基于上限定理的三维边坡稳定性分析探讨

利用上限定理,对纯黏性长大边坡的三维稳定性进行了研究。以边坡外某点为圆心,构建了球形破坏机构。利用三重积分,计算了该破坏机构下边坡的外力功率与内部能量耗散。基于功能相等定理,得到了边的三维稳定系数表达式。结合强度折减法,进一步研究了边坡的三维安全系数。通过与已有结果的对比,证明了该方法的正确性。分析了安全系数的变化规律,结果表明随着边坡宽度的增大,三维安全系数逐渐减小。为分析普通黏土边坡的三维稳定性奠定了基础。     

利用能量法的边坡强度参数反演研究

强度参数反演是获取岩土工程参数的重要手段之一。传统的位移反分析方法需要对岩土体进行位移监测,耗费较多的时间和资金。本文在极限分析上限定理的基础上进行安全系数的求解。并分析边坡的几何及参数连续性,将边坡破坏断面两侧的断面的安全系数视为1。通过做出不同断面的c—φ曲线,其曲线的交点即为反演所得的参数值。结果表明,其结果与试验值符合较好,效果较好。     

路堤高边坡的地震响应及动力安全系数分析

为了揭示路堤高边坡对地震荷载的响应及动力安全系数的时程变化规律,以实际工程为例,利用动力有限元法,分析了边坡应力应变指标与地震荷载的关系。结果表明,由于边坡的阻尼特性,坡体内各点的地震响应比较复杂,并且不同步,边坡的动力安全系数介于静力安全系数与拟静力安全系数之间,规范规定的拟静力法所求出的安全系数偏于安全,动力有限元法能清楚地揭示边坡的地震响应规律,适用于各类岩土工程的地震响应分析。     

强度折减法在公路高边坡工程中的应用

有限元强度折减法,是通过不断降低岩土体强度使边坡达到极限破坏状态,从而计算得到边坡的破坏滑动面和强度储备安全系数.首先简单介绍了强度折减法的基本原理和理论,在此基础上,以某高速公路高边坡工程为例,具体阐述了该方法的相关应用.工程实例表明,该方法得到的滑带位置以及安全系数与传统的极限平衡法所得到的结果较为一致,表明了该方法的适用性和准确性.并且该方法还能进行边坡的应力、应变以及位移等分析,弥补了极限平衡法所存在的不足,具有较好的运用前景.     

基于应力路径法的后处理先填方高度的反演分析

应力路径就是指土体受力发生、发展和变化的过程。在采用传统路堤稳定计算方法分析的基础上,基于应力路径的基本概念和太沙基破坏模式确定应力路径分析法中关键点的选取原则,并在饱和深厚软土条件下通过该点的有效应力和超孔隙水压力的转化关系反演得到后处理施工先填方高度的一个简化计算公式。     

开挖扰动对边坡稳定性影响分析

土石方开挖扰动,必然改变坡体应力状态、应力路径、坡体岩土体结构等,从而对边坡稳定性产生影响。文中分析了开挖对边坡产生的力学响应,并应用数值计算比较了不同扰动程度对边坡稳定性的影响,提出了及时支护对开挖边坡稳定的作用机理。     

非均质沥青混合料劈裂试验应力分布规律研究

为量化研究沥青混合料受荷载时应力分布规律,借助有限元法建立二维非均质沥青混合料劈裂试验模型,赋予非均质模型材料属性,模拟劈裂试验的受力状态。为测定模型内部应力值,布置沿模型圆心水平方向位置上的5条应力测定线,准确得到各测点的应力值,分析各测线上最大主应力的变化规律,研究沥青混合料劈裂试验后的损伤规律。结果表明:圆心区域的应力值大于周边区域,圆心区域应力值使得该区域沥青混合料受拉开裂,裂纹向外延伸,该情形符合实际劈裂试验的破坏形式;并且在圆心水平方向的上下两部分模型区域应力值对称分布。     

节理岩体隧道的稳定性分析及破坏机理

以往只有位移,应力,尺寸和塑性区分布在分析节理岩体隧道的稳定性时考虑。这样,既不可以明确发现破坏面的位置和范围,也不能得到的安全系数量化标准。定量分析节理岩体隧道稳定性模型试验与数值分析在本文得出了研究。通过使用有限元强度折减法计算破坏状态和节理岩体隧道的安全系数。结果表明,联合倾角对破坏面的位置产生更大的影响。如果α＝0°时,破坏面对称分布在两侧;如果α＝30°和45°,滑动面旋转节随理倾角的变化,并相应地分布在节理的上下部分;如果α≥60°,破坏面转移到底部。特别地,如果α＝90°时,可形成拱顶的中间破坏面。安全系数结果表明,安全系数降低了不同程度的节理岩体隧道同质隧道,但节理倾角对安全系数的影响不大相比。节理间距和强度的降低,安全系数降低。     

用局部最小安全系数法的边坡破坏分析

本文介绍了一种用最小安全系数法对局部破坏的研究方法，边坡中的有效应力状态用德朗克－普雷格（Ｄｒｕｋｅｒ－Ｐｒａｇｅｒ）非线性应力应变关系的有限元法进行计算，根据莫尔－库仓破坏准则来估计土的抗剪强度，沿着边坡的滑动方向，危险滑动面通过联结局部破坏点来确定，建议的方法所获得安全系数和毕晓普法，萨马法（Ｓａｒｍａ）测得的安全系数一致性很好。然而危险滑动面的位置比毕晓普的稍有偏离，这可能是由于各自方法公式     

岩土工程极限状态设计的发展过程

本文回顾了岩土工程中极限状态设计的历史发展过程，比较了用于陆上和近海结构物设计的总安全系数与局部安全系数，研究发现，土方工程，挡土结构物，陆上和近海基础的临界和可靠性极限状态设计，在不同规范中所使用的安全系数是非常类似的。在临界极限状态设计中，局部安全系数是与荷载和土体参数的变异性以及设计近似化和施工误差相关系的，这些因素影响了结构物的标准破坏概率和破坏的严重程度，而对于陆上和近海结构物来说它们的     

浅埋大跨偏压隧道的破坏模式分析

为研究浅埋大跨偏压隧道破坏模式,利用有限元强度折减法对三心圆曲墙式断面隧道和马蹄形断面隧道在不同埋深、坡比工况下的塑性应变和安全系数进行研究,得到隧道的破坏模式及发展规律:无偏压条件下,随着埋深增加,三心圆曲墙式断面隧道最大塑性应变由拱肩向下转移到边墙附近,而对于马蹄形断面隧道,当埋深较浅时,在拱肩和边墙出现破裂面,随着埋深的增加拱肩的破裂面逐渐向边墙脚转移;当存在偏压时,三心圆曲墙式断面隧道浅埋侧先破坏,随着埋深的增加,最大塑性应变由浅埋侧拱肩移到浅埋侧边墙位置,对于马蹄形隧道,破裂面从浅埋侧拱肩和深埋侧边墙转移到墙角;在同一埋深条件下,三心曲墙式断面隧道安全系数高于马蹄形隧道安全系数。     

地铁区间安全疏散方式分析

地铁建设事业迅速发展,有关安全问题越来越受到广泛的关注,尤其是地铁区间的消防疏散更是重点关注的问题之一,而且业内存在诸多不同的理念与争论,我国现行规范对这方面的规定并不够详细与完善。提出了合并式、分离式区间隧道疏散,设置纵向疏散平台等几个地铁区间疏散模式,通过对几种疏散模式的分析,从安全性与经济性等方面,阐述对地铁区间隧道的消防疏散的观点。     

黄土边坡滑坡侵蚀稳定性计算方法探讨

滑坡是土坡重力侵蚀破坏的主要形式，在目前的工程实践中，土坡稳定性分析最常用的方法是圆弧条分法。但对大量黄土滑坡的观测表明，其滑动面并不是圆弧，一般是后壁陡直，下部接近圆弧，总体形状呈“L”形。因此采用经典的圆弧法计算黄土边坡的稳定性是不准确的。根据Mohr-Coulomb强度理论计算出黄土滑坡后缘拉裂的深度，自拉裂底部至坡脚处假定为圆弧滑动面，在此前提下搜索最危险滑动面的位置。笔者曾提出了搜索最危险滑动面的一种方法，并结合该方法推导出了用圆弧法求解稳定系数的解析式。将黄土边坡具有后缘拉裂这一特点，应用于该解析方法中，进一步推导出用于黄土滑坡侵蚀稳定性的计算公式，通过对泾河南岸一黄土高边坡滑动前地形断面观测和土的物理力学性质指标的测试，计算得出其潜在滑动面，再与其滑动后实测滑动面比较，表明提出的方法比一般的圆弧法有更高的精度。     

冰水堆积体隧道注浆圈厚度与初期支护受力特性研究

为解决不良地质软弱围岩造成隧道失稳、软弱围岩注浆参数不确定,以及米林隧道冰水堆积体围岩注浆厚度对支护力安全性造成影响等问题,基于三维有限元FLAC3D模拟软件,建立不同注浆厚度的隧道围岩模型,得到注浆后的围岩特征曲线,通过允许变形量确定了不同注浆厚度对应的允许支护力。基于此,进一步探讨围岩不同注浆厚度下,采用上下台阶法并打设锁脚锚杆对初期支护结构的影响,并计算得到断面每个位置初期支护的安全系数。结果表明： 1）注浆圈厚度越大,基于允许变形的允许支护力越小; 且围岩条件越差,相同注浆厚度对应的允许支护力越大; 故米林隧道冰水堆积体段Ⅳ1、Ⅴ1和Ⅵ级围岩的合理注浆圈厚度建议分别取3.5、3.5、5.0 m。2）随着注浆圈厚度的增大,各级围岩各个位置对应的初期支护安全系数增大。3）初期支护安全系数一般在拱肩、拱顶和拱底较大,在拱腰和拱脚位置最小。     

呼-集高速公路高边坡稳定分析

用有限元程序在呼和浩特至集宁高速公路做边坡稳定分析,将应力-应变引入传统的弹塑性力学,根据计算得到的应力场来计算各点的安全系数,在不假定滑动面的情况下,利用安全系数的理论,绘出安全系数等值线图,其安全系数就是边坡的安全系数,从而,理论确定最大的滑动面经检验与实际相吻合。     

道路改扩建条件下石砌拱涵稳定性研究

为研究张家口原公路改扩建为高速公路过程中,填土高度增加情况下石砌拱涵稳定性,采用有限差分数值计算方法,分析了不同填土高度情况下的拱涵－地基应力的变化规律。根据拱涵砌体的抗拉强度和抗压强度,建立砌体的等效粘聚力和内摩擦角,从而分析结构的安全系数。计算结果表明:结构体系的破坏主要源于地基的失稳,拱涵本身具有较高的安全系数。     

富水区城市公路隧道中隔壁法各开挖步力学特征研究

以深圳东部过境高速公路连接线工程为依托,基于应力场-渗流场耦合的数值模拟方法,研究富水区城市公路隧道中隔壁法各开挖步力学特征。结果表明:中隔壁法各开挖步骤的围岩主应力变化特征明显,隧道目标面围岩总体受压,在隧道两侧拱腰至拱脚处存在较为明显的压应力集中现象,而拱底及掌子面则出现少量拉应力集中;不同开挖步拱脚处初期支护应力最大,拱腰、拱肩和拱顶处应力量值较为接近,而拱底处应力最小;初期支护受力随隧道开挖进程变化幅度较小,初期支护具有一定的安全储备;各径向特征点水压力均呈现从注浆圈外侧至初期支护外侧逐渐减小的趋势,而各环向特征点水压力由拱顶至拱底逐渐增大;对于作用于初期支护上的水压力值,数值计算结果稍大于不考虑开挖影响的理论预测值,表明中隔壁法隧道施工各开挖步对衬砌背后水压力大小及分布规律有一定影响。     

防水密封垫布置方式对管片接头的力学影响分析

为实现管片接头的受力和接缝防水共赢，利用可模拟复杂接头特性的管片接头力学模型，分析不同位置、不同宽度、不同数量的密封垫对管片接头的力学影响，并探讨兼顾管片接头受力与密封垫防水的接头设计，给出相应改进建议。研究表明： 1)对于软弱地层的管片接头，密封垫靠近接缝面中部布置可以使管片接头保持较高的抗弯刚度，降低接头混凝土压溃和螺栓受拉屈服的风险，确保管片接头的受力安全，并具有良好的接缝防水能力； 2)对于硬质地层的管片接头，其密封垫靠近接缝面边缘布置或采用大宽度密封垫，并配合采用改进接缝面接触方式和改善螺栓材质等综合措施，可达到同时降低接头抗弯刚度、确保接头安全、提高接缝防水的目的。     

深埋老黄土隧道围岩劣化对支护受力影响分析

为解决围岩劣化所导致的深埋老黄土隧道初期支护破裂问题，以蒙华铁路阳山隧道深埋老黄土围岩劣化初期支护破裂段为工程依托，通过补勘、数值分析、应力监测等手段对深埋老黄土及围岩劣化工况的支护受力特征作对比分析，得到如下结论： 1）在原围岩参数工况下，喷射混凝土全环受压，上台阶喷射混凝土受力较大，最大压应力位于拱顶，同时上台阶拱脚有较大剪切应力； 2）在围岩劣化但未形成连续滑移面的工况下，上台阶的弯曲压应力显著增大，最大压应力仍位于拱顶，且上台阶拱脚处易发生压剪破坏； 3）在围岩劣化且形成连续滑移面的工况下，最大剪切应力与最大压应力位于同一位置--滑移体与衬砌接触的上部边界，此处易发生压剪破坏且位置随着破裂滑移面的变化而变化，分布范围在上台阶拱腰至拱脚处。