含高液限粘土残积土干湿循环条件下强度参数衰变试验研究

强风化边坡表面厚度较大的残积土土体的强度参数在受降水、温度变化等因素作用下的衰变规律对边坡的稳定性计算有明显影响。通过制备大量的剪切试件并在室内模拟干湿循环环境,探究了所取的含高液限黏土的残积土试件的强度衰变规律及其与干湿循环次数的关系,并得到了衰变后稳定值,所得结果为后续相关研究提供了数值参考和计算依据。     

云台山公路隧道浅埋偏压段施工技术

针对云台山隧道洞口段浅埋偏压破碎围岩的实际情况,为提高围岩强度,保证其稳定性,改善隧道成拱的作用,提出了采用偏压挡土墙、地表小导管预注浆等技术处理措施。综合分析表明:注浆处理后,围岩完整程度和强度明显提高,采用偏压挡土墙后,保证了洞顶覆盖体稳定性,洞内围岩变形量较小,初期支护及二衬整体受力特征得到了很大改善,小导管预注浆等处理措施效果显著。     

断层破碎带隧道施工过程的三维数值模拟

断层破碎带隧道围岩稳定性差,为了解超前小导管注浆加固围岩的效果,对隧道的开挖过程进行了三维有限元数值分析,数值计算结果和隧道拱顶下沉量测结果都证明了所选预加固措施的有效性,保证了断层破碎带隧道施工的安全。     

隧道洞口临近边坡三维稳定性评价分析

结合现场探勘资料及隧道仰坡三维形态图,采用ABAQUS有限元模拟软件建立了某隧道洞口临近仰坡的三维有限元模型;结合强度折减技术,通过边坡工程地质、水文地质现状调查及边坡整体稳定性验算,得到了隧道仰坡的安全系数。并将计算结果与现有研究方法进行了对比验证。研究表明:基于边坡实际三维形态的ABAQUS分析边坡安全系数满足相关规程要求,但考虑到边坡岩土参数离散性及强降雨等不利因素,建议定时监测,并及时采取加固措施进行加固;进一步针对边坡现有情况提出较为合理的隧道仰坡加固措施建议方案,为隧道洞口临近仰坡及隧道安全提供保证。     

浅埋偏压隧道边坡体系稳定性分析及加固技术

浅埋偏压隧道围岩与边坡相互影响,任何一方的失稳破坏均会影响另一方的稳定性,因此需将二者作为一个系统进行研究。以某山岭隧道为例,该隧道洞身大多处于偏压状态,分别对围岩及边坡进行加固处理,并经监测及数值仿真,表明了该体系加固技术是有效,可为类似工程提供一定的实践经验。     

有限元强度折减法在黄土路基边坡稳定分析中的应用

以解决实际工程中存在的黄土路基边坡的稳定性问题,本研究的主要思路是利用有限元软件ABAQUS,在有限元强度折减法的基础上,通过数值模拟边坡,对其稳定性进行分析,并且得到该边坡相应的稳定系数。模拟结果表明,对于黄土边坡存在的潜在破坏面,利用该法可以较为准确地、形象地预测其破坏位置与滑裂趋势,并且模拟得到的安全系数与简化的毕肖普法计算的结果很接近,不但增强了传统极限平衡法的计算结果的可靠性,也提高了精确性,还为评价黄土边坡的稳定性提供了新的方式。     

超浅埋偏压隧道洞口段施工变形控制

浅埋偏压隧道所处地质环境复杂,隧道围岩强度低、岩体破碎,地下水渗透,易导致围岩失稳。结合月麦岔隧道施工,通过数值模拟分析与现场监控量测,对浅埋偏压段施工围岩变形进行研究。结果得出:隧道开挖后,整个地层由于偏压作用发生了向右的变形,并且反压回填的锚固桩发生了一定的倾斜;隧道各塑性区未连通成片,山体基本处于稳定状态;隧道位移变形呈非对称分布,并且以沉降变形为主。经过衬砌弯矩最大的4个特征点的检算,可发现衬砌截面强度满足规范要求。研究表明:采取的施工方案及支护效果较为理想,变形及沉降量符合要求,可为解决浅埋偏压隧道洞口段施工变形控制问题提供参考。     

邻近边坡偏压深基坑开挖效应分析

依托长沙地铁6号线望岳路站深基坑工程,探究了邻近边坡偏压地铁车站基坑开挖的变形特性与受力特点,采用Midas/GTS对基坑分层开挖与支护进行了数值模拟,分析了地连墙位移、内支撑轴力、地表沉降等,并将数值模拟值与工程实际监测数据进行对比,分析了支护结构变形特性的影响因素.研究结果表明:偏压作用下,基坑两侧围护结构变形明显不同,非偏压侧的桩身水平位移大于偏压侧的;偏压与非偏压的两侧地表沉降具有明显的空间效应,偏压侧的坑周地表最大沉降量大于非偏压侧的;工程边坡侧增设大直径钻孔灌注围护桩、多道钢角撑数量,能有效控制边坡侧基坑变形;数值模拟值与实际监测结果一致,可为地铁车站深基坑工程的设计与施工提供借鉴.     

基于FLAC3D大断面浅埋偏压隧道开挖 方式数值分析

以V级软弱围岩杏花村偏压隧道工程为背景,应用有限差分软件FLAC3D对大断面偏压隧道进行开挖数值模拟,研究大断面浅埋偏压隧道中微台阶法与环形开挖预留核心土开挖的不同效果。结合杏花村三车道隧道施工实测数据,通过对比分析发现模拟结果与实际监测结果一致。FLAC3D准确模拟软弱围岩浅埋偏压隧道开挖,结果表明:在大断面偏压隧道开挖中,偏压侧位移较大,施工过程中,可采取在偏压侧设置挡土墙或加厚衬砌厚度的措施。通过对数值模拟中围岩应力状态、衬砌结构内力的比较,综合考虑后采取环形开挖预留核心土法进行大断面偏压隧道开挖,有较好的施工效果。     

偏压及沟谷地形条件下黄土隧道力学特性分析

为深入分析偏压及沟谷地形条件下黄土隧道力学特性,选取典型偏压及沟谷地形条件下的隧道段,结合现场搜集的地形资料,利用有限元数值模拟软件,模拟隧道在该地形条件下的初期支护应力应变的规律。     

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。     

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．     

某高边坡滑坡治理的效果分析

某边坡位于水库右岸公路以上,土层主要为软弱的砂岩和泥页岩,历史上形成的古滑坡体由于受褶皱和断裂构造及地下水的影响,基岩表层进一步风化、卸荷和泥化,再次发生滑动.通过分析该边坡滑坡的治理,计算该边坡在治理前后的稳定安全系数,对其治理效果进行分析,计算和实际观测结果表明经过综合治理,该边坡趋向稳定.     

抗滑桩在路堑边坡治理中的应用分析

以向家坡路堑边坡治理工程为例,结合该边坡实际情况,采用传递系数法,将此边坡分成5条滑块并对其下滑推力和安全系数进行了计算.计算结果表明:天然状态下此边坡不会产生滑坡,而在滑坡土体饱和的状态下,该边坡稳定性迅速降低,极易产生滑坡等地质灾害.根据传递系数法所获得的结果,对饱和状态下此边坡在有、无抗滑桩防护状态两种工况下的滑坡情况进行了数值模拟.抗滑桩能够有效地减小边坡的水平位移、阻止边坡下滑、提高边坡稳定性.     

Block Limit Analysis Method for Stability of Slopes During Earthquakes

Based on the limit analysis upper bound method, a new mechanism of soil slope failure has been proposed which was consisted of plastic shear zone and rigid block zone. The different zones interface were regarded as discontinuity lines. Two sliding blocks of the slope were also incorporated horizontal seismic force and vertical gravity force. The velocities and forces were analyzed in two blocks, and the expression of velocity discontinuities was derived according to the principle of incompressibility. The external force done work for the blocks and the internal energy dissipated of the plastic shear zone and the velocity discontinuous were solved. The stability ratios were derived for the height of two-level slope with different rates to involve seismic and no seismic. The present stability ratios were compared to the previous study, which showed the superiority of the mechanism and the rationality of the analysis. The critical height of the slope can provide a theoretical basis for slope support and design.     

降雨入渗下裂土边坡水分运移时空特征与失稳机理

为探究降雨入渗下裂土边坡水分运移时空特征与失稳机理, 自主研制了足尺模型试验系统和光纤布拉格光栅(FBG)深部柔性位移系统, 对边坡渐进破坏进行了全过程、多物理量联合监测, 揭示了降雨入渗作用下裂土边坡的渐进变形和破坏演化模式; 基于裂土边坡的渐进破坏模式, 提出了土体饱和比概念, 将裂隙深度范围滑体分为饱和层和非饱和层; 以土体饱和度变化描述了含随机分布裂隙的边坡水分运移规律, 并结合刚体极限平衡法探讨了由裂隙控制的边坡失稳机制。研究结果表明: 对于未形成裂隙的边坡, 连续降小雨时浅层变形受表层基质吸力控制; 裂隙形成后, 雨水沿裂隙快速入渗形成暂态饱和区, 导致基质吸力降幅达82.50%~87.14%, 而由其贡献的抗剪强度迅速损失, 从而形成初期溜滑、片蚀等浅层变形, 降雨停止后坡体仍处于蠕变过程, 坡脚与坡顶位移增幅分别为23.40%和19.39%;蒸发后裂隙规模发展增大了雨水对渗流场的影响范围和边坡破坏规模; 土体经历胀缩、蠕变而变得松散, 裂缝区深部土体体积含水率较初始状态的增幅为205.7%;同一降雨条件下, 初始裂隙深度愈深, 稳定系数愈低, 破坏愈快; 对具有同一裂隙深度的边坡, 其稳定系数随土体饱和比的增加逐渐降低, 土体饱和比增长愈快, 表征边坡内部出现大面积连通型饱和区, 这是裂土边坡出现整体失稳的主要原因。      

Stresses and Shear Fracture Zone of Jinshazhou Tunnel Surrounding Rock in Rich Water Region

Field evidence has shown that large-scale and unstable discontinuous planes in the rock mass surrounding tunnels in rich water region are probably generated after excavation. The tunnel surrounding rock was divided into three zones, including elastic zone, plastic damage zone and shear fracture zone fof assessing the stability of the tunnel surrounding rock. By local hydrogeology, the stresses of surrounding rock of Jinshazhou circular tunnel was analyzed and the stress solutions on the elastic and plastic damage zones were obtained by applying the theories of fluid-solid coupling and elasto-plastic damage mechanics. The shear fracture zone generated by joints was studied and its range was determined by using Mohr-Coulomb strength criterion. Finally, the correctness of the theoretical results was validated by comparing the scopes of shear fracture zones calculated in this paper with those from literature.     

黄土公路边坡稳定性数值模拟研究

以某高速公路边坡为工程背景,针对开挖后的高堑边坡,运用抗剪强度折减法,结合FLAC3D进行三维数值模拟分析,研究坡体变形破坏的演化规律。研究结果表明：土坡破坏前临界时刻发生最大应变增量处位于土坡最后发生剪切破坏的滑裂面上,且应变增量的等值线即为最危险滑裂面;剪切破坏带是沿实际滑裂面基本对称的带状区域,其应变增量由带状中心向两侧逐渐减小,而且剪切破坏带中心位置自坡脚处向上应变增量值逐渐减小,土体剪切破坏是从坡脚处向上逐渐发展并最终贯通为整个滑裂面。     

偏压地形下大断面隧道进洞技术

云桂铁路达康隧道出口段为三线隧道,位于偏压地形中,由于隧道跨度大、仰坡高且石质破碎,地质构造复杂,进洞时受到滑坡、剥落、崩塌等边坡变形破坏的威胁。通过对三种施工方法的分析、对比,得出了这种偏压大断面隧道进洞的较为合理的明洞暗进法施工方案。实施过程中进洞施工比较顺利,没有发生大的塌方、滑坡,保证了施工安全,缩短了工期,取得了较好的经济效益和社会效益。     

锚失效影响岩质边坡稳定的数值模拟

通过数值模拟分析设格子梁的锚失效对岩质边坡稳定性的影响。模拟了锚固边坡从加载到不同位置和顺序的锚失效后,其它锚索应力的变化以及边坡破坏情况;研究了边坡锚索失效对边坡稳定性的影响机理。研究结果表明:在荷载作用下,边坡上排锚索比下排锚索先破坏,失效锚索的锚固力会向其他锚索转移;折线破坏的边坡不同位置锚索破坏对边坡稳定性的影响有所不同。