边坡稳定性计算方法的对比分析

将目前运用得较为广泛的极限平衡法中几种边坡稳定性计算方法进行了对比分析．研究其各自的适用条件、计算精度，通过对3个算例稳定系数进行比较，得出结论：直线滑动面法计算的稳定性系数偏于不安全，而瑞典条分法偏于安全，简化的毕肖普法计算的结果则比较接近实际。     

边坡稳定性计算方法的对比分析

将目前运用得较为广泛的极限平衡法中几种边坡稳定性计算方法进行了对比分析.研究其各自的适用条件、计算精度,通过对3个算例稳定系数进行比较,得出结论:直线滑动面法计算的稳定性系数偏于不安全,而瑞典条分法偏于安全,简化的毕肖普法计算的结果则比较接近实际.     

降雨作用下基覆型边坡失稳特征及承载力试验研究

为了研究降雨诱导基覆型边坡失稳特性，采用室内模型试验方法对基覆型边坡在暴雨作用下的失稳过程及机制进行了系统研究. 通过探讨降雨前后边坡内土体含水率和孔隙水压力在时间、空间上的变化特性，揭示降雨诱导的边坡失稳机制. 同时通过坡顶加载方法研究了雨后边坡承载力变化规律. 研究结果表明:随着降雨的发展，在坡脚处首先出现土体液化流动现象，随后出现土体局部脱落；随着降雨的持续进行，土体脱落破坏的范围逐渐增大，进而导致上方土体临空面加大，土体破坏后随即被雨水饱和软化而向下滑动，后方土体进一步被侵蚀，最终造成了一定深度和宽度的边坡破坏现象；边坡内土体含水率升高与孔隙水压力的增大是导致边坡失稳破坏的主要因素；降雨停止后，边坡可以承受的极限荷载先增大后减小，最后趋于稳定，而基覆型边坡在顶部静荷载作用下破坏模式呈现出整体和局部滑移模式.      

基于水平应变监测信息的边坡稳定性评价研究

基于有限元法,建立了3个不同坡顶距的边坡数值模型,通过在条形基础上施加逐渐增加的附加荷载,得到了边坡的位移、应变响应,探讨了边坡的破坏形式,分析了边坡不同高程处测线最大水平应变与边坡稳定性系数的关系。研究表明:随着基础荷载的逐渐增加,土体的水平应变也逐渐增加,但最大水平应变和最大水平位移出现位置并非出现于滑动面上,但通过水平应变分布可以观察土体的局部应力状态;边坡稳定性系数与测线最大水平应变之间存在一定的拟合关系,当坡顶距较小时,可采用对数函数或幂函数进行拟合,当坡顶距较大时,可用线性函数进行拟合;综合比较不同坡顶距的边坡模型中不同测线最大水平应变与稳定性系数的相关系数,发现最佳监测区域在边坡的中上部。     

极限分析法求解含软弱夹层边坡稳定性

软弱夹层对边坡的稳定性影响显著,目前设计中通常采用极限平衡法计算边坡的稳定性,其在求解中需要建立多个平衡方程. 为了分析含软弱夹层边坡的稳定性,首先,采用极限分析法建立了计算模型;其次,通过极限平衡法验证了求解的准确性;最后,分析了荷载、夹层形状、夹层强度等对稳定性的影响. 研究结果表明:边坡安全系数随着外荷载强度的增大而减小,其中,当加速度放大系数由1.0增大为1.6时,安全系数由1.20降为0.89;当外荷载频率越大时,边坡越易提前产生破坏;软弱夹层形状对边坡安全系数影响显著,特别是当其靠近坡顶与坡面时;安全系数随着软弱夹层摩擦角与黏聚力的减小而近似线性降低,其中,当黏聚力由9 kPa降为5 kPa时,安全系数降低约30%.      

建渣土工袋挡土墙室内模型试验

建渣土工袋挡土墙是一种新型的柔性支挡结构,将建渣用作土工袋填料,有利于建渣的回收利用.设计并开展了建渣土工袋挡土墙室内模型试验,研究了不同工况下坡顶竖向沉降的变化规律、墙后土压力和墙面水平位移沿墙高的分布特征以及坡体破坏模式.研究结果表明:增加建渣土工袋挡土墙后的坡顶破坏荷载比无支护时提高了87.5%~125%,边坡支护效果十分显著;坡比从1:0.75增加到1:0.25时,坡顶承受的破坏荷载降低了11.8%~29.4%;建渣土工袋挡土墙墙面水平位移随墙高呈鼓型分布,最大水平位移位于距墙底约1/3~1/2高处.建渣土工袋挡土墙墙后土压力为非线性分布,最大土压力值出现在距墙底约1/3高处;建渣土工袋挡土墙墙后土体的滑裂面从圆弧形向折线形变化,滑裂面前缘高度均位于距墙底1/3~1/2高处;距墙底约1/3~1/2高处为建渣土工袋挡土墙的薄弱部位,在设计和施工中应考虑一定的工程措施予以加强.      

吉林市雾凇立交桥钻孔灌注桩竖向承载力试验研究

针对吉林市雾凇立交桥试桩单桩竖向抗压静载承载力试验未达到破坏荷载时,如何判定无特征点的缓变型Q-s曲线的单桩极限承载力的问题,提出采用斜率倒数法、百分率法和港口工程桩基规范法等方法进行解释,并将其推算的结果进行综合对比分析以确定该桩的单桩竖向极限承载力。计算结果表明,该方法合理可靠,具有较高的精度。     

考虑水力效应的裂缝边坡稳定性非线性能耗分析

现有考虑水力效应的裂缝边坡稳定性分析大多基于线性破坏准则,而岩土体破坏往往呈现非线性特征,因此开展水力效应影响下的裂缝边坡稳定性非线性极限上限分析具有重要意义。基于极限分析上限定理及强度折减技术,结合“外切线法”非线性破坏准则,构建坡顶含竖直裂缝的边坡对数螺旋线破坏模式,根据虚功原理推导出裂缝边坡安全系数解析式,通过MATLAB优化计算,结合边坡工程实例探讨了典型因素对裂缝边坡稳定性、临界裂缝及滑动面位置的影响规律。研究结果表明：随着地下水位h的持续上升,边坡安全系数不断降低,临界裂缝深度逐渐增大且临界裂缝位置逐渐向坡顶缘偏移;非线性系数m明显影响边坡的稳定性,边坡安全系数随着非线性系数的增大显著减小,采用线性破坏准则会高估地下水位变化对边坡稳定性的影响;随着非线性系数的增大,临界裂缝深度随之增大,临界裂缝位置距离坡顶缘越来越远,滑坡体体积逐渐增大;裂缝与坡顶缘距离l_m随着非线性系数m的增大而增大(当m增大0.2时,l_m增大约1 m),且随着裂缝与坡顶缘距离的增大,边坡安全系数无明显变化,临界裂缝深度先逐渐减小后趋于稳定。     

地震作用下加筋土边坡滑裂面的确定方法

为合理确定加筋土边坡滑裂面的位置,基于极限平衡理论,提出了地震荷载作用下加筋土边坡滑裂面确定的水平条分法.该方法假定边坡滑裂面是由若干水平滑块组成的复合滑裂面.根据地震作用下加筋土边坡的力学平衡条件,导出了与滑裂面参数有关的加筋土拉力的计算式;利用Mathematics求解,得到了加筋土边坡滑裂面的形状和加筋拉力.为验证方法的正确性,与现有方法确定的边坡临界滑裂面进行了比较,结果表明:边坡坡角越大,水平条分法与现有方法获得的边坡潜在滑裂面越接近;随内摩擦角和黏聚力增大,加筋土边坡滑裂面向坡体外侧移动,随地震加速度系数增大则向坡体内侧移动.      

边坡稳定性分析中的有限元极限平衡法

从边坡稳定性有限元分析方法和极限平衡法基本原理入手,提出了适合于边坡稳定性分析的有限元极限平衡法。以浅变质岩边坡潜在滑动面上的切向和法向弹簧模拟滑坡体和滑床之间的接触摩擦问题,对某高速公路路堑边坡进行了数值模拟,分析了边坡内应力和变形特征,以及渐进破坏的发展过程,对传递系数法和有限元极限平衡法用于浅变质岩风化层边坡稳定性分析的计算结果进行了对比分析。结果表明,采用边坡潜在滑动面上的法向和切向弹簧单元模拟滑坡体和滑床之间的接触摩擦问题能够真实反映边坡潜在滑动面上应力重分配过程和特点,得到边坡失稳破坏的真实稳定安全系数,有限元极限平衡法分析边坡稳定性是一种有效可行的方法。     

桩-桶基础的水平承载性能

通过室内模型试验,研究了桩-桶基础的水平承载性能.采用无标点数字照相变形量测技术对水平承载桩-桶基础的半模试验进行观测.分析地基土体位移场,得到土体变形的渐进性变化过程,土体的剪切带是在变形场边界的土体应变软化产生的,水平荷载作用下z在基础两侧地基土中形成主动区和被动区.水平荷载作用下桩-桶基础的桩身存在反弯点,破坏荷载时反弯点离桩底的高度约为埋置深度的1/4处.剪切变形场分析的土体破坏面和实测土体破裂面形状一致.桩-桶基础的极限水平承载力由桶顶以上土体、桶内土体与桶下土结合部位、桶侧土体的抗剪强度在水平方向投影的集合,和桶下桩周土水平抗力组成.根据数学拟合的土体破坏曲面,建立桩-桶基础水平极限承载力计算式.     

钢筋混凝土梁托柱转换结构节点耐火性能分析

为提供钢筋混凝土梁托柱转换结构的防火设计依据,根据结构的受力特点,设计了两种足尺梁托柱节点单元试件,对两种节点单元试件进行了热力耦合作用下的耐火性能试验;采用有限元分析软件进行数值计算,分析了火灾下钢筋混凝土梁托柱节点单元的热力耦合耐火极限,得出各参数变化对梁托柱节点单元耐火极限变化规律. 分析结果表明:升温曲线及最高温度对节点单元的耐火极限影响较大;荷载比为0.6的节点单元比荷载比为0.4节点单元耐火极限小;节点单元托梁纵向受拉钢筋的保护层厚度不同,其耐火极限从大到小为保护层厚度50 mm、保护层厚度40 mm、保护层厚度25 mm;转换托梁中受托柱处附加吊筋的设置可有效提高节点单元的耐火极限,并起到避免发生突然破坏的作用;节点单元托梁四面受火的耐火极限小于三面受火的耐火极限;在相同荷载比及相同受火工况作用下,两种钢筋混凝土梁托柱节点单元的耐火极限和破坏特点不同.      

基于FLAC3D模拟的路基边坡稳定性分析

在修建山区公路时由于受地形条件限制,多采用高填方路基,填土在自重及荷载作用下极易沿着滑动面下滑形成滑动土体,路基失去稳定性。为了分析滑动土体的稳定性,应用极限平衡法中的条分表解法计算实例边坡的稳定性系数,再用FLAC3D强度折减法计算该边坡的稳定性系数,其中FLAC3D模拟通过将抗剪强度参数降低至极限破坏状态为止,最终计算出强度储备安全系数k。通过对比极限平衡法与FLAC3D强度折减法计算出来的稳定性系数,结果发现:两者安全系数相差不大,可以考虑将FLAC3D软件应用于该类工程来分析边坡稳定性,并且为实际工程支护结构设计提供科学依据。     

土钉路堑边坡的稳定性分析方法

土钉边坡方案设计完成后 ,如何采用合理的方法进行其稳定性分析 ,一直是人们所关心的问题 .笔者在极限平衡分析理论的基础上 ,采用Sarma法提出的扰动力的概念建立土钉墙支护条分法数学模型 ,采用单纯形优化方法确定最危险滑动面 ,从而建立土钉路堑边坡的稳定性分析方法 .     

钢管轻集料混凝土短柱偏心受压性能的试验

进行了18根钢管轻集料混凝土短柱的偏心受压试验.分析了偏心荷载作用下不同含钢率、偏心率的钢管轻集料混凝土短柱的破坏过程、破坏模式及破坏机理,并对试件的承载力影响参数及其承载力性能开展了研究.试验结果表明,钢管轻集料混凝土短柱在偏压荷载作用下,其荷载-挠度曲线主要分弹性阶段、弹塑性阶段和下降段;内填轻集料混凝土能够有效延缓外侧钢管的局部屈曲;试件的破坏模式属于弹塑性破坏或塑性破坏;在试件中截面,钢管对核心轻集料混凝土的约束作用与受力区域及加载过程有关;含钢率和偏心率对试件的极限承载力性能有一定影响,含钢率越大,试件承载力极限也越大,偏心率越大,试件极限承载力越小;钢管轻集料混凝土短柱偏压承载力与相同条件下的钢管普通混凝土短柱大致相当.     

盐冻条件下矩形氯丁橡胶支座受压性能试验

为了研究矩形氯丁橡胶支座在盐冻条件下的各项力学性能指标变化,将矩形氯丁橡胶支座分别进行20,40,60,80 d盐冻处理,并采用压力试验机对其进行轴心受压试验,研究盐冻对矩形氯丁橡胶支座的承载力、极限抗压强度、竖向刚度、抗压弹性模量的影响。试验结果表明:在盐冻条件下,矩形氯丁橡胶支座更易发生脆性破坏,弹性阶段缩短,发生钢板外露、裂缝、层状破坏等现象更严重;承载力、极限抗压强度、竖向刚度、抗压弹性模量随盐冻程度的加深而逐渐降低。采用最小二乘法对试验结果进行回归得到盐冻条件下矩形氯丁橡胶支座50 a抗压强度及抗压弹性模量衰减曲线和衰减模型,统计分析表明衰减曲线和衰减模型符合实际情况。     

顺层岩质路堑边坡稳定性数值极限分析

针对顺层岩质路堑边坡稳定的关键影响因素,采用有限元强度折减法,研究了边坡高度、坡顶堆载及工程防护对具一组贯通软弱结构面的顺层岩质边坡模型稳定性的影响,并与传统极限平衡法进行了对比验证。研究结果表明:边坡坡度大于岩层倾角时对稳定不利,安全系数随边坡高度增加而降低;坡顶堆载时,安全系数的降低取决于荷载和贯通塑性区的相对位置;挡土墙或锚杆通过对塑性区贯通带的阻截使塑性区转移到其他更薄弱的结构面,从而提高安全系数,塑性区贯通带的转移去向取决于初始支撑强度;基于Drucker-Prager屈服准则的安全系数有限元计算结果比基于莫尔-库仑准则的传统极限平衡法计算结果平均高出约22%,与郑颖人等约为25%的研究成果非常接近,说明有限元强度折减法可行。     

等厚顺层岩质边坡稳定性的模型试验研究及数值验证

以相似理论为依据,根据模型试验的要求,设计制作了室内旋转边坡模型装置。通过4组模型试验,研究了层状岩质边坡在未扰动开挖状态下的稳定性影响因素,并利用非连续变形方法 DDA软件进行了数值模拟验证分析。分析认为,顺层岩质坡体发生破坏主要受岩层倾角和节理裂隙两大因素影响,节理裂隙密度越小,边坡越稳定;节理裂隙的贯通性越好,边坡越容易发生破坏;顺层岩质边坡破坏以滑动变形为主,在滑动变形的过程中伴有倾倒变形,破坏模式为滑移-拉裂破坏;坡体发生破坏时,滑动过程为分级滑动,临近坡面的坡体先产生滑动,上部变形速度大于下部变形速度。DDA数值模拟结果能够较好地与物理模型试验结论相吻合,验证了非连续变形理论分析方法的正确性和DDA软件的实用性。     

内力测量新技术在灌注桩试验中的应用研究

在灌注桩试验中,引入钻孔数字测井系统和滑动测微原理相结合的新技术,用于成孔质量检测和桩基内力测量。在竖向静载试验中,根据钻孔数字测井系统所得的孔径实测数据,对滑动测微计的应变实测值进行断面修正,通过进行回归光滑处理,得到了弹性模量随应变量级之间的关系,从而能够计算出每级荷载下的桩身轴力、桩侧摩阻力以及桩端阻力;在水平静载试验中,以滑动测微计的应变实测值为基础,通过分析迎力面拉应变曲线和背力面压应变曲线,求得了最大弯矩点以及极限水平荷载值。     

基于强度折减法的边坡稳定性参数敏感性分析

以数值计算是否收敛和边坡塑性区贯通为边坡失稳的判别标准,利用Flac3d和ABAQUS软件用强度折减法对3种不同土质边坡的稳定性计算进行对比分析。分析表明:对于软黏土和硬黏土,Flac3d计算结果偏大,ABAQUS结果偏保守,而对于弱膨胀土,结果则相反;当边坡坡度在15°附近时,ABAQUS计算的安全系数小于Flac3d,3种土质边坡有相同的规律;当坡度超过30°以后,两种软件的计算结果吻合程度很好;在45°时,两者计算结果偏差最大。对于硬黏土,Flac3d计算结果大于ABAQUS,对软膨胀土,则相反;土质材料、边坡坡角以及剪胀角对滑动面位置会产生一定程度的影响。硬黏土滑动面位置比较浅,软黏土和弱膨胀土滑动面位置较深。