顺倾向层状岩土质混合高边坡稳定性分析

运用FLAC3D数值软件对某典型顺倾向岩土互层的岩土质混合高边坡进行开挖数值模拟,比较分析岩土互层边坡与一般层状岩质高边坡的开挖影响,得出了岩土质混合边坡受开挖影响局部产生位移突变现象及位移变化量、影响深度等较一般岩质边坡大的变形特征,并结合现场位移监测结果推断出第Ⅰ、Ⅱ级坡可能发生浅层剪切破坏;通过比较分析岩土互层边坡中土层与岩层的粘聚力对边坡安全系数及最大变形位移的影响,得出岩土互层边坡中的土层对边坡稳定性影响比岩层明显得多.     

层状岩土质混合高边坡施工期破坏机制与稳定性研究

层状岩土质混合边坡为一种特殊的地质体,具有特殊的工程性质,该文利用UDEC软件建立层状岩土互层边坡数值计算模型,分析边坡的破坏机制及稳定性.研究结果表明:顺倾向层状岩土质混合边坡破坏模式主要为平面滑移—拉裂、平面滑动、平面—圆弧复合滑动破坏模式；层状岩土互层边坡与普通层状岩质边坡位移大小、规律、开挖影响深度有着明显的差别；土层对边坡稳定性影响大,土层厚度不同,位移大小明显不同.     

坡顶既有建筑物边坡支护

采用MIDAS/GTS NX有限元软件,建立了坡顶既有建筑物边坡的仿真模型,分析了边坡支护方案的位移、稳定性系数及塑性区等分布规律。结果表明：坡面附近的竖向位移与水平位移分布规律类似,呈现出以坡面外某点为中心的弧状分布,坡顶的竖向位移等值线形成典型的沉降盆;边坡支护各个阶段的边坡稳定性系数总体呈现先增大、再减小、后提高的变化规律;边坡的最不利滑面塑性区主要沿粉质黏土和强风化岩的岩土分界面分布,并扩展至坡顶既有建筑物的承台桩基前端附近,表现为圆弧状的滑面形态。     

降雨条件下路堑高边坡的渗流应力响应分析

为研究降雨对路堑边坡稳定性的影响,以某铁路路堑高边坡工程为依托,通过建立应力-渗流耦合模型,分析不同降雨条件下高边坡渗流场和应力场的变化规律。结果表明:随着降雨量的增加,边坡的水平位移先缓慢后急速增长,竖向位移受降雨影响相对较小;在大暴雨条件下,负孔隙水压力逐渐减小,渗透系数增大,土体逐渐趋于饱和状态;降雨强度的增加使得边坡的最大剪应变增加、安全系数减小,降雨对边坡的稳定性影响显著。     

锚杆参数对预应力锚固边坡稳定性的影响研究

采用三维弹塑性有限元分析软件,对预应力锚杆加固的大连石门山高陡边坡工程进行数值模拟,并将数值模拟结果与现场实测进行对比分析,验证了计算模型的可靠性。结合强度折减法,研究了边坡在不同锚杆参数条件下的稳定性与变形规律。研究结果表明:随着锚杆预应力的增大,边坡坡面的水平位移和坡顶竖向沉降都逐渐减小,但是当预应力超过界限值后,其边坡位移的影响不太明显;在一定范围内减小锚杆间距能够有效地减小边坡的位移,增加边坡的稳定性;采用分层开挖方式较一坡到底开挖方式,更有利于保证边坡的安全稳定。文中关于锚杆参数对预应力锚固边坡稳定性影响规律研究,可为类似的边坡支护工程提供一定技术参考。     

反倾片岩质边坡破坏模式研究

基于现有反倾边坡变形及稳定性研究成果,结合十白高速公路边坡实况提出三种可能破坏模式,运用FLAC数值模拟软件进行稳定性分析。研究结果表明:反倾片岩质边坡整体稳定较好,但由于片岩结构特性,如不及时防护,可能会引发进一步破坏。潜在破坏模式主要有3类:第一类为沿节理面发生倾倒破坏;第二类为沿节理和层面的组合破坏;第三类为沿外倾结构面破坏。其中第三类破坏模式主要受岩层节理裂隙的贯通深度控制,破坏最先发生在边坡表层,对边坡稳定性影响最大。反倾片岩质边坡的治理重点应放在边坡表面层的防护。     

结构面特征对顺层边坡开挖卸荷影响分析

以四川省雅安市名山区某高速公路灌口组粉砂质泥岩顺层边坡为工程背景，利用现场大型直剪试验地质参数，建立了数值分析模型，以现场施工监测数据验证了模型的准确性，分析了顺层边坡结构面倾角、间距对边坡开挖卸荷及稳定性的影响。结果表明，顺层边坡卸荷区随开挖级数增加而不断扩展，呈现上宽下窄的分布特征，开挖卸荷深度随开挖级数增加迅速减小，深高比随顺层边坡开挖级数增加逐渐减小；顺层边坡安全系数随结构面倾角增大先减小后增大，开挖卸荷导致结构面最不利倾角由20°变化为30°,此时边坡卸荷深度及位移变形量最大；结构面间距对顺层边坡开挖安全系数及稳定性影响较小，但结构面密集边坡的位移变形量远大于结构面稀疏边坡，两者最大水平位移相差近5倍。研究结果可为该地区工程边坡防护设计提供有益的借鉴与参考。     

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。     

考虑地面径流动水作用的浅层斜坡稳定性分析

在研究降雨与浅层边坡稳定性时,多考虑降雨入渗造成岩土体基质吸力的减小、孔隙水压力的变化、地下水位的上升以及水对岩土体的软化、劣化效应,却忽略了地面径流动水作用。基于此,引入Navier-Stokes方程描述坡面径流,引入Brinkman-extended Darcy方程描述土体渗流,建立非线性数学模型,推导出坡面径流及土体渗流流速分布,求解出流固界面拖曳力。然后利用刚体极限平衡理论对径流状态下浅层边坡的稳定性进行分析,最后通过实例讨论坡面径流高度、土层厚度、土体强度及边坡倾角对稳定系数的影响,量化地表径流拖曳力效应对浅层边坡稳定性的贡献。结果表明:拖曳力作为一种不利因素,将随着径流高度的增加而增大,当边坡处于临界稳定状态时,较小拖曳力将对边坡稳定产生决定性的影响;斜坡稳定系数对斜坡土层厚度较为敏感,当土层厚度较薄(h=1m)时,坡面径流对斜坡稳定性具有较强的控制作用,坡面径流对斜坡稳定系数的影响达到11.3%;当土层厚度增加到5m时,坡面径流对斜坡稳定系数的影响降到3.3%。     

抗滑桩参数变化对土质边坡稳定性的影响研究

为研究抗滑桩不同施工参数对土质稳定性的影响,针对某人工加固土质边坡工程,采用FLAC^3D建立数值模型,对抗滑桩不同截面尺寸、锚固深度和桩间距对边坡位移、安全系数、最大弯矩和剪力的影响进行分析。结果表明,增大抗滑桩截面尺寸可降低边坡变形,减小边坡受力,提高边坡的稳定性;适宜的抗滑桩锚固深度和间距可使边坡变形最小、受力最合理、稳定性最好。     

降雨条件下非饱和土路堑边坡稳定性的数值模拟分析

以沪通铁路某路堑边坡工程为依托,对非饱和路堑边坡在不同降雨强度下瞬态渗流场与应力场流固耦合进行分析,探讨路堑边坡在不同降雨强度下的响应,重点研究了降雨强度对边坡安全系数的影响。结果表明:①监测点边坡竖直位移随降雨强度变化趋势相似,当降雨达到一定强度时,降雨强度对边坡竖直位移影响较小;随着降雨强度增加,边坡水平位移从缓慢变化过渡到加速变化,且边坡中部水平位移相对坡脚水平位移具有滞后性;②边坡水平位移随降雨时间增加呈现三个阶段:初始稳定阶段、缓慢变化阶段、正比关系变化阶段,应重视降雨时间效应引起的边坡失稳破坏;③降雨强度从0增加到18 mm/h时,边坡安全系数由1.795降低到1.305,降低约27%,降雨强度从15 mm/h增加到18 mm/h,边坡安全系数降低约16%,降雨强度越大对边坡整体安全性影响越大。     

黄土高边坡开挖过程中的稳定性分析

根据甘肃兰州南坡坪—恩寺段K0+400~K1+498黄土高边坡地质地形特征，运用有限元软件对边坡支护和未支护工况进行数值模拟，对比分析两种工况下边坡的变形形态，塑性区的分布以及边坡稳定性。分析结果表明:未支护开挖和及时支护开挖各级测点的水平位移增量值变化趋势基本一致，产生的水平位移均指向坡外，坡面中部水平位移最大，坡顶水平位移最小；在竖向变形中，支护和未支护两种工况都表现出高测点比低测点变形大，最大竖向变形出现在坡顶，每级开挖都出现卸载回弹现象。综上说明，支护措施可有效减少水平和竖向变形，维持坡体稳定。     

深埋水电站洞室群围岩受力特性研究

结合锦屏二级水电站超深埋四孔引水隧洞工程,研究不同支护时机下洞周关键点位移、不同路径力学响应、能量密度分布规律。结果表明:典型断面隧道在毛洞状态不能稳定,最大水平位移发生在外侧隧道,且两侧极不对称,而中间隧道两侧位移基本对称;当应力释放80%时对应毛洞必须支护;拱顶深部围岩(2～3m)出现最大主应力、最大剪应力、能量密度增高带,外侧隧道拱顶深部围岩(2～3m)力学状态对洞室群稳定性起着关键作用。     

加筋土陡边坡受力测试分析

在系统调研加筋土陡边坡路堤研究应用的基础上,结合赣龙铁路加筋土陡边坡典型工程,开展了水平土压力、竖直土压力、土工格栅拉筋应变以及坡面水平变形等项目的现场测试,研究了加筋土陡边坡的受力特征、作用机理,验证了设计方法,测试结果及多年运营表明:加筋土陡边坡设计合理,能满足路堤稳定和变形的要求。     

地震作用下土岩二元结构边坡位移和土压力的响应分析

以海西福永高速公路某标段边坡工程为依托,运用FLAC3D5.0数值软件对锚索-框架梁支护下的土岩二元结构边坡进行了地震作用数值模拟,分析了锚框支护土岩二元结构边坡在地震作用下水平位移和动土压力的响应.结果表明:地震作用下边坡土体水平位移响应随高程增加而增大;地震强度增加,边坡土体水平位移响应增加;PEP震荡系数与埋深呈...     

基于残差单调性的GM（1,1）修正模型及其应用研究

通过建立灰色GM（1,1）预测模型,对边坡位移进行预测。根据预测结果并利用残差在一定区间内呈单调变化的特性,再基于残差单调性重新选取样本序列,再次建立1组新的灰色模型,从而可极大地提高边坡位移预测精度。该模型被称为基于残差单调性的GM（1,1）修正模型。     

大位移桥梁伸缩缝耦合动力学研究

运用有限元分析软件对大位移桥梁伸缩缝进行耦合（竖向和水平）动力学研究。研究结果表明：中梁竖向振动位移与水平向振动位移之间的相互影响很小,故可对伸缩缝竖向或水平向振动响应单独进行研究;双车辆同时同向或反向通过伸缩缝时,中梁最大竖向振动位移与单车辆通过伸缩缝时相差不大,并且中梁出现最大竖向振动位移的位置相同;当车速为120 km/h时,双车辆同时同向或反向通过伸缩缝时的水平振动位移比单车辆通过伸缩缝时大44．4％或小42．0％。     

片理化非均质大跨径隧道围岩稳定性分析与支护优化研究

以某高速公路大跨径隧道为例,应用有限元软件MIDAS/Gen模拟两种围岩条件下采用台阶法施工的隧道开挖支护情况.模拟结果表明对处于Ⅲ级与Ⅳ级之间的隧道围岩,当为片理化非均质岩体,且上台阶围岩质量比下台阶好时,水平和竖向位移较大区域均集中于隧道底部,且变形超过了规范允许值,宜采用Ⅳ（A）级围岩支护设计进行施工,但钢拱架间距可放稀至100 cm;当非均质岩体上下台阶围岩质量均较好时,其最大水平位移较小,竖向位移最大值发生在拱顶,且在相关规范允许范围内,可按Ⅳ（A）级围岩进行支护,但可取消仰拱,实现对支护设计的优化.     

考虑斜坡效应的地基水平抗力比例系数确定方法

水平地基抗力比例系数对桩基设计至关重要，基于平坦场地比例系数设计的斜坡基桩，常因忽视斜坡效应的影响而带来安全隐患。为研究斜坡效应对斜坡地基比例系数的影响，设计并完成了4组黏性土坡基桩水平静载模型试验，获得了0°、15°、30°及45°坡度下地基等效比例系数与地面处桩身水平位移曲线及桩顶荷载-位移梯度曲线等；建立了地基比例系数与坡度间的拟合关系式；对比分析了斜坡地基比例系数取值对基桩水平承载特性的影响。研究结果表明：黏性土坡地基比例系数随桩身水平位移增大而呈非线性关系减小，当地面处桩身水平位移小于6 mm时，地基比例系数急剧减小，而后减幅较小；基桩临界荷载和极限荷载均随斜坡坡度增加而减小，与平地相比，斜坡坡度每增加15°，基桩临界荷载和极限荷载约分别减小17%和16%；结合现有试验表明，斜坡坡度越大，地基比例系数越小；坡度每增加15°，对应的碎石土、砂土及黏性土坡地基比例系数m约分别减小38%、32%和31%；根据现有试验以及试验结果，建立了不同类型斜坡地基比例系数取值标准与斜坡坡度之间的经验关系，可为斜坡桩基设计提供参考依据。     

基于GM（1，1）模型的高速公路边坡变形预测

基于边坡变形监测信息具有一定的灰色特征,应用灰色系统理论的原理和方法,建立了边坡变形预测等步长与非等步长GM（1,1）预测模型。采用GM（1,1）模型对衡桂高速公路某典型边坡段测斜管监测变形监测数据进行预测,预测结果与实测结果较为一致,表明了本文建立的灰色预测模型具有较好的可行性和适用性。