基于有限元强度折减法确定某隧道的安全系数

有限元强度折减法在确定边坡安全系数中得到了广泛应用,其基本原理为：同时折减土体材料强度参数c、φ值,找到边坡濒临破坏时的折减系数,此折减系数即为安全系数。对于隧道结构可采用类似的方法：折减土体的材料强度,将隧道濒临破坏时的折减系数定义为隧道的安全系数。通过有限元强度折减法计算得到算例隧道的安全系数。     

有限元极限分析法的适用性研究与应用

主要介绍有限元极限分析法的发展历程。分析了强度折减法在强度折减过程中、容重增加法在容重增加过程中屈服面的变化过程,对这两种有限元极限分析方法的适用范围进行了解释和说明。介绍了强度折减法的最新进展——拉剪强度同步折减的强度折减法,这种强度折减法能用于计算隧道的安全系数。从强度储备的角度对隧道安全系数进行了定义,并展望了安全系数在隧道工程中的应用前景。     

地铁盾构隧道近接下穿既有铁路隧道加固范围优化设计——以南宁地铁4号线下穿既有槎路隧道为例

为解决城市地铁盾构隧道近接下穿既有铁路隧道时难以合理经济地估算交叉段加固范围的问题,依托南宁地铁4号线那历村站—那洪立交站区间隧道下穿既有槎路隧道工程,提出基于强度折减系数法的地铁盾构隧道近接下穿既有铁路隧道加固范围优化设计方法,并通过监测数据验证该方法的有效性。研究结果表明:1)以特征点突变作为实际隧道施工安全性的判据存在一定的局限性,可采用满足变形控制标准下的最大折减系数作为综合安全系数; 2)加固圈厚度系数和长度系数与铁路隧道系统综合安全系数呈幂函数关系; 3)所拟定的加固方案能有效控制既有上伏铁路隧道的沉降变形。     

软基高填路堤沉降及边坡强度折减稳定性分析

利用固结理论及强度折减稳定性分析方法,对软基地区高填路堤的沉降规律以及边坡强度折减进行了稳定性分析,求得不同阶段的稳定性系数．．本文研究结果表明,相对于传统极限平衡条分法计算稳定性系数;隹确性高,具有更好的工程实际价值,对软基地区高填路堤设计和施工有一定的指导意义。     

小净距隧道围岩整体稳定性的下限分析

小净距隧道围岩的整体稳定性分析,目前分析研究比较少。运用边坡稳定性分析适用的强度折减原理进行评价小净距隧道围岩整体稳定性,以围岩塑性区贯通、位移突变或位移超过规范值与计算不收敛3种方法综合作为围岩失稳破坏的判据。通过计算分析可知在不同的折减系数下塑性区贯通基本与位移突变同步,且早于位移超过规范值及计算不收敛。塑性区贯通为围岩破坏失稳的必要非充分条件,故采用塑性区贯通作为强度折减法判据所得为围岩整体稳定性系数的下限解。利用塑性区贯通作为判据,得到戴峪岭2号小净距隧道围岩整体稳定系数下限值约为2．7,表明该隧道具有足够安全储能。     

大砬子沟 2 号隧道出口路基边坡稳定性分析

依托大砬子沟 2 号隧道出口段路基边坡工程,运用 midas GTS NX 有限元软件计算模型分析挡土墙+喷锚支护前后应力变化特征以及水平、竖直位移变化特征。结果表明:在自然状态下,采用强度折减法（SRM）计算得出的路基边坡安全系数为 1.11,小于边坡安全系数标准值 1.35,不满足稳定性要求;经削坡和挡土墙+喷锚支护后,边坡X方向最大位移减小为 4 cm;在支护作用下,土体基本保持稳定,经强度折减法计算得出支护后的安全系数为 1.37,符合安全系数标准,可以保证边坡的安全。     

管棚预支护条件下隧道开挖面三维稳定性分析

为了研究管棚预支护对隧道开挖面稳定性的影响,从塑性极限分析机动学方法出发,利用土的强度折减系数概念,建立了管棚预支护条件下隧道开挖面三维稳定性分析模型,由此确定开挖面稳定系数及其相应的潜在破坏模式.结合实际工程,采用该方法计算得到的开挖面极限支护压力与有限元强度折减法的计算结果吻合较好,验证了本文方法的合理性.进而研究了隧道埋深、隧道洞径及围岩条件对开挖面稳定性的影响,分析了上述因素与开挖面极限支护压力及稳定系数的关系.对有无管棚预支护隧道开挖面稳定性分析表明:在软弱地层、大跨洞径等条件下,管棚预支护能有效提高开挖面稳定性.     

隧道群整体安全系数计算方法与应用分析

为解决地下相邻多隧道和多洞室的整体稳定性评价这一难题,吸收边坡强度折减有限元的优点,提出了基于强度折减技术的相邻隧道群的整体安全系数求解方法.该方法采用Mohr-Coulomb屈服准则,以洞间等效塑性应变贯通作为隧道群整体失稳的临界判据.洞群整体安全系数计算是通过搜索折减系数F,将岩土材料的力学强度参数(粘聚力c和内摩擦角ψ)按F值折减代人数值计算中,使计算模型的隧道洞间正好出现明显的贯通性等效塑性应变来实现.陕西牛角坪分离式双洞隧道按该法进行整体安全系数计算表明,该方法可以便捷客观地获得隧道群结构的整体安全系数,极大地方便了多洞结构的稳定性评价和开挖与支护设计优化.     

有限元极限分析法的进展及在隧道工程中的应用探讨

介绍有限元极限分析法的发展历程及目前的最新进展。分析强度折减法在强度折减过程中、容重增加法在容重增加过程中滑坡屈服面的变化过程,对这2种有限元极限分析方法的适用范围进行解释和说明。重点介绍一种改进的强度折减法—拉剪强度同步折减的强度折减法,通过分析指出这种改进的强度折减法适宜计算隧道的安全系数大小,并对该法在隧道工程中的应用前景进行展望。     

基于强度折减法的大跨隧道对临近桥基影响的研究

为探究大跨隧道施工对临近桥基的影响,依托松坎隧道施工工程,基于强度折减法,对隧道临近桥基施工时岩土体的临界破坏特征、整体安全系数进行数值模拟研究,分析隧道与桥基间距对施工安全系数的影响。研究表明,塑性区贯通位置在两隧道中间,由拱腰不断延伸至地面;隧道施工整体稳定性分析应综合考虑塑性区贯通及对临近桥基的影响,单纯以拱顶沉降作为判据存在不足;当折减系数小于2.4时,桥梁处于稳定状态,隧道施工对桥梁的影响很小,当隧道与桥基间距大于25m时,隧道施工的安全系数较高,再增加安全距离意义不大。     

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。     

强度折减元法在边坡设计中的应用

基于强度折减元法,对一段全风化花岗岩路堑边坡进行了稳定性分析。岩土材料本构模型采用Drucker-Prager屈服准则,以等效塑性应变作为判别边坡破坏的判据。通过两种不同边坡设计方案的对比分析表明,强度折减元法在边坡设计中有较强的可靠性和适用性。     

舟山蚂蚁岛海堤地基稳定性有限元分析

海堤填筑过程中,如何保证堤防地基稳定性是制定施工方案的关键。针对浙江舟山蚂蚁岛海堤工程,采用有限元强度折减法建模分析了典型断面的地基稳定性,结果表明:不同断面的稳定性安全系数与滑动类型不同;各断面的滑动破坏类型与地基土体性质、断面形状直接相关。同时,以典型断面的爆破地基处理方法对地基稳定性影响进行的研究表明,受爆破冲击荷载作用的海床极易发生滑动破坏。研究成果对海堤施工方案的制定提供了参考依据。     

基于强度折减法和现场监控量测的大断面隧道开挖工法适用性研究

为明确微台阶Ⅰ法在Ⅳ级围岩地层中进行快速掘进施工的适用性,依托郑万高铁保康隧道工程,采用基于强度折减法原理的数值分析方法,以位移突变和计算不收敛等为主要判据指标,对微台阶Ⅰ法施工过程中的围岩稳定性进行分析,并通过现场监控量测方法来分析隧道采用微台阶Ⅰ法施工时结构的安全性。结果表明： 1）隧道拱顶和拱肩位置的竖向位移对折减系数较为敏感,而拱脚和边墙部位的水平收敛对折减系数较为敏感; 2）采用传统的三台阶法和大机配套施工的微台阶Ⅰ法所得到的折减安全系数较为接近,微台阶Ⅰ法对施工围岩稳定性影响较小,可以保证隧道安全快速掘进,在Ⅳ级围岩地层中具有良好的适用性。     

Effect of structural variables on automotive body bumper impact beam

Increasing fuel economy has been a central issue in the development of new cars, and one of the important strategies to improve fuel economy is to decrease vehicle weight. In order to obtain this goal, researchers have sought to make bumpers lighter without sacrificing strength, ability to absorb impact, or passenger safety. In this study, the effects of structural variables on the torsional stiffness of a body bumper impact beam were analyzed for possible weight reduction. To this end, the effects of variation of section height, increase of impact beam thickness and the addition of stays in a bumper impact beam were carefully investigated and compared. Among these, the most effective way to increase the torsional stiffness of the bumper impact beam was found to be increasing the section height. In addition, the potential for overall weight reduction of the impact beam was examined by comparing the crash capability of a bumper using conventional steels with that of high-strength steel (boron steel) with a tensile strength of 1.5 GPa. This analysis could serve as a guide to design for optimal bumper impact beam development.     

公路工程挡土墙CFG桩复合地基病害分析与处理措施

滨江快速公路K7+400~K12+000段,处于软土地区,采用CFG桩加固挡土墙软土地基后,挡土墙发生变形,通过路基挡土墙基底CFG桩复合地基承载力和沉降变形计算对挡土墙基底沉降变形病害进行分析。结果表明:尽管CFG桩复合地基强度达规范要求,但其沉降变形过大,导致了挡土墙产生病害。在墙背换填气泡混合轻质土后,挡土墙变形得到控制,没有产生新的变形。     

压力型锚索锚固段剪应力数学解

针对压力型锚索，考虑钻孔注浆的挤压效应和锚索锚固段与岩土体接触面的黏聚力对锚固段的剪应力和轴力的影响，引入强度折减系数，对接触面黏聚力和摩擦角进行强度折减；通过理论分析及数学推导，得到压力型锚索锚固段的剪应力和轴力分布的数学表达式，并与学者尤春安提出的公式进行对比分析。结果表明:引入强度折减系数以后，所得到的剪应力值较大，轴力值较小，预应力损失值增快。因此，在实际设计中要合理地考虑锚固段的长度，使剪应力、轴力的存在长度能够完全在锚固段以内。     

基于范例推理的边坡失稳风险评估

运用范例推理理论对14个边坡失稳案例进行分析,并用其结果对某国道K1694+830~+960段边坡的稳定性进行评估。研究结果表明:圆弧形滑坡的主要诱因是边坡过陡、岩体的不利产状、软弱夹层的力学性能差和降雨入渗导致孔隙水压力增大和岩土体的强度参数劣化,从而使岩土体更易屈服失稳,滑坍风险大,建议采取必要的措施进行加固。     

橡胶水泥混凝土力学特征及降噪性能研究

为研究橡胶水泥混凝土的力学特性与降噪性能,对橡胶水泥混凝土的模量和强度指标与胶粉掺量、颗粒大小的关系展开试验分析,并基于复合材料微分法计算比较了橡胶水泥混凝土的弹性模量指标;对试验路进行噪声测试,研究橡胶水泥混凝土路面的降噪效果.结果表明：橡胶水泥混凝土的弹性模量及抗压强度随胶粉掺量的增大而减小,抗弯拉强度先增大后减小;胶粉颗粒越大,橡胶水泥混凝土的模量越大,但下降趋势越明显,抗弯拉及抗压强度随橡胶颗粒增大而较小,得出掺量为0.024体积分数,40目颗粒大小较为合适;在高速行车时,橡胶水泥的降噪性能较为显著.     

准池铁路黄土路堑边坡病害分析及整治研究

结合准池铁路DK60+050～+130路堑边坡单侧发生的局部坍塌病害，根据现场调查、地形特征与水文地质资料，探究黄土边坡病害产生的机制以及诱发因素；利用有限元强度折减法对边坡稳定性进行分析，计算比较整治前后边坡稳定安全系数及剪切应变。经过两年半运营期，验证了边坡卸载减重、增设重力式挡土墙以及完善排水系统等综合措施控制了路堑边坡变形，取得了良好的整治效果。