桩板墙结构加固边坡的稳定性分析

为探讨桩板墙加固边坡的稳定性,根据多块体滑移理论,采用极限分析上限定理,导出了为保证边坡稳定桩板墙结构中抗滑桩应提供的抗力的计算公式,提出了桩板墙结构加固边坡稳定性的一种新的分析方法.用该方法对算例进行了分析,并与旋转破坏模型获得的结果进行了比较.研究结果表明:桩板墙结构中,抗滑桩应提供的抗力随边坡坡角增大而增大,随坡体材料抗剪强度增大而减小;边坡潜在滑移面埋深随坡体抗剪强度增大变浅;按新方法得到的潜在滑移面比基于旋转破坏模型获得的潜在滑移面更危险.      

基于正交试验分析公路边坡稳定性影响因素

在常张高速公路试验路段边坡稳定性影响因素确定中,采用正交试验方法对坡面角、裂隙饱水系数、岩层走向和路线夹角、岩层倾角、边坡高度等主要因素对边坡稳定性的敏感性作一分析,得到弱风化页岩边坡稳定的一些初步规律,可为边坡开挖设计和加固方案优化提供重要依据。     

沉入式大圆筒防波堤稳定性分析的有限元强度折减法

沉入式大圆筒结构的抗滑、抗倾稳定性是靠地基土的嵌固作用来维持的,可通过弱化土体强度来实现对结构极限破坏状态的模拟.在该假设的基础上,建立了沉入式大圆筒防波堤稳定性分析的有限元强度折减法.结合某工程实例,利用有限元强度折减法,分析了沉入式大圆筒防波堤结构的稳定性,并与加载系数法计算结果进行了比较.分析结果表明:用强度折减...     

开挖边坡的三维有限元稳定分析

用强度折减有限元方法对开挖边坡进行了三维稳定性分析．计算结果表明：对于约束效应不明显的开挖边坡,边坡的初始破坏面在边坡的中部,随着折减系数的增大,边坡的破坏由边坡中部向两侧扩展,最终边坡在空间上形成匙状或贝壳状的立体土体破坏;当边坡的纵向长度与开挖深度的比值大于4时,边界约束条件对边坡稳定安全系数影响不大,可以近似地按平面应变问题进行分析;对于角部约束效应明显的开挖边坡,当边坡中部剖面发生破坏,边坡角部剖面几乎也同时达到破坏,其稳定安全系数是按平面问题分析结果的1．3倍多,类似的实际问题如果按二维平面应变方法进行分析,其计算结果应用于工程设计中是偏于保守的．     

地震作用下加筋挡土墙稳定性分析

为了计算地震作用下加筋挡土墙的整体稳定系数,考虑筋带对其稳定性的影响,基于塑性极限理论上限法,选用对数螺旋作为滑动面,建立了地震作用下加筋挡土墙稳定性分析模型.推导了挡土墙后滑动土体重力所作的外功率、地震对滑动土体所作的外功率、潜在滑移面上的土体粘聚力及筋带与土体间摩擦力所作的内功率,建立了稳定系数计算公式.采用遗传算法,计算了地震作用下加筋挡土墙的稳定系数.研究结果表明,考虑筋带加固作用,基于滑移面动态搜索模型计算得出稳定系数为1.337,比用《公路加筋土工程设计规范》中的方法计算得到的稳定系数大0.08,说明稳定性分析时考虑筋带抗滑移作用是合理的.      

大理岩真三轴单面卸荷条件下加卸载试验研究

为了准确地评价巷（隧）道开挖面附近围岩的稳定性,采用真三轴卸荷扰动岩石测试系统对大理岩岩样进行第三主应力单面卸荷加、卸载试验研究. 通过高应力巷（隧）道开挖围岩失稳机理分析,采用不同应力加卸路径模拟能量积聚型和应力集中型两种物理工程破坏模型,进一步分析两种破坏模型的应力-应变曲线规律、破坏特征和强度特征. 研究结果表明:随着卸荷面应力的减小出现扩容现象,主要破坏面在临空面附近,随着轴压的升高,劈裂破坏范围增大,卸荷临界值也增大;随着围压增高,屈服点和峰值点增大,并且屈服点和峰值之间的曲线斜率较为平缓,破坏由局部张拉-劈裂-剪切复合性破坏发展成整体劈裂破坏;同围压条件下卸荷破坏强度是加载破坏强度的80%,岩体卸荷比加载更容易破坏,进而修正了广义Hoek-Brown强度准则.      

近接新建地铁既有污水管道安全性分析

石家庄地铁1号线市招待所段至北国商城段为左右两线,区间隧道上方靠近一既有污水管道,污水管已使用60 a。整条区段上污水管道与隧道呈一定夹角,角度较小。其中靠近地铁车站k10＋928．290～k10＋943．59区间隧道断面尺寸有所扩大,且污水管底板距离左线隧道拱顶仅6．8 m,该区段既有污水管在隧道开挖过程中可能存在安全风险,并且受污水管可能的渗水影响,隧道本身开挖过程中也存在稳定问题。分别分析了隧道开挖过程中既有污水管底板、边墙和拱部横向和纵向应力分布规律,并通过分析纵向不均匀沉降和纵向应力分布的关系,对隧道开挖过程中既有污水管的破坏机制进行了探讨。最后针对工程特点,提出了改进的超前加固方案。石家庄地铁为石家庄市新建工程,对工程后续建设具有一定的借鉴意义。     

非共面双裂隙层状岩石破坏特征及工程应用

为了研究层状岩石在预存裂隙作用下的破坏机理，基于颗粒离散元理论，构建能反映岩石各向异性特征的数值模型. 基于该模型，系统研究了含非共面双裂隙层状岩石在单轴压缩条件下裂纹的产生与演化规律，并揭示了双裂隙层状围岩中隧道开挖后岩体的破坏模式. 研究结果表明:存在预制裂隙的岩石，其抗压强度值小于相同条件下的完整岩石，但岩石强度与层理面倾斜角度的关系曲线仍呈U形分布；竖向加载时，试样的破坏形态同层理面倾斜角度（β）与预制裂隙倾斜角度（α）间相对大小有关. 当β < α时，岩石的破坏受预制裂隙控制；当β > α时，岩石的破坏可分为预制裂隙与层理面共同控制与层理面控制两类；隧道围岩的细观破坏模式也与β、α的相对大小有关，但破坏区域均集中在洞周两侧垂直于层理面的一定范围内.      

基坑工程土性参数反分析及变形预报

在研究和应用深基坑开挖二维平面有限元正分析的基础上,针对深基坑工程中的不确定性,在基坑土性参数反分析中考虑了受施工扰动卸载作用下土体的变形,建立了基坑开挖过程中土性参数位移反分析模型.在此基础上建立了正反分析优化算法和预报方法,研制了基坑围护结构反分析方法并编制了计算程序.     

强震作用下某高边坡的稳定加固分析

分析了某复杂地质条件高边坡在强震作用下可能出现的失稳模式。采用有限元软件分析该边坡开挖前后在天然状态、强地震作用和强降雨等工况下的稳定性。针对强震作用下的边坡稳定性问题提出了两种解决方案,通过比较建议采用分台阶削土放坡的加固方法。     

Influence of nonassociativity on the bearing capacity factors of a circular footing

Numerical computations using the finite difference code FLAC (fast Lagrangian analysis of continua)are presented to evaluate the soil bearing capacity factors N'c, N'q and N'r for circular smooth and rough footings.The influence of nonassociative flow rule on the ultimate bearing capacity of a circular footing is investigated. The footing rests on the surface of a homogeneous soil mass and a Mohr-Coulomb yield criterion have been assumed for the soil behavior. The values of ultimate bearing capacity factors N'c, N'q and N'r are obtained for a wide range of values of the friction angle for five different values of the dilation angle. The values from the numerical simulation are found to decrease significantly with the increase of nonassociativity of the soil. The results are compared with those derived from existing classical solutions.     

Soil microstructure evolution and macro deformation mechanism for controlling construction disturbance in Shanghai soft soil

Abundant practical evidences have indicated that the soil progressively loses its structural configuration under construction disturbance and this can result in long-term macro deformation. The fundamental understanding of soil microstructure evolution subject to construction disturbance is necessary for controlling disturbance in excavation projects and minimizing ground settlement. The microstructure of Shanghai soft soil is investigated in this study. The laboratory isotropic compression tests are respectively performed on the virgin soil and the reconstructed Shanghai soft soil to investigate the macro deformation of soil under disturbance. Discrete element method model is used to study the micro particle level responses of soil under disturbance. The laboratory tests and numerical simulations provide theoretical basis for construction disturbance mitigation to ensure safety and stability of excavation projects.     

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。     

边坡开挖支护时序有限元分析

为研究公路改扩建工程边坡稳定性的影响因素, 寻求科学的支护方法, 以柳州至南宁高速K1456+800处左侧改扩建边坡为研究对象, 利用ANSYS建立了有限元数值模型, 选择未及时支护和及时支护2种支护方式, 模拟计算了改扩建工程中6级边坡开挖过程中坡体的剪应变增量及水平、竖向位移增量; 为定量分析2种支护条件下边坡开挖过程中位移及应力的变化趋势, 选取了6个特殊节点进行监测, 主要监测内容包括测点的位移(包括水平位移和竖向位移)以及主应力(包括最大主应力和最小主应力)随开挖时步的变化情况。分析结果表明: 无论是否及时支护, 每步剪应变增量最大值均位于坡脚, 但及时支护时, 分布面积及数值较未及时支护时小, 边坡发生失稳的可能性较低; 随着开挖推进, 水平位移增量先减小后小幅增大, 竖向位移增量先急剧增大后缓慢减小, 及时支护下各测点最终位移较未及时支护情况要小; 未及时支护时最终开挖安全系数接近1.0, 及时支护后每步安全系数均大幅提高, 基本大于1.35。综上所述, 及时支护能够有效减小边坡剪切应力, 限制水平与竖向位移, 降低整体应力水平, 提高边坡安全系数, 显著改善坡体稳定性。      

地震作用下液化区桥台滑移破坏机理分析

桥台是整个桥梁结构不可缺少的构件之一。振动对液化区土体的影响较大,会降低土体的承载力,位于液化区桥台的最主要破坏形式就是滑移破坏。当桥台发生滑移时,会影响到桥梁的整体工作性能。从能量转化的角度,采用链式破坏的理念分析地震作用下桥台滑移破坏的机理。     

软弱围岩隧道开挖方案优化研究

根据合福线合肥至福州段的万山隧道特点和隧道开挖施工现状,参考前期围岩变形、锚杆应力等监测成果,采用有限元方法分别模拟万山隧道Ⅴ级围岩六步CD法和三台阶七步法两种开挖方案,比较分析两种开挖方案下洞室应力、变形的数值结果,并结合结构安全、稳定情况,论证三台阶七步法施工方案的可行性和合理性。     

Analytical solutions for three-dimensional stability of limited slopes

A method of three-dimensional limited slope stability analysis is presented here based on the upper-bound theorem of the limit analysis approach. A rotating collapse mechanism is considered in which energy dissipation takes place along curve velocity discontinuities. In the frictional soils, the failure surface has the shape of logarithm helicoids, with track outline defined by log-spirals. In the cohesive soils, the shape of the failure surface is torus. Angle is considered at slope top, and the critical height is less than top with no inclination. Numerical results of the proposed algorithm are presented in the form of nondimensional graphs. Some examples illustrate the practical use of the results.     

滚石对棚洞结构的冲击动力分析

以棚洞结构为原型,对滚石冲击作用下棚洞的接触力、位移、损伤与能量进行了研究。将滚石简化为刚性球体,围岩和土体为理想弹塑性材料,混凝土为弹塑性材料,通过ABAQUS有限元,模拟了不同速度与冲击角度下滚石冲击荷载对棚洞结构的动力响应。分析结果表明:在冲击角不变时,滚石速度越大产生的位移越大,在速度不变时,滚石的冲击角越小产生的位移越大;混凝土防护结构损伤最严重的地方发生在与滚石接触的区域,其次在斜腿柱上端和同柱子连接的横梁处,在实际工程中应加强柱子上端与横梁连接处的强度;棚洞主要通过混凝土防护结构来吸收和消耗冲击能,土垫层吸收和消耗冲击能很有限,为了缓解滚石冲击对混凝土防护结构的破坏,可在棚洞支座处增设耗能减震器。     

浅埋偏压软弱围岩隧道口治理

以某隧道为例,采用砂浆锚杆配合小导管注浆加固边仰坡、偏压处反压回填、地表注浆配合管棚成型、台阶法预留核心土开挖、洞内拱部超前小导管注浆、径向小导管注浆及临时仰拱支护等多项综合进洞施工技术,且在施工中加强监测,保证施工安全、加快工程进度、提高劳动效率并确保该隧道运营阶段的安全。及早施作初期支护和二次衬砌控制围岩变形,保护和发挥围岩自承载能力,确保洞口坡体稳定。     

地铁车站深基坑变形规律的三维数值模拟分析

以西安地铁某大型车站深基坑工程为背景,采用现场监测与三维数值模拟相结合的方法,研究了开挖过程中地铁车站深基坑的变形规律。结果表明,围护桩的变形直接关系到基坑的稳定和安全;开挖使得基坑周围土体下沉,地表沉降呈抛物线型;计算结果与监测结果基本一致,运用FLAC3D数值计算方法研究深基坑的变形规律是可行的、可靠的。