锚固参数对顺层岩质高边坡稳定性敏感度分析

为研究锚固参数对顺层岩质高边坡稳定性的影响规律，依托京沪高速公路改扩建工程中顺层岩质高边坡，采用有限差分软件FLAC3D建立数值仿真模型，研究了二次开挖后边坡不同锚杆长度、锚固倾角和注浆体黏结强度锚固下，顺层岩质高边坡的稳定性和锚杆轴力分布规律，并对锚固参数进行敏感性分析，结合敏感性分析对二次开挖锚固工程提出建议。结果表明：边坡稳定系数随着锚杆长度的增加先增加后趋于稳定，锚杆锚固中存在最佳长度，锚杆长度12 m锚固效果最佳；边坡稳定系数随锚固倾角的增大先增大后减小，锚杆锚固中存在最佳倾角，锚固角度25°锚固效果最佳；边坡稳定系数随黏结力增大先增大后趋于稳定，注浆体选用M30水泥砂浆能提供足够的黏结力；各锚杆参数对边坡稳定系数的敏感度由大到小排序为黏结强度f_b>锚杆长度L>锚固倾角α。     

万宜高速公路膨胀土边坡柔性结构支护参数影响分析

依托万宜高速公路膨胀土边坡,结合实际工程建立数值计算模型,运用FLAC3D分析不同锚杆倾角、锚杆长度、锚杆间距、土工格栅网格尺寸以及框格梁截面尺寸对边坡稳定性的影响,得到支护参数的最优组合,表明:锚杆长度的增加能够有效增加边坡稳定性,安全系数随锚杆长度而线性变化。在一定范围内,边坡安全系数随锚杆倾角增大而非线性增大,存在对边坡稳定性最有利的最优锚固角,安装锚杆时尽量使其锚固角度与最优锚固角接近。边坡的安全系数随锚杆间距的增大而非线性减小。随土工格栅尺寸的增大边坡安全系数逐渐减小,并且土工格栅网格尺寸与安全系数呈线性关系。边坡安全的系数随格梁截面尺寸的增大而增大。     

差异化锚长组合支护方式对边坡稳定性影响的数值分析

为寻求边坡锚杆布设的优化形式,拟采用差异化锚长组合方式进行支护。首先探讨在边坡不同位置单独布锚,得出其对边坡整体稳定性的贡献存在显著差异,由此引出并强调边坡层位的作用。另外考虑到对锚杆长度进行差异组合在经济上更为合理,由此将边坡锚杆组布设成长-中-短型、中-长-短型、短-长-中型3种组合形式,通过分析安全系数差异、锚杆轴力比重和滑动面位置等变化情况,研究布置方式的变化对边坡稳定性的影响。结果表明:在组合布锚情况下,存在整体最佳锚固角θopt与层位有效锚长Leff,安全系数差异与滑动面位置的主控因素均随锚固角在各层位间不断转移,边坡破坏模式随锚固角增大由深层滑动突变为浅层滑动;当各层锚杆组采用单层布锚下的最佳锚固角进行组合布设时,加固效果一般,存在"组合-群锚效应",此时对各层锚杆组按小角度岔开布设为宜。     

裂隙膨润土边坡稳定性及锚固特性研究

基于极限分析上限定理,对含裂隙膨润土边坡的稳定性及其预应力锚索加固措施开展研究,结合平动机构和旋转机构,提出一种平动-旋转组合机构评估含裂隙膨润土边坡的稳定性;并基于空间离散技术建立含裂隙膨润土边坡半解析分析方法,研究裂隙特征和吸力效应对其稳定性的影响机制,探究预应力锚索的加固效应及锚索最优化布设方案。结果表明:膨润土边坡稳定性及锚索锚固效应均与裂隙特征密切相关,裂隙高度对边坡稳定性的影响存在临界值,超过该临界值边坡稳定性将显著降低,锚索最优倾角随锚头埋设高度和内摩擦角的增大而减小。     

锚杆支护方式对边坡稳定性的影响研究

基于极限平衡法验算锚固边坡的安全系数,考虑了锚杆锚固角、锚杆长度、锚固位置、锚杆布设形式这些影响因素,利用GEO-SLOPE商业软件计算了边坡的安全系数,并得到了一些规律：①锚固边坡存在最优锚固角,不同长度锚杆的最优锚固角一致,大致在20°左右;②锚杆在坡面的位置对边坡安全系数也有很大影响,随着锚杆由坡顶向下移动过程中,安全系数呈现先增大后减小的趋势,在坡面中下部时的安全系数最大;③从锚杆的布设形式可以看出,中下部锚杆对边坡的安全系数影响最大。     

基于FLAC3D的顺层岩质边坡稳定性及锚固优化研究

以湖南某泥质粉砂岩顺层边坡为工程背景,通过数值模拟,分析现状边坡稳定性及滑坡趋势;在分析锚固初步设计基础上进行优化,并分析锚杆分布、长度、倾角、间距等对边坡稳定性的影响。结果表明:现状边坡沿坡脚及以上多层结构面发生滑动破坏,滑动面前、中部与结构面重合,后部拉裂岩土体;优化锚固设计,锚杆与岩层夹角为45°～55°对于边坡稳定最有利,锚杆倾角增大,边坡安全系数呈先增加后降低趋势;边坡安全系数与锚杆垂直间距为三次函数关系,存在极值。锚固优化设计可有效提高边坡稳定性,可为类似工程提供参考。     

锚杆对某公路边坡稳定性的影响分析

结合某公路均质土边坡支护实例，运用大型有限元软件MIDAS/GTS建立边坡的平面应变二维模型，基于有限元强度折减法，研究锚杆的锚固长度、锚杆间距、倾角等因素对边坡整体稳定性的影响。结果表明:锚杆穿过边坡滑动面后，继续增加锚杆长度对提高边坡安全系数效果不大，在锚杆倾角和锚杆间距不变的情况下，随锚杆长度增加，边坡安全系数变化较小；在保证边坡稳定性的前提下，锚杆倾角可在25°~35°范围取值；在保持锚杆倾角和锚杆长度不变的情况下，随着锚杆间距的增加，边坡安全系数出现先增大后减小的趋势。     

基于拟动力方法的加固边坡稳定性分析

基于对数螺旋破坏机构,采用极限分析上限定理和拟动力的方法,提出一种新型计算方法,计算地震力作用下保证边坡稳定性所需的锚杆加固力,并与利用平移破坏机构所得结果对比,证明该方法的合理性.通过算例进行参数分析,结果表明:对数螺旋破坏机构较平移破坏机构更切合工程实际;边坡所需锚杆加固力随着边坡坡角和地震放大系数的增大而增大;边...     

破碎岩体锚固边坡的稳定性分析

在山区破碎岩体深挖路堑边坡防护方法中，锚固法是常采用的方法，对破碎岩体边坡特点、锚固边坡力学机理进行了较详细的分析，提出了一种锚固边坡的稳定性计算方法，即将锚对岩体的作用视为一种沿最佳锚固方向的体积力进行计算。     

在动载作用下山岭隧道锚杆的动态响应分析

基于现场监测数据,采用数值分析方法研究了拱桥铺山岭隧道在底部动载作用下隧道锚杆的轴力和锚固水泥浆应力的动态响应规律。随着爆炸应力波传播,无衬砌影响的锚杆轴向拉应力在极短的时间里增加至峰值,最后趋于稳定,有衬砌锚杆轴力一开始都是向受压方向达到峰值,然后逐渐向反方向振动。每根锚杆从锚头到锚尾锚杆单元轴力都是先增加后减小,中间锚杆单元受拉较大。随着动载作用时间推移,无衬砌影响锚杆在动载作用下,锚杆锚固水泥浆应力逐渐上升到峰值并逐渐趋于稳定,每根锚杆的锚固水泥浆应力从锚头至锚尾由负向正方向转变,正负方向水泥浆应力峰值都是由中间向两端逐渐增大。受衬砌影响锚杆锚固水泥浆应力在动载作用后,锚杆锚固水泥浆应力发生多次振动,除了拱腰附近锚杆受到锚固水泥浆应力较小外,其他锚杆的锚固水泥浆应力从锚头至锚尾由正向负转变,峰值大小是先减小再增加。     

锚杆支护边坡动力响应规律及锚固参数影响

现场调查表明,锚杆支护能有效提高边坡在地震作用下的动力稳定性.通过采用拟静力法对汶川震区内锚杆支护边坡的地震稳定性进行验算后得知,边坡的动力安全系数随锚杆长度的增加而增大.利用FLAC3D分析了地震作用下锚杆支护边坡的动力响应规律以及锚固参数对边坡动力特性的影响.结果表明,锚固措施能有效抑制坡表加速度的放大作用,地震后...     

锚杆支护对边坡稳定性影响分析

以某地铁车站交通疏解道路路基边坡工程为依托，运用FLAC3D建立模型，研究锚杆对边坡稳定性的影响。结果表明:锚杆可有效增加边坡安全系数；锚杆长度不变时，安全系数随锚杆倾角增大先增加后线性关系减小；锚杆间距不变时，安全系数随长度增加先增加后近似线性关系减小；锚杆长度不超过7 m时，安全系数随锚杆间距增加近似线性关系减小，大于7 m时安全系数随锚杆间距增加近似呈抛物线关系减小；单排锚杆位置不变时，安全系数随锚杆长度增加先增加后减小，中下部锚杆可有效提升边坡稳定性。     

岩土锚固安全评价指标体系研究

加强锚杆(索)施工质量控制和工程可靠性检测是岩土支护结构时效性分析的一项重要内容。首先，通过理论研究、模型试验和现场测试等方法，将单锚失效模式归纳为粘结失效、筋材断裂失效、预应力松弛失效和锚具失效，并提出了岩土锚固安全评价指标体系。其次，针对各指标参数的特点，在动力学理论和结构探伤理论基础上，利用现代信号处理技术、神经网络和优化算法等数学手段，建立了锚杆(索)质量检测的力学和数学模型，并研究了不同损伤锚杆在声波和应力波激励下的动力响应规律，确定了单锚安全等级划分方法及其对应的失效阈值。最后，通过确定单锚的锚固力取值，重新计算正常工况下的锚固边坡稳定安全系数，并将其与容许安全系数进行比较，对运营期内的锚固边坡稳定性进行评价，对锚失效后不稳定的边坡提出了原锚补强和增设新锚等处治方法。锚固安全评价与处治技术具有在线、动态、实时的特点，可弥补传统的锚杆(索)拉拔试验的不足，对提高锚杆(索)加固技术和岩土工程的稳定性和可靠性具有促进作用。     

基于极限平衡方法的边坡锚杆最合理支护参数研究

锚杆最合理支护参数的确定是对边坡进行有效治理的前提条件,为了准确地确定边坡锚杆的支护参数,笔者运用极限平衡方法,分析了边坡在锚杆处于不同倾角、不同布设形式条件下的边坡安全系数和潜在滑动面的变化情况.分析结果表明:1)锚固边坡存在锚杆的最合理锚固倾角.但对于不同长度的锚杆来说,锚固倾角一般不同.当锚杆倾角大于最合理倾角后...     

不同因素对桩锚支护边坡稳定性影响研究

以某公路桩锚支护边坡工程为背景,运用PLAXIS建立边坡桩锚支护结构截面有限元数值模型,并模拟分析了不同自然参数和人工设计参数对桩锚支护边坡稳定安全系数的影响。研究结果表明:自然参数中土体内摩擦角和界面粘结强度对桩锚支护边坡的稳定安全系数影响较为显著,而土体重度和黏聚力的影响相对较小;人工设计参数中锚杆锚固端长度、锚杆的入射角及排桩嵌固深度是决定桩锚支护边坡的稳定安全系数的三个重要因素,而锚杆道数、锚杆竖向间距、锚杆预应力、锚固端直径及支护桩桩径的影响相对较小;研究结果可为桩锚支护边坡工程的设计和施工提供参考。     

节理岩体边坡稳定性的锚杆支护影响分析

采用数值计算方法,建立了节理边坡的计算模型,探讨了结构面厚度对于节理边坡稳定性的影响,以及锚杆长度、倾角、间距与边坡安全系数的关系,得到:(1)随着结构面厚度的增大,安全系数先减小后增大。(2)锚杆长度的增加会引起边坡安全系数的增大;当锚杆长度增加到一定程度后,继续增加将无法提高安全系数。(3)随着锚杆长度的增加,边坡的破坏区域逐渐增大;继续增加锚杆长度,使锚杆整体长度超过结构面,边坡整体从沿结构面滑动转化为沿内部岩体发生滑动。(4)边坡安全系数随锚杆倾角的增大呈现先增大后减小的趋势;锚杆长度越长边坡整体安全系数对于锚杆倾角的灵敏度越大。(5)锚杆间距越大,边坡安全系数越小,二者呈现显著的非线性特征。     

锚杆支护在公路边坡加固中的应用

为研究锚杆支护在公路边坡加固中的应用效果,本文首先对锚杆支护的施工工艺进行了总结,并采用数值分析方法研究了锚杆长度、倾角和间距对其支护效果的影响。结果表明:在临界长度范围内增加锚杆长度能有效提高边坡安全系数;锚杆支护存在最佳锚固倾角;锚杆间距增大时边坡安全系数逐渐减小,且减小速率逐渐加快;本工程采用长度7m、倾角15°和间距4m的锚杆支护能取得良好应用效果。     

围岩侧限对自膨胀锚杆性能影响效应研究

大掺量膨胀剂水泥浆作为锚固体的新型自膨胀高强预压锚固技术可显著提升锚杆抗拔力,为研究该技术在围岩侧限条件下的锚固性能,研发了模拟地应力条件下岩体锚固的装置及方法,并开展了不同围岩侧限等级、不同膨胀剂掺量条件下锚固体膨胀应力实时监测及拉拔试验,分析了膨胀应力演化规律、锚固破坏形态及抗拔力提升机理、锚杆界面力学特性及锚固系统破坏耗能规律。结果表明:①内界面应力存在随时间的损失效应,损失率随掺量呈线性递减的关系;定义了协同应力,指出内界面应力峰值与协同应力峰值存在滞后时差,并从应力传递的角度解释了其力学机制。②拉拔过程中微扩头"卡"在锚孔内并不断上移形成了该锚固体系独特的"荷载平台效应",极大提升了锚固系统的延性及破坏极限耗能值,并绘制了该效应的力学机制图;建立了自膨胀锚杆的极限抗拔力预测模型,指出初始侧限应力值对极限抗拔力呈指数式影响,表明在工程运用中侧限约束强的围岩能大幅提升锚杆极限抗拔力。③引入自膨胀影响系数λ、围岩侧限影响系数k,建立了自膨胀锚固体系的锚杆界面力学公式及能量方程,并结合算例验证了公式的可行性;得出0.7 MPa初始侧限应力条件下,ω=30%的锚固极限抗拔力较普通锚固提升了2.38倍,锚杆峰前位移量提高了1.08倍,锚固系统峰前耗能值提升了6.34倍。     

岩质边坡锚固界面剪应力分布的模拟试验研究

为研究岩质边坡锚固界面的剪切作用,采用相似材料制作拉拔试件,借助多功能力学试验机和静态电阻应变仪,进行了不同锚固长度试件的静态拉拔试验,分析了拉拔荷载作用下锚杆-砂浆和砂浆-岩体两锚固界面上的剪应力分布规律。结果表明:相似材料的物理力学性质能够较好地反映出原型材料的特性,利用岩体、水泥砂浆和锚杆的相似材料制作拉拔试件进行锚固相似模型试验是可行的;不同循环荷载作用下,拉拔试件中的锚杆与锚固体上的轴力随着锚固长度的增加,呈现出指数规律衰减,且体现出了锚杆加固岩土体时具有有效锚固长度的特征;锚杆-砂浆和砂浆-岩体两锚固界面上的剪应力分布不均,沿锚固长度呈现为先增大后减小的单峰值曲线变化规律,从锚杆端部至剪应力峰值点,剪应力值迅速增大,其作用范围较小,但峰值点后剪应力值平缓下降,作用范围相对较大,并且随着拉拔荷载的增大,剪应力峰值逐渐向锚固深部转移;不同锚固长度拉拔试件的锚固失效均发生在砂浆-岩体界面上,同时锚固体界面上经历3个阶段,即弹性变形阶段、塑性变形阶段和脱黏滑移阶段。首次借助相似模型试验获得了岩质边坡锚固界面剪应力分布,揭示了锚固机理,不仅对相关试验,而且对边坡锚固的设计施工具有重要参考价值。     

基于数值方法的高路堑边坡加固优化设计

锚杆框架梁预应力锚索是加固高路堑边坡的有效方式。采用差分软件对赣龙铁路上杭北站高路堑边坡稳定性、锚杆及锚索的加固效果、边坡加固设计参数进行了分析。结果表明:无加固措施条件下进行开挖,边坡安全储备较低,须进行加固处理;边坡稳定系数随着锚索锚固段长度的增加及间距的减小而增大。在数值分析的基础上,对边坡加固参数进行优化,采用锚杆及锚索加固后,边坡稳定性显著提高,加固效果较好。建议锚索锚固段设计长度为6m,锚索间距为4m。该分析方法可为类似工程的设计优化提供参考。