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.      

解析法和有限元法在高边坡稳定性分析中的应用

由于土体内部应力与变形的复杂性,传统极限平衡法未能引入应力与应变关系而存在一定的局限性.为解决高填方路基边坡在自重及外界条件作用下,边坡失稳破坏的技术难题.以福建省南平市滨江东路路基高边坡为工程背景,分别采用解析法与数值非线性有限元法建立模型对高填方边坡的稳定系数进行计算,结果表明两种方法计算结果接近,都能较为准确地对高边坡稳定性做出预测和判定,最后结合土体水平位移理论值与实测值综合对该高边坡的稳定性进行了评价,这可为同类型项目的设计与施工提供一种行之有效的计算方法.     

前期降雨及雨型对土质高边坡稳定性影响分析

为探讨降雨雨型及前期降雨对土质高边坡稳定性的影响,基于Geo-Studio有限元软件,针对不同雨型及前期降雨情形下土质高边坡进行稳定性研究。研究表明:边坡的安全系数在前期降雨量达到某一定强度时会大幅降低;前期降雨能够使边坡提前进入接近失稳的状态,提高了边坡发生失稳破坏的可能性;雨强峰值出现时间越后,安全系数越晚开始降低,同时其降低幅度越明显,即对边坡的稳定性越不利。     

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.     

某路堑高边坡抗滑桩支护参数优化分析

为了优化某路堑高边坡抗滑桩支护条件下的支护参数,本文基于Midas/GTS有限元软件对抗滑桩设置位置、长度及间距进行分析研究。结果表明：该高边坡抗滑桩最优设置位置为二级边坡处,边坡安全系数最高为1.28,此时边坡的最大总位移、水平位移及竖直位移最小;随着抗滑桩长度增大,边坡位移均减小,安全系数增大,增至20 m后变化速度均有所放缓,因此抗滑桩最优长度选取20 m。随着抗滑桩间距增大,边坡位移均增大,边坡安全系数减小,且变化幅度均有所放大;抗滑桩间距为4 m时,边坡位移及安全系数均较好,因此抗滑桩的最优间距选取4 m。     

在建高速公路路堑高边坡在交工验收阶段的稳定性监测分析

在山区建设高速公路, 不可避免地会产生大量的路堑高边坡。 为了确保后期高速公路在运营期处于安全稳定的状态, 避免侧向高边坡由于滑坡而造成巨大的财产损失, 就需要对边坡进行交工稳定性验收, 确保其处于安全稳定的状态。 文章重点监测了边坡地表水平位移和垂直位移, 通过对监测数据的科学比对分析, 判定边坡的稳定性状态, 为高边坡交工验收提供技术支撑。     

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。     

基于强度折减法的高烈度地震区边坡稳定性分析

将边坡安全稳定系数作为岩土体参数的折减系数对岩土体参数进行折减,采用有限元软件ANSYS进行动力分析,求得地震作用过程中边坡稳定性系数;通过边坡断面横向加速度位移时程曲线研究了高边坡的动力特性;结合工程算例,分析了高边坡在地震条件下的失稳破坏机理,验证了强度折减动力分析法的可行性.研究表明:强度折减动力分析法能直接评价...     

复杂工况下高速公路路堑边坡稳定性分析

以某高速公路路堑边坡为研究对象,采用大型有限元软件进行了建模分析,分析了坡顶荷载、降雨和坡顶渗漏工况下的边坡安全系数变化规律,并重点研究分析最不利条件下路堑边坡的安全系数和位移变化规律,得到以下结论:边坡安全系数随坡顶荷载、降雨历时和坡顶渗漏历时的增大而减小,相比于坡顶无荷载时,荷载取200kPa、400kPa和600kPa时边坡稳定系数分别减小了43. 4%、65. 2%和71. 8%,在坡顶荷载取最大值600kPa时,边坡安全系数为1. 41,仍处于稳定状态;相比于降雨历时为0时,降雨历时取3h、6h、12h和24h时边坡稳定系数分别减小了54. 4%、55. 4%、56. 2%和57. 2%;相比于坡顶渗漏历时为0时,坡顶渗漏历时取1d、3d、7d和24d时边坡稳定系数分别减小了0、24. 8%、31. 2%和44. 2%;复杂工况下,坡肩处、平台和二级边坡坡脚处水平位移较大,一级边坡水平位移接近于0,当历时12h时,边坡处于欠稳定状态,当历时达到24h时,边坡稳定系数小于1,此时边坡极可能会发生滑塌,应提前给予加固处置。     

持续降水入渗的公路高边坡稳定性分析

我国是自然灾害频发国家,其中水灾的地域分布广、时间跨度大,边坡岩土体物理性质发生改变,原有的稳定性遭到破坏,导致公路边坡滑坡、崩塌事故多有发生,危及公路交通通行能力和人员安全。采用强度折减流固耦合分析方法,开展了公路高边坡工程降水入渗时程分析,揭示持续降水入渗条件的公路高边坡失稳特征,即边坡岩土材料的较高孔隙水压力区从边坡坡面表层向内部逐渐发展,与滑裂面或局部塑性区的发展方向相反,边坡稳定的安全系数降低,公路高边坡将发生坡面冲刷、坡体滑坡破坏。     

土钉加固高液限土路堑边坡的支护参数优化

土钉支护已广泛应用于边坡工程,但至今对土钉支护参数的选取尚无规范可依。基于有限差分法软件FLAC,利用正交试验设计进行数值模拟,得到一定坡高土钉支护参数的合理取值范围,并选取典型工点对土钉的支护效果进行稳定性评价,对比处治前后边坡的安全系数及最大水平位移,结果表明,在正交试验基础上选取合理的土钉支护参数,边坡的稳定性大大提高。计算结果可为土钉支护定量化设计提供参考。     

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。      

大连地铁109标段施工监测研究

针对大连地铁109标段施工过程进行监控量测,分析施工过程中边坡稳定性问题.主要采用电子水准仪二等水准测量方法对边坡沉降进行观测,并采用全站仪对边坡水平位移进行施工过程中的监控量测,全面分析了施工过程中的沉降及水平位移数值变化规律.结果表明:明挖基坑坡顶监测点累计最大沉降值为9.2mm,最大水平位移为17.8 mm,均符合规范要求,施工过程中边坡基本稳定,能够保证安全施工,可为同类工程施工监测提供参考.     

FLAC在高液限土路堑边坡前期稳定性分析和处治后评价中的应用

结合石忠高速公路高液限土路堑边坡特殊的工程性质,利用FLAC对边坡进行了前期稳定性分析;得到了一定坡度下坡高与安全系数的拟合关系式及一定坡度下边坡的临界高度,为沿线路堑边坡的稳定性评价提供理论依据。分别模拟了削坡和挡土墙处治边坡的过程,并对边坡的稳定性及处治效果做出评价,为采用合理的处治措施提供依据。     

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。      

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。     

基于熵权-灰关联法的岩质开挖边坡安全评价模型

根据边坡稳定性评价体系, 选取边坡岩体质量评分、边坡开挖方法调整系数、高度修正系数、结构面调整系数、结构面调整值5个评价指标反映边坡的整体稳定性, 并作为安全评价模型的序列变量; 建立了熵权-灰关联安全评价模型, 将目标边坡作为系统特征序列, 12处岩质边坡作为相关因素序列, 评价了京沪高速改扩建工程沿线典型岩质边坡的安全性, 并提出工程建议; 采用FLAC3D仿真软件, 分析了不同阶段机械开挖和不同炮孔处静力爆破条件下边坡的稳定性变化规律, 以验证安全评价模型的准确性。分析结果表明: 边坡稳定性评价指标可较好地反映边坡的稳定性特征; 熵权-灰关联安全评价模型充分发挥了灰关联法在小样本数据分析的优点, 且由熵权法计算的指标权重改善了传统灰关联分析中由专家打分或平均赋权的缺陷, 使评价结果更加客观; 三级边坡和一级边坡的开挖使边坡K593+260~K593+555的安全系数分别降至1.01和1.00, 和上一级边坡相比降幅分别为34.8%、9.1%, 说明缓倾顺层岩质边坡的开挖会使岩层沿结构面滑动, 使边坡失稳; 瞬时动荷载和荷载积累效应控制静力爆破条件下边坡的稳定性, 瞬时动荷载的出现使边坡安全系数下降了7.7%, 荷载积累效应的消散使安全系数平均回升3.6%, 说明爆破对边坡的松动作用明显, 荷载积累的消散使边坡的稳定性提升。      

川西地区季节冻土渗透系数的时空变化特性

冻融循环作用引起的边坡体内部水分迁移是川西地区季节冻土边坡失稳的主要原因，研究边坡土体渗透系数时间、空间变化特征是掌握水分迁移规律的重要手段. 针对冻融循环作用下季节性冻土坡面渗透系数时空变化问题，选取川西新都桥地区某边坡粗颗粒土为测试土样，设计冻土渗透系数试验装置，以30%乙二醇溶液为试验渗透溶液，分别制备不同初始含水率、细颗粒含量、干密度测试土柱；添加30%乙二醇放至低恒温箱中进行12 h以上冷冻处理，开展不同冻融循环次数作用下冻土渗透系数试验,并分析其渗透系数变化规律；在此基础上结合边坡冻融期含水率现场监测数据，分析渗透系数时空变化规律. 试验结果表明:初始含水量及干密度不断增加时，冻土非闭合孔隙度和渗透系数均呈减小趋势；冻土渗透系数随细颗粒含量的增加而减小，当细颗粒含量大于20%时，冻土渗透系数减小的幅度较小；冻融循环次数对冻土渗透性能起到抑制作用，当循环次数超过3次时，冻融作用对渗透性能影响不大；季节性冻土边坡1 m冻结深度以内，渗透系数随深度增加减小；11月—1月冻深范围内冻土渗透系数减小，1月—3月渗透系数开始增大.