坡顶荷载对边坡稳定性影响研究

通过对坡顶荷载作用下的边坡进行受力分析,得到竖直条分下边坡稳定性安全系数简化Bishop法计算公式。将坡顶荷载划分为矩形、梯形和三角形这3种型式,分别研究各型式在坡顶荷载位置、大小及长度变化时其对边坡稳定性的影响规律,可得：（1）当坡顶荷载的位置增大时,边坡所得的安全系数增大,当坡顶荷载的大小及长度增大时,边坡所得的安全系数减小;（2）当坡顶荷载远离坡顶点一定距离时,坡顶荷载对边坡的稳定性基本无影响;（3）当坡顶荷载的长度达到一定程度时,其对边坡稳定性的影响趋于稳定;（4）坡顶荷载的大小变化对边坡的临界滑动面影响较小;（4）从对边坡稳定性影响的大小来看,矩形荷载最大,梯形荷载次之,三角形荷载最小。     

浅埋偏压大断面隧道洞口段边坡稳定性分析

本文高速公路大断面隧道洞口段浅埋、偏压的特点,采用FLAC3D软件,计算不同工况下隧道开挖对洞口段边坡稳定性的影响,同时对隧道开挖工法的选择提出了合理意见。研究表明:边坡坡度是影响隧道洞口段边坡稳定性的一个重要因素,坡度越大,隧道开挖后围岩位移值也越大。隧道的开挖对边坡稳定性有较大影响,隧道开挖后边坡安全系数急剧减小,要避免在坡度大的边坡处开挖隧道。针对本隧道浅埋偏压大断面的特点,施工时不建议采用台阶法开挖,应采用双侧壁导坑法、CRD法与CD法这几种受力更为合理的工法,确保一次应力释放不会太大,保证施工安全。     

基于有限元强度折减法的路堑高边坡稳定性分析

为研究不同工况下高边坡的变形及稳定性,依托某高边坡工程,根据强度折减法的理论,采用有限元数值模拟和现场监测相结合的手段,对比分析天然工况、开挖未支护及支护加固工况对高边坡稳定性的影响。结果表明:对高边坡进行开挖但未支护,安全系数由天然状态的1.33减小为1.20,处于不稳定状态,采用预应力锚杆支护后安全系数增大至1.65,同时由坡脚至坡顶贯通的塑性区向后发展;有限元数值模拟结果显示锚杆+框格梁的支护方案安全系数比预应力锚杆支护小,整体位移比预应力锚杆大,后者的支护效果明显优于前者;高边坡自上而下各测点现场监测的累计位移呈现增长—缓慢增长的变化趋势,数值模拟高边坡整体最大位移为20.47mm,与实际预应力锚杆支护整体最大位移21.00mm相差0.53mm,有限元计算的结果与现场监测的高边坡侧向位移基本吻合。因此,在施工过程中,要对高边坡进行动态监测,及时布置支护结构,加固坡脚。     

考虑坡顶建筑荷载影响下的公路边坡稳定性分析

为分析某公路边坡坡顶建筑荷载对边坡稳定性的影响,在查清边坡地质条件的情况下,应用FLAC3D软件构建计算模型开展多工况下边坡稳定性分析。结果表明,坡顶建筑荷载对边坡稳定性具有不利影响,当边坡按原设计开挖支护时原设计方案合理,线路调整后,第一级边坡马道宽度由原来的2m变为8m,边坡稳定性进一步加强,分析得出可取消原方案第二级坡面设计的框架锚索,从而节约工程建设成本;经坡面地表位移监测可知,优化设计后的边坡稳定性良好。     

坡顶条形基础荷载下二级边坡稳定性分析

为了节约土地资源,越来越多的建筑修建在边坡的顶部,相比平整地区而言,边坡的稳定性较差,更容易出现安全问题.考虑在坡顶条形基础荷载作用下,采用极限分析理论推导了其坡顶基础荷载做功功率,对二级边坡的稳定性分析进行了研究并分析了条形基础的各个参数及附加荷载与边坡安全系数的关系,为边坡的稳定性分析和处理提供了参考.     

地震作用下坡高和坡率对黄土高边坡稳定性的影响研究

以兰州南坡坪地区多级高边坡工程为依托,建立边坡有限元模型,模拟分析边坡的抗震性,研究在地震作用下坡高和坡率对黄土高边坡稳定性的影响。结果表明:单级坡高取8 m,坡率1∶0.50的安全系数为1.06,坡率1∶0.75的安全系数为1.18,坡率1∶1.00的安全系数1.27,边坡坡率越大,边坡抗震稳定性越差。边坡开挖坡率一定,在第五~第七级坡高均取8 m的工况下,边坡安全系数为1.18,边坡支护可取得比较好的抗震效果,并结合不同坡高和坡率下,黄土高边坡的土方开挖量和支护面积,讨论了边坡开挖的经济性。     

考虑坡顶裂隙特性的土质路堑边坡稳定性研究

以湖南省永龙(永顺—龙山)高速公路某土质路堑边坡为背景,以GLE法为基础提出考虑坡顶裂隙的边坡稳定性计算方法,对裂隙长度、充水比例对边坡安全系数的影响进行计算分析。结果表明,土质路堑边坡安全系数与边坡坡顶裂隙深度和裂隙充水比例均呈指数函数关系,裂隙深度较小时对边坡稳定性的影响较小,但随着裂隙深度的增加边坡稳定性迅速下降,施工中应着重考虑对边坡坡顶裂隙的防排水。     

裂隙对红粘土边坡渗流稳定的影响分析

为探讨裂隙对红粘土路堤边坡渗流稳定的影响规律,采用非饱和湿热耦合有限元分析方法,模拟了9种裂隙工况下边坡瞬态水分迁移过程,并基于非饱和强度理论耦合计算了边坡稳定性。分析得出,裂隙的存在明显加深了边坡降水影响深度,考虑裂隙工况下降水影响深度为裂隙埋深加上气候影响深度,裂隙间距对湿度影响深度贡献小,它主要控制着降水早期边坡水分迁移,裂隙埋深是影响边坡渗流和稳定的主要因子,裂隙埋深小于1.0m时裂隙对边坡稳定性影响不敏感,而裂隙埋深达到2.0m以上时影响十分显著。     

建筑深基坑与紧邻道路高边坡一体化支护研究

以重庆市某工程案例为依托,对建筑深基坑紧邻道路高边坡时的一体化支护方案进行研究。采用有限元软件Midas GTS NX模拟双排桩及单排桩的施工过程,预测计算其位移及内力;采用理正岩土软件对扶壁式挡墙所在的边坡整体稳定性进行验算,并从结构变形、施工难度、工程造价、对坡顶构筑物影响等方面比较了4种一体化支护方案的优缺点,分析了不同方案所适用的工况。研究结果可为其他类似工程提供有益的参考。     

复杂地质条件下大断面隧道洞口段支护参数研究

隧道洞口段的施工被认为是隧道工程施工的重点、难点。现结合某超大断面隧道洞口段存在浅埋偏压等复杂地质条件的特点,通过采用FLAC3D软件模拟了在不同隧道埋深与不同支护措施加固下隧道洞口与边坡的稳定性,根据模拟结果,选择合适的支护参数以保证隧道洞口段施工的顺利进行。研究结果表明:隧道埋深对边坡稳定性及隧道结构有显著的影响,但对边坡的影响在埋深超过25m后就不再明显;支护措施强度的增加能显著控制隧道结构的变形,但对边坡稳定性的影响十分有限。若隧道埋深很浅,建议先对隧道洞口边坡偏压段采用反压护拱等手段进行优化处理。     

抗滑桩加固高边坡受力特征影响因素分析

抗滑桩是一种常见的高边坡支挡措施，为研究影响抗滑桩的受力性能的主要因素，基于ABAQUS数值模拟研究了桩径、桩体嵌固段长度和桩位对桩内力分布影响。结果表明：（1）桩身弯矩和剪力与桩径呈正相关关系且抗滑桩能够显著提高边坡的稳定性，增大桩的直径更有利于边坡的稳定性；（2）抗滑桩的嵌固段深度对桩的内力分布也会产生影响。具体来看，嵌固段越长，桩身内力越大，但增大嵌固段长度可以有效减小桩顶位移；（3）桩布设位置对于桩身的内力影响表现为桩位越靠近坡趾，桩的内力以及桩顶位移越小。因此在抗滑桩设计时，要综合考虑桩的受力和桩的位移。研究结果为高边坡工程治理提供了有益的参考。     

坡顶存在需保护建筑物的边坡防护设计与施工研究

当坡顶有重要建筑物需保护时，边坡防护的支护方案，除应保证边坡整体稳定外，还应特别注意控制边坡变形对坡顶建筑物产生的危害。边坡变形计算复杂，与支护结构类型及施工开挖方法等因素相关，如何通过控制变形允许值来确定最优支护方案通常只能依据地区工程经验。通过分析岩面以上均匀土体的整体下滑力来计算各支护模型的内力及变形，在均满足整体稳定性的要求下，比较多种支护结构的变形值，从而确定满足变形允许值的最优方案，并通过采用特殊施工方法，变形监测等措施保障支护方案顺利实施，经施工期间和竣工后两年观测，边坡稳定，受保护房屋安全，由此总结出将桩顶微距离位移控制值作为支护方案评价指标可行。     

软弱地层隧道不同桩基设计参数的对比研究

为了系统研究在隧道开挖、支护过程中不同桩基设计参数对地层力学行为的影响规律,运用数值分析方法,通过分别改变桩基的桩长、桩径、桩间距和桩土刚度比,对比分析地层竖向位移及应力变化规律,并对桩基设计参数进行比选优化。研究结果表明:在一定范围内,桩长越长,桩径越大,桩间距越小,相应的地层竖向位移越小且第一主应力也越小;在桩长、桩径、桩间距一定的情况下,仅考虑弹性模量对其影响时,桩土刚度比越大,地层竖向位移越大,桩基轴力增大趋势越明显。     

北京某深基坑开挖过程的阳角效应分析

以北京市某深基坑支护工程为例，运用ABAQUS有限元软件，建立了桩锚支护体系分析模型，分析了不同施工工况下基坑开挖过程中的阳角效应，并与实际工程实测结果进行了对比分析。结果表明:①阳角凸出部位的桩体顶部最大变形量大于其他部位，该部位的锚杆力在整个开挖过程中也比较大；②阳角角度制约着基坑的开挖过程，同一深度处阳角角度越小，基坑开挖难度越大；③基坑阳角凸出长度对桩顶变形及桩体弯矩影响显著，但随着凸出长度的增大，影响效果渐弱；④桩体横向位移和弯矩均随基坑开挖深度的加大而逐渐增大；⑤地基最大隆起量受阳角凸出长度及基坑开挖深度影响较大，且凸出长度和开挖深度越长，影响效果越明显。     

京石客专路基声屏障桩基础受力特性试验研究

用现场静载试验的方法,利用预埋钢筋计和土压力盒,进行了高速铁路路基声屏障桩基础在竖向荷载作用下的桩身应力和桩底反力的测试。重点分析声屏障桩基础在荷载作用下的沉降量和桩身内力。结果表明:对于声屏障的桩基础,采用试验时的桩长、桩径和桩身混凝土,桩基的承载力很大,桩顶荷载主要由桩周土的侧摩阻力来承担,并分析了此类桩基础承载力的影响因素,为今后进一步改进声屏障桩基础的设计提供了可供参考的试验数据和经验积累。     

黄土地区新建铁路路基狭窄场地地基加固处理研究

依托黄土地区某新建铁路填方路基与黄土峁间需设置变电所的基础工程，结合场地空间狭窄条件和黄土湿陷性特征，采用排桩挡墙收坡及旋喷桩加固墙前地基，保证路基边坡稳定性和承载力要求，并通过桩顶位移和地基承载力测试评价其治理效果。结果表明：桩顶水平位移主要经历快速增长和保持稳定两个阶段，且墙前土开挖越深，桩顶水平位移越大；3个测点的最大桩顶水平位移分别为19.7、20.8、20.2 mm，均小于控制值；墙前地基采用旋喷桩加固，呈正方形布置，直径0.6 m，间距1.2 m，桩深10.0 m，复合地基承载力和边坡稳定性满足设计要求。     

隧道洞口高陡边坡稳定性分析及支护方案研究

以某隧道进口高陡边坡为研究对象,采用FLAC3D数值模拟软件,进行边坡稳定性和支护结构受力分析,研究边坡稳定性变化情况及支护方案的合理可行性。研究结果表明：支护结构较大程度地提高了边坡稳定性,坡体安全系数由1.08提高到1.25以上,边坡塑性区范围有所减小;计算所得的支护结构受力情况与实际较为一致,支护结构采用的锚索预应力、锚索锚固段长度、加固桩截面尺寸和桩间距等设计参数合理可行。     

高陡横坡段桥梁双桩内力计算有限差分解

为了对高陡横坡段桥梁双桩基础进行合理分析，提出一种适用的有限差分法。首先，针对陡坡段桥梁基桩不同特征段的承载特性，将后桩划分为嵌固段及受荷段，同时，将前桩划分为嵌固段、受荷段和自由段。然后，考虑桩土相互作用及桩顶变形协调，并引入边界条件，建立了适用于高陡横坡段桥梁双桩基础内力及位移分析的简化计算模型。在此基础上，综合考虑P（荷载）-Δ（位移）效应及连系梁的影响，分别对各特征段基桩微元进行受力分析，并引入相邻特征段满足的连续条件（即位移连续、转角连续、剪力连续及弯矩连续），推导出各微分段的控制差分方程，以MATLAB为平台编制相应计算程序，迭代求解桩身位移，进而求解其内力。最后，结合室内模型试验与现场试验对理论计算方法进行验证，并以现场试验桩为基础，分析连系梁及P-Δ效应等对高陡横坡段双桩基础内力及位移的影响。研究结果表明：理论计算结果与模型试验及现场试验实测数据均吻合良好，表明该方法可行、合理，可为高陡横坡段桥梁工程设计计算提供参考；有自由段存在的基桩，P-Δ效应明显；连系梁对倾斜荷载下基桩桩身内力具有显著影响，连系梁的存在会对上部荷载进行重新分配，并在一定程度上弱化P-Δ效应，对桩身变形具有一定的约束作用。     

填土荷载对邻近桩排影响的有限元分析

建立了填土荷载对邻近桩排作用的三维有限元模型,分析桩顶边界条件和桩-土接触变化时桩基的不同性状,探讨了桩-土间土拱效应,分析了桩身挠曲、桩侧土压力和桩身轴力同填土荷载之间的变化规律。结果表明,填土荷载作用下,桩身挠曲与填土荷载成非线性关系,可以用三折线模型来模拟;桩顶自由时,桩前的土压力介于朗肯主动土压力和被动土压力之间,呈非线性分布。同种土中,桩侧土压力沿桩身呈线性分布,但比Ito理论和沈珠江理论求得的极限土压力都小。桩-土间设置接触单元能更实际地模拟桩基负摩擦力。所得结论对研究被动桩桩-土相互作用以及桥台桩基的设计和施工提供参考。     

紧邻高层结构深基坑支护方案优化分析——以济南地铁R3线龙洞庄车站基坑为例

以济南地铁R3线龙洞庄车站基坑工程为研究背景,利用FLAC3D对紧邻高层建筑结构下基坑多种支护方案进行仿真模拟,分析各方案下基坑稳定性及支护桩变形规律,综合考虑支护方案的安全性、经济性、工期及可行性等因素建立多属性决策模型,并甄选出最优支护方案。结果表明:针对基坑安全性来说,原支护方案下,超载侧支护桩向基坑内部整体位移过大,超出了安全允许值;采用双排桩的改进方案,超载侧支护桩水平位移值有所降低,但受制于场地条件,施工难度增加;采用桩锚支护的改进方案,两侧支护桩水平位移均在安全允许范围之内,超载侧支护桩变形可控;采用桩撑支护的改进方案,偏压荷载侧支护桩水平位移值较小,但工程造价较高;利用多属性决策模型将各方案目标值的优基数进行加权求和计算,判定桩锚支护形式为最优方案。