复杂空间形态边坡的稳定性分析

为合理评价复杂空间形态边坡的稳定性,基于边坡的三维点安全系数,利用三维数值模拟,提出了边坡稳定性的三步点安全系数计算方法.首先,采用强度折减法降低边坡体的抗剪强度指标,使边坡处于临界状态或者大变形状态,计算边坡临界状态的位移场;其次,设置实际的边坡岩土体物理力学参数,计算当前状态应力场;最后,综合临界状态位移场和当前状态应力场,计算边坡的点安全系数.将此方法应用于贵州贞丰煤电厂运煤道路高边坡工程,计算结果表明:未加固边坡的整体安全系数虽大于设计值1.35,但坡脚局部稳定性系数小于设计值;按照点安全系数分布规律对该高边坡的下部两级边坡采用锚杆加固,确定坡脚锚杆加固的范围为下部两级边坡,锚杆加固深度为坡面以下8 m,锚杆间距为2.0 m,锚杆直径为25 mm,锚杆加固后,边坡的局部稳定性得到显著改善,坡体点安全系数均大于1.35.      

麦冬草根系对边坡稳定性的影响分析

麦冬草作为一种优良的护坡植物，前人对此研究较少，研究麦冬草在不同龄期的根系固土能力及在坡率不同时对边坡稳定性的影响可为工程护坡及绿化提供参考。选取不同龄期的麦冬草根系进行直剪实验探究对土体抗剪强度的影响，及用有限元软件建立边坡模型模拟麦冬草根系在不同坡率情况下对边坡稳定性影响。得出麦冬草根系随龄期的增长，含根土体抗剪强度会逐步提高，土体粘聚力提高较明显，对摩擦角影响不大；在不同坡率情况下，当坡率陡于1∶1.75时，加入麦冬草根系后边坡的安全系数均大于裸土边坡，坡率为1∶0.5时安全系数提高了0.006,相比其他坡率提高最为明显，但随着坡率由陡变缓，坡率达到1∶1.75或更缓时，加入麦冬草根系后安全系数基本无提高。     

基于双强度折减法的顺层岩质边坡稳定性分析

利用极限平衡法,对顺层岩质边坡进行双强度系数折减分析,提出了折减系数增幅比,根据增幅比确定抗剪强度折减原则,当坡体达到极限状态时确定其极限折减系数。分别以坡体的张拉裂缝深度和充水深度为单一变量,对比分析坡体稳定性发生变化时内摩擦角和黏聚力对其影响程度,最后根据双强度折减分析中极限折减系数定义坡体权重安全系数。研究表明:双强度折减法能够考虑内摩擦角和黏聚力对坡体的影响程度,对顺层岩质坡体进行双参数折减分析,最终定义双参数折减中内摩擦角的折减系数值为坡体安全系数,该结果更符合实际工程,能够为同类问题提供参考。     

两种岩体结构面抗剪强度参数取值方法对比分析

结构面抗剪强度参数的合理确定,是对岩质边坡进行有效治理的前提条件。最有效、最准确的确定方法是现场原位试验,当无条件进行现场原位试验时,经验法与反算法是两种最常用的间接确定结构面抗剪强度参数的方法。结合工程实例,应用经验法与反算法分别确定结构面抗剪强度参数,对比两种方法的取值过程,表明两种方法都受人的主观因素的影响,实际工程中宜相结合应用;对比两种方法的计算结果,经验法更适用于新边坡和较稳定边坡防护设计中,反算法更适用于现有危险滑坡治理中。     

季冻区公路土质路堑边坡浅层稳定性分析

考虑季节性冻融循环作用的影响,并结合边坡冻融滑塌的现场观测数据,对边坡进行浅层稳定性分析。边坡稳定性安全系数主要与以下因素有关:坡面荷载、坡度、融化深度以及融化土体的抗剪强度。对季冻区高等级公路边坡防护设计提出了合理化的建议。     

土体剪胀特性对土质边坡体系稳定性的影响

基于数值算例,研究了土体剪胀性对土质边坡以及边坡体系稳定性的影响,对比了两种关于剪胀角对边坡稳定性影响的不同观点,采用有限元强度折减法和重力加载法对两种不同方法进行验证。结果发现:有限元强度折减法在进行非关联塑性土质边坡稳定性分析时存在局限性;只有在折减的过程中满足剪胀角小于内摩擦角的条件,强度折减法的结果才是有效的。此外,针对把剪胀角近似取为0°是一种的偏于安全的做法的观点开展研究,对有抗滑桩加固的边坡体系进行研究后发现:剪胀角越小,抗滑桩的变形越小,作用在桩身上的最大土压力也越小,表现出土体更加容易"流过"桩体的特点。因此从边坡安全系数角度考虑,把剪胀角近似取为0°可以得到最小的安全系数,是一种的偏于安全的做法,但是从抗滑桩设计的角度考虑,又是一种偏于不安全的做法。建议在实际边坡工程中具体问题具体分析,合理考虑剪胀角的取值。     

兰州新区黄土路堑高边坡勘察实录

项目位于兰州新区,场地黄土自重湿陷量大,边坡稳定性受雨水影响大。但场地为干旱区,降水稀少,气候干,很难形成连续降水且降雨量很小,且坡体周边排水条件好,边坡难以形成稳定的地下水位。所以在暴雨或连续降雨工况下,边坡的岩土参数不能整体统一进行强度折减,而是应根据坡体浸水深度,分段折减取值。坡体浸润饱和深度以及抗剪强度折减是边坡稳定性计算的关键。对挖方路堑的弃土进行路基填料试验评价,减少弃方量,减少对脆弱生态的破坏。     

通青公路边坡失稳成因分析及治理研究

在分析通青公路地质环境条件的基础上,对该路段边坡失稳的形态、变形特征以及气象水文、地形地貌和工程活动等主要因素对边坡稳定的影响进行了研究,并对该线路中边坡失稳的形成过程和机理进行了分析。研究结果表明,由于开挖使得边坡植被遭破坏,表层岩土体风化严重及降雨入渗导致边坡岩土体浸水软化,其抗剪强度降低或丧失,形成坡面开裂和坡脚剪切破坏,滑面贯通造成边坡失稳的产生。结合工程实际对该处边坡失稳进行了处治设计,提出削坡卸荷＋地表地下排水＋坡脚支挡防护的综合治理措施,同时采用渗流有限元与普遍极限平衡法相耦合的方法,对通青公路k4＋330段边坡不同工况下稳定性进行分析。计算结果表明：处治前边坡在持续降雨情况下处于不稳定状态;处治后边坡在边坡天然状态和饱和状态抗剪强度降低的情况下,其安全系数都得到了提高。     

某高速公路不同坡向情况下的边坡稳定性分析研究

坡向是边坡工程的重要地形因子,为探讨坡向对边坡稳定性的影响,以某高速公路边坡为研究对象,选取纯土以及根土复合体进行直剪试验,测定粘聚力和内摩擦角,分析根系对土体抗剪强度指标的影响,结合直剪试验结果应用FLAC数值模拟软件计算阳坡和阴坡两种情况下的边坡稳定安全系数,并针对安全系数计算结果进行显著性分析,分析结果表明:植物根系增加了土体的粘聚力,而对土体的内摩擦角影响较小;在坡高相同、坡度不同的条件下,阴坡的稳定安全系数要高于阳坡,并且稳定安全系数随坡度的增加而减小。     

西南某山区机场高填方边坡稳定性研究

以西南某机场高填方边坡为例,研究顺坡填筑砂泥岩碎块石土高填方边坡工程的稳定性。通过选取试验段场地进行大型直剪试验获得岩土体抗剪强度指标,用有限元强度折减法模拟分析高填方边坡变形失稳机制。结果表明:粉质黏土层作为高填方边坡地基的软弱夹层,若不处理将会显著降低高填方边坡的稳定性;随着砂泥岩碎块石土填料中细粒物质的逐渐下渗,在填筑体下部与稳定基岩之间会形成具有一定厚度的滞水层,其抗剪强度明显低于填筑体;通过基底开挖台阶的方法可以改变滞水层在滑面上的分布,随着开挖台阶高度的增大,边坡潜在滑面通过滞水层的范围减小,边坡稳定性系数增大;选取恰当的坡型可降低边坡整体失稳的可能性。     

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。     

连续变形场下的窄基坑抗隆起失稳上限解

以往对基坑抗隆起失稳的上限分析中,通常将土体分割成多个刚体快,忽略刚体快内部的剪切变形,且未考虑基坑的尺寸效应,因此难以反映基坑实际的变形机理。选择瑞利分布函数型式的位移增量,建立了Terzaghi机制下的窄基坑变形模型;采用了考虑土体各向异性和超固结比的土体抗剪强度表达形式,根据上限法原理,提出了考虑基坑几何尺寸的抗隆起安全系数计算方法;定量分析了基坑几何尺寸、超固结比和抗剪强度的各向异性系数等重要参数对抗隆起安全系数的影响规律。经典的基坑破坏案例和非线性有限元分析结果对比表明,考虑基坑几何尺寸的抗隆起安全系数计算方法考虑了内撑架设对基坑稳定性的影响,能够考虑基坑宽度和各向异性对抗隆起安全系数的影响。     

对有限元强度折减法的探讨

利用有限元强度折减计算边坡安全系数时,需考虑弹性模量和泊松比对计算结果的影响,并指出对材料抗剪强度参数c、φ值折减的同时,需按照公式■对弹性模量E和泊松比υ进行调整,使求得的安全系数更合理。     

基于模拟退火法寻优的公路边坡抗剪强度参数反分析研究

采用传统优化方法进行边坡参数反分析,存在速率低、无解性、多解性、稳定性差等缺陷.利用模拟退火法(SA)的优势,将其引入到公路边坡岩体抗剪强度参数反分析中,形成结合模拟退火法与多点位移优化进行反分析的方法.以湖南省某公路2处边坡为例对该方法进行验证,首先获取边坡多个位置的位移-强度折减系数关系,再建立目标函数,利用SA全局寻优的特点获取强度折减系数的最优值,进而得到抗剪强度参数的反分析值.结果表明:取反分析值作为抗剪强度参数时,边坡各个节点的计算位移都比较接近监测位移,从而在一定程度上验证了该方法的可靠性和有效性.     

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。     

公路山体抗剪强度的随机-模糊分析法及加固技术探讨

结合山东高速公路建设中规模最大、最典型的一次山体边坡滑塌事故的调查和测试资料,在分析造成滑塌事故原因的基础上,重点介绍了采用随机-模糊法分析山体抗剪强度参数C,Φ值的理论和计算方法,对滑塌山体提出了综合加固的措施.     

岩土参数的蒙特卡洛模拟

给出利用蒙特卡洛法模拟岩土参数的基本思想。利用该法对地基承载力及岩石抗剪强度指标进行模拟，有助于解决岩土工程可靠度分析中随机参数较多且难于直接获取的困难。     

基于蒙特卡罗法的抗拔桩可靠度指标分析

运用蒙特卡罗法,并结合工程实例,对抗拔桩可靠度指标进行分析.计算表明:考虑场地承载力不定性较未考虑时桩更趋于安全,不考虑场地承载力不定性时可靠度指标对计算模式和桩侧摩阻力折减系数的均值和变异系数均敏感,荷载变异系数对可靠度指标有较大影响.此外,得出可靠度指标较安全系数更能符合抗拔桩的客观实际.     

超固结膨胀土抗剪强度特性及边坡稳定研究

天然膨胀土经历长期干湿循环,反复胀缩使其具有超固结性。首先制取了超固结比为1.5的重塑膨胀土三轴样,进行了三轴排水剪切试验,获得了土体的峰值抗剪强度和残余抗剪强度;根据广义塑性剪应变的定义,采用硬化软化型函数建立了抗剪强度发挥值与广义塑性剪应变的函数关系,并引入到FLAC3D中的应变硬化/软化本构模型中,结合强度折减法进行了超固结膨胀土边坡的稳定性分析。结果表明:对于正常固结膨胀土,广义塑性剪应变很小,可采用稳定系数来评价边坡的稳定性;对于超固结膨胀土,应采用广义塑性剪应变和稳定系数来综合评价边坡的稳定性。如果广义塑性剪应变很大,即使稳定系数大于1,此时边坡也发生失稳破坏,说明土体的超固结性对膨胀土边坡的强度和变形影响不可忽略。     

顺层白云岩边坡稳定性分析与计算

在对西南山区某顺层白云岩边坡进行资料收集和现场调查的基础上,通过赤平投影法对顺层白云岩边坡稳定性进行了分析,确定了边坡的稳定性和边坡的滑移类型;深入分析了影响边坡稳定性的主要因素;采用极限平衡法计算了边坡的安全系数。通过对滑面强度、滑体密度等参数的敏感性分析发现,抗剪强度参数对边坡的稳定性影响较为敏感。其成果可为今后类似边坡的稳定性分析和加固设计提供参考。