含软弱夹层路堑边坡变形与稳定性分析

为研究软弱夹层对路堑边坡变形与稳定性的影响,采用SIGMA/W计算软件对软弱夹层不同倾角及不同强度条件下的边坡变形与稳定性进行计算分析。结果表明:软弱夹层强度不变时,随着软弱夹层倾角的增加,位移区域的面积逐渐减小,但位移最大值逐渐增大,位移主要由软弱夹层的剪应变所引起,软弱夹层上部的坡积土为整体位移、没有发生变形;边坡潜在滑动面与安全系数受软弱滑动面倾角的影响十分明显,随着软弱夹层倾角的增加,滑动面越趋向于软弱夹层内部,边坡安全系数越小;软弱夹层的倾角越大,相同强度折减系数对其最大位移及边坡安全系数的影响越明显。     

基于M-P法的成层土质边坡稳定性分析

通过数值方法对成层黏性土坡的稳定性以及失稳时的滑动面进行模拟,分析上下土层厚度比值、坡角、土体强度对成层土坡安全系数和滑动面的影响。结果表明:土体强度和上层土的厚度对成层土坡稳定性的影响较大,上层土（土性较差）的强度越小,厚度越大,则土坡安全系数越小;坡角越大,土坡安全系数越低,滑动面逐渐由不穿过坡底所在平面向穿过坡底所在平面过渡。     

降雨工况下不同软弱夹层出露面对黏性土坡稳定性影响分析

为了研究降雨工况下不同软弱夹层出露面对黏性土坡稳定性的影响,基于饱和-非饱和渗流理论和非饱和抗剪强度理论,通过geo-studio软件的seep模块建立软弱夹层影响下的黏性土坡二维数值模型,分析了降雨工况下不同软弱夹层出露面对黏性土坡稳定性的影响。结果表明:在降雨工况下,软弱夹层在边坡面出露时的负孔隙水压力最大值的分布比在边坡面不出露时更浅一些;当软弱夹层在边坡面出露时,滑裂面均沿着软弱夹层在边坡面出露的位置滑出,当软弱夹层在边坡面不出露时,滑裂面均在坡脚滑出;当软弱夹层在边坡面出露时,降雨入渗对其在坡脚出露时的安全系数影响最大;当软弱夹层在边坡面不出露时,降雨入渗对软弱夹层倾角等于坡脚时的边坡安全系数影响最大。     

桩梁组合支护下带裂隙深挖方膨胀渠坡稳定性分析

针对南水北调中线深挖方膨胀渠坡支护,利用ABAQUS软件建立带裂隙深挖方膨胀渠坡模型,考虑裂隙面及软弱夹层等土体因素影响,计算不同裂隙面分布情况下渠坡的安全系数,分析裂隙面和软弱夹层对渠坡稳定性的影响及桩梁组合支护对带裂隙深挖方膨胀渠坡的可行性。结果表明,桩梁组合支护下带裂隙膨胀渠坡滑动面呈受裂隙和软弱面控制的偏折线状推移式滑动,最大位移发生在坡脚处;单一因素下软弱夹层对渠坡安全系数的减小幅度比裂隙面更大,不同裂隙面分布会对渠坡安全系数产生一定影响;桩梁组合支护下,带裂隙深挖方膨胀渠坡的安全系数达到1.460,渠坡稳定。     

顶部堆载作用下边坡变形破坏机理的有限元分析

顶部堆载作用下坡体的应力应变场与天然状态有很大不同。通过建立顶部堆载环境下边坡的有限元模型，运用有限元计算程序对坡角为45°的均质土坡进行了变荷载作用下的变形破坏机理分析。结果表明:以计算不收敛为判据的有限元法计算顶部堆载环境下的边坡稳定性是可行的，安全系数与荷载作用的大小关系具有一定的规律；当堆载作用力超过其极限承载力时，边坡的潜在滑面会向临空面移动，后壁变陡；在堆载作用力下，边坡坡面位移在中部最大，且位移会在破坏时迅速增大，堆载诱发滑坡属于推移式滑坡。     

土质边坡稳定安全系数计算方法研究

边坡稳定安全系数是研究边坡稳定性定量评价的主要依据之一,其计算正确性对于预防滑坡具有重要意义。首先通过泰勒分析法,找出不同坡度下土坡体最危险滑动面,运用瑞典圆弧条分法计算土坡的稳定安全系数;然后运用有限元重度增加法通过ADINA软件求出坡体的安全系数;最后通过两种不同方法的计算结果进行对比,再结合工程实例,通过ADINA分析结果与前人分析所得结果进行对比,表明了基于ADINA有限元计算软件对于求解边坡稳定安全系数的有效性。     

偏压隧道洞口段坡体钢花管注浆加固效果分析

为了解决偏压隧道施作套拱初期致局部坡体滑移的问题，提出3种边坡加固方案进行对比分析，采用有限元强度折减法，建立相应的计算模型，分析3种加固方案下边坡安全系数、侧坡总位移、有效塑性应变、最大剪应变及隧道开挖的地表竖向位移值。通过对3种加固方案的对比及坡体测点的位移监测数据分析表明： 对边坡施作工况3（对坡面挂网喷浆支护、坡体施作锚杆支护和局部钢花管注浆）的支护方式加固后坡体的稳定性明显优于工况1与工况2这2种坡体加固方案，工况3加固方案不仅提高了边坡的整体稳定性，而且能最大程度减小隧道开挖对地表变形的影响，在工程应用中取得了较好的经济效益与社会效益。     

加筋土-锚杆组合支护式路堤工作机理研究

以宜-巴高速公路某加筋土路堤断面为研究对象,结合现场监测数据,采用弹塑性有限元计算程序对加筋土-锚杆组合支护结构的变形受力特性进行研究,并针对筋材刚度、加筋间距、坡后锚杆连接与否等因素进行参数分析。主要研究结果表明:加筋土路堤中相邻阶梯水平位移变化幅度较大,且坡后台阶处出现较大不均匀沉降,需保证此处填土的压实度;加筋土路堤最大水平位移和垂直位移随着筋材轴向刚度的增加而减小;随着加筋间距的增加,加筋土路堤的安全系数相应减小,各加筋体承担的荷载不断增大;锚杆与加筋体连接情况下最大水平位移和垂直位移均较未连接的情况要小,安全系数提高。     

基于离散元的某公路典型顺层边坡稳定性影响因素敏感性分析

顺层边坡是一类包含层面和其他类型结构面影响的复杂边坡,其安全系数计算一直是个难题。笔者结合离散单元法与强度折减法对顺层边坡安全系数的计算过程和计算效果进行了探讨。用Fish语言编写了能在UDEC下执行的强度折减程序。在此基础上,探讨了刚度系数、层厚、层面倾角、层面内摩擦角、层面粘聚力、开挖坡角等因素对某高速公路典型顺层边坡稳定性的影响机制。计算结果表明:刚度仅对塑性区影响较大,对安全系数影响不大;层厚的增加对安全系数影响较小,但是随着厚度的增加变形破坏模式由楔形变为沿层面屈曲破坏;层面倾角接近破裂角时,安全系数降低(楔形滑动),反之则增加(屈曲破坏),直立时为倾倒破坏;强度参数增加,安全系数近于线性增加,破坏模式不变;开挖坡角增加,安全系数降低,破坏模式与层面倾角增加工况类似,安全开挖坡率不能大于1∶1.15。     

基于颗粒流的强度折减法分析匀质土坡稳定性

将颗粒流方法与强度折减法结合,对匀质土坡稳定性进行了分析。通过对颗粒间的接触强度和摩擦系数同时进行折减,直到土坡破坏,此时的折减系数即为土坡安全系数。另外,由土坡颗粒的位移矢量图确定了滑裂面的位置。     

爆破震动信号法判别岩体软弱夹层及其厚度的试验研究

在南宁市郊区一试验场地进行了爆破震动信号判别软弱夹层试验,在试验中采用了无线网络控制的爆破震动信号测量系统,并针对以前试验中的不足,改变了药包起爆顺序和改进了监测点布置方式。试验结果表明:在软弱夹层上方爆破的震动信号时域曲线比较规整简单,频域曲线主峰非常突出明显且高频部分很少;在软弱夹层处及其下方爆破的震动信号时域曲线相对软弱层上方要复杂的多,频域曲线叠加了较多的高频成分,曲线中呈现多峰特性,因此根据爆破震动信号的变化规律可判别软弱夹层是否存在。提出采用应力波初至时刻来计算缓倾斜或水平软弱夹层厚度的简便方法,并进行了试验,试验结果表明软弱夹层厚度是近似均匀分布的。     

基于Midas/GTS滇西红层高边坡抗震稳定性分析

为了研究滇西红层高边坡的抗震稳定性，以滇西南地区大理—保山，保山—龙陵高速公路工程为依托，运用Midas/GTS软件对滇西红层高边坡的抗震稳定性影响因素进行了数值模拟研究，分析了不同红层倾角与红层软岩距坡顶面距离对抗震稳定性的影响。分析结果表明:滇西红层高边坡倾角处于50°左右，安全系数最小，位移峰值最大，边坡已经失稳破坏或者滑塌；红层软岩与坡顶面距离达到20 m左右时，红层软岩已经从坡顶贯通边坡，坡脚处应力增长明显，位移迅速增加。     

水平循环荷载下饱和软土地基单桩基础模型试验研究

通过水平循环加载装置对某工程饱和软土地基单桩基础开展了水平循环荷载模型试验研究,探讨单桩基础的水平承载力和循环变形特性。结果表明:①桩周地基土体有不同形态的裂缝,桩周土软化后上部地基土会丧失部分承载力,危及桩基及上部结构的安全;②随着循环次数增加,桩身位移逐渐增大,建立了一种新的桩基位移预测计算模型,可根据该模型推算循环荷载条件下的桩基位移;③桩身最大弯矩值也随着循环加载次数的增加而显著增大,最大弯矩点出现于桩身的（3～4） D深度处。建议在设计规范中应充分考虑桩身弯矩的循环累积增大效应,在设计时应有足够的安全系数。     

新建公路近距离上跨既有铁路隧道力学效应影响分析

以西双版纳新建公路上跨既有玉磨铁路南联山隧道工程为依托，基于有限元软件ANSYS建立隧道结构三维力学模型，模拟公路路基施工前、施工中和运营期的各种工况，分析隧道结构位移、应力、内力和安全系数等变化规律；采用监控量测验证计算分析的准确性。结果表明:新建公路路基施工引起隧道结构最大附加位移0.3 mm，最大附加拉应力0.3 MPa，最大附加压应力0.8 MPa，最大附加内力88.5 kN，最小安全系数3.73；新建公路施工及运营期隧道结构位移、应力、内力和安全系数均满足规范要求。     

层状岩土质混合高边坡施工的影响因素及其稳定数值分析

运用UDEC软件模拟影响层状岩土质混合边坡施工稳定性的各种主要因素,在此基础上分析了某高速公路典型岩土质混合路堑边坡的稳定性。结果表明：①土层厚度不同,边坡水平位移不同,且土层对稳定性的影响较岩层敏感得多。②岩层顺倾时,最大水平位移随层面倾角变化先增大后减小;逆倾时,呈现略微减小一增大一减小的趋势。稳定安全系数的变化趋势与边坡最大水平位移恰好相反,这也与工程实际相符。③典型岩土质混合高边坡经加固后处于稳定状态,这与现场监测资料相吻合。     

软土地基上含反射裂缝沥青道路的动力响应分析

假定车辆荷载为正弦均匀分布,软土和复合地基变形行为服从DRUCKER-PRAGER弹塑性屈服准则,基于动力学、线弹性断裂力学和弹塑性力学理论,采用平面应变有限单元法,对含反射裂缝的沥青路面结构进行了分析。为了计算应力强度因子,在裂缝尖端设置了奇异单元。分析过程中,以路表、基层底、软土地基顶最大竖向位移和I型应力强度因子作为表征参量,探讨了车辆单周期动荷载作用下,道路结构的阻尼比、复合地基的回弹模量、粘聚力、内摩擦角和厚度的改变对道路结构工作性状的影响。     

Automotive windshield — pedestrian head impact: Energy absorption capability of interlayer material

During accident, the interlayer of windshield plays an important role in the crash safety of automotive and protection of pedestrian or passenger. The understanding of its energy absorption capability is of fundamental importance. Conventional interlayer material of automotive windshield is made by Polyvinyl butyral (PVB). Recently, a new candidate of high-performance nanoporous energy absorption system (NEAS) has been suggested as a candidate for crashworthiness. For the model problem of pedestrian head impact with windshield, we compare the energy absorption capabilities of PVB and NEAS interlayers, in terms of the contact force, acceleration, velocity, head injury criteria, and energy absorption ratio, among which results obtained from PVB interlayers are validated by literature references. The impact speed is obtained from virtual test field in PC-CRASH, and the impact simulations are carried out using explicit finite element simulations. Both the accident speed and interlayer thickness are varied to explore their effects. The explicit relationships established among the energy absorption capabilities, impact speed, and interlayer material/thickness, are useful for safety evaluation as well as automotive design. It is shown that the NEAS interlayer may absorb more energy than PVB interlayer and it may be a competitive candidate for windshield interlayer.     

分级填筑路堤沉降期控制研究

为保证地基稳定,分5级填筑软土地基路堤。数值模拟结果表明,每级路堤荷载下软土地基最大地表沉降位移和最大侧向位移分别发生在路堤中心处地基表面和路堤坡脚下某一深度。在路堤下布置剖面沉降管,在路堤坡脚处布置水平测斜仪,获取软土地基变形。结合现场监测数据,运用双曲线沉降预测法求得路堤填筑各级沉降期的最优时长,并计算路堤中心地表日最大沉降位移和坡脚处地基日最大水平位移,多指标控制路堤各阶段填筑进度,合理安排施工。     

连续配筋混凝土基层沥青路面层间剪应力分析

基于连续配筋混凝土基层沥青路面的主要破坏形式为层间剪切破坏,运用BISAR软件定量分析了轮载、模量、厚度等参数对层间剪应力的影响规律,确定了层间最大剪应力的位置及其主要影响因素,为连续配筋混凝土基层沥青路面沥青层厚度设计指标的确定提供理论依据。     

软岩高地应力对运营铁路隧道影响的有限元分析

软岩铁路隧道在运营阶段易发生持续的变形及底臌等其他影响工程安全的现象，而高地应力加剧了变形。为探究在不同高地应力作用下软岩隧道的变形和受力的规律，运用FLAC3D对软岩隧道的位移和安全系数进行分析。结果表明:竖向地应力不变，水平地应力越大隧道的水平位移越大，竖向位移越小，水平地应力的改变对双线隧道影响显著；水平地应力的改变对隧道安全系数的改变影响不明显。