷载作用下,边坡位移呈现出明显的分层现象,位移分布总体上呈现由坡内向坡外、由坡底向坡顶逐步增大的趋势.考虑到地震动力作用下边坡的永久位移偏大,且边坡坡脚处出现了应力集中,应增设SNS主动防护网及矮脚墙进行防护.     

金佛山水利工程左岸岩质高边坡稳定性分析

结合工程地质条件、边坡形态规模和变形破坏机理,考虑岩质边坡天然和饱和两种含水状态,采用有限元强度折减法对重庆市金佛山水利工程坝址区左岸岩质高边坡进行分析,研究了岩质高边坡在天然状态、开挖和加固时等不同工况下的稳定安全系数。结果表明:各种工况下安全系数满足规范要求,边坡是一个下部为顺层牵引-塑流性质、上部为压致拉裂推移式潜在滑坡。开挖部分岩体风化层有利于边坡稳定,采用锚喷加固后岩质高边坡安全系数明显提高,边坡现状整体稳定,发生大规模破坏的可能性极小。     

一种灰岩顺层公路边坡失稳机理与动态监测分析

具有次生红粘土软弱夹层灰岩顺层边坡广泛分布在渝东南地区,此类边坡较一般岩质边坡相比有着比较特殊的地质构造,边坡岩质大多为灰岩成分,岩体结构完整且较坚硬,岩层节理往往呈顺层发育,但在岩层之间存在交错次生红粘土软弱夹层。在进行失稳坡坏特点与机理分析基础上,基于尖点突变理论进行模拟基础上,采取一种将变形参数的监测获取与状态评估相结合的方法对此类边坡进行稳定性分析与预报。该方法在重庆市彭水县沙子口顺层岩质滑坡等案例等多个项目得到初步验证。     

顺层岩质边坡溃屈型破坏探讨

顺层边坡溃屈破坏是一种存在于岩质边坡的特殊破坏模式,首先对这种破坏模式的力学原理进行了探讨,得出了产生此破坏模式的前提条件,即:存在外倾结构面;结构面倾角较陡,大于或等于坡角;坡脚岩体强度较差。结合一典型的岩质边坡开挖工程实例,运用离散元数值分析方法,得到了边坡发生此破坏模式的变形、应力特征以及具体的破坏过程。结果表明:边坡坡脚的剪应力随着边坡开挖的深度增加而增大;当其剪应力未超过坡脚岩体的抗剪强度时,边坡变形主要以开挖的卸荷回弹为主,边坡处于稳定状态;当开挖深度使得坡脚剪应力超过坡脚岩体的抗剪强度时,坡脚岩体首先产生屈服变形,发生较大的位移,从而为坡体中上部岩体提供了沿结构面下滑的空间,边坡发生垮塌。数值分析结果与理论分析得到了很好的验证。     

边坡开挖引起渗流场变化的有限元模拟

渗流作用是土质边坡失稳破坏的主要因素,渗流使土体颗粒间的有效应力和抗剪强度降低。公路建设中,边坡的开挖必不可少。运用有限元理论,通过渗流有限元模型边界条件、约束条件建立方法的介绍,分析研究边坡开挖对坡体内渗流场的影响。以某公路边坡为例,在降雨条件下对未开挖、上台阶开挖、下台阶开挖三个阶段渗流场分布进行数值模拟,绘出各阶段边坡内部的水头等值线图和在指定控制性截面上流速的分布曲线,并分析了渗流场改变对边坡稳定性的影响。     

降雨入渗影响下公路边坡稳定性分析

降雨是公路边坡失稳最重要的触发原因。基于渗流力学、土力学等理论,考虑降雨对公路边坡稳定性的影响,采用FLAC3D有限差分软件对自然状态和降雨状态下的公路边坡进行模拟,并对两种情况下的孔隙压力、剪切应变、剪切应力以及安全系数进行对比分析,探讨了公路边坡的安全性问题。     

不同层间接触条件对沥青路面力学特性的影响分析

通过对典型路面结构的分析,探讨层间接触条件对路面结构受力状态的影响。计算与分析显示:层间接触条件对路面结构受力有很大的影响,不同界面的接触条件对不同的力学指标有不同程度的影响;第一、二界面的接触条件对层底拉应力的影响较大,第一界面的接触条件对面层最大剪应力有着决定性影响,第三接触面影响土基顶面压应变。