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。     

路堑边坡桩锚支护施工过程数值分析

对长沙市某桩锚支护路堑边坡的施工过程进行数值模拟,分析研究边坡开挖对周围土体变形、支护结构变形及受力的影响。结果表明:桩顶的位移先向边坡土体变形,再向坡前临空面变形;边坡开挖后坡顶的小土坡在其坡面中点高度处产生的y向位移最大;边坡开挖对坡顶的6层建筑物无太大影响;边坡土体开挖后在开挖面的中部和边缘处会出现较大的地表隆起;开挖面以上桩后各点的土压力随着开挖高度的增加出现先增大后减小的现象;第1～3排预应力锚索自由段的轴力是随开挖高度增加先减小后增大,而第4～6排预应力锚索自由段的轴力仅有增长的趋势,最终锚索的最大轴力均小于初始预应力值。     

高速公路既有高边坡二次开挖稳定性及施工方法研究

针对高速公路边坡二次开挖过程中易出现结构裂纹、变形,失效等问题,以某高速公路改扩建工程项目为对象,采用FLAC 3D软件来模拟高边坡二次开挖中结构的应变-应力特征。研究结果表明:原始道路边坡初始应力与边坡外形保持一致,表现出典型的分区现象。边坡二次开挖坡脚出现的剪应力集中和扩展,在新开挖坡面出现的剪应力集中,造成结构面两侧应力突变,影响结构稳定性。开挖面附近边坡拉应力方向发生改变,而远离开挖坡面区结构体主应力方向并未变化,最大压应力方向的改变只出现在开挖坡脚附近,坡体内部受应力影响作用相对较小。     

结构面抗剪强度对顺层路堑边坡稳定性影响

顺层岩质路堑边坡开挖后,可能产生顺层滑移破坏。除倾角与边坡陡度相互关系外,结构面抗剪强度是决定边坡稳定性的关键。现利用有限元软件,采用接触单元模拟岩层面的方法,分析结构面抗剪强度对顺层岩质路堑边坡稳定性的影响,为此类边坡的设计和施工提供参考。     

浅埋偏压大断面隧道洞口段开挖顺序优化

结合某工程隧道洞口段存在浅埋偏压大断面的特点,采用FLAC3D模拟了多种开挖工法对不同坡度边坡处隧道洞口段的开挖,并对分步开挖工法的开挖顺序进行了优化分析,研究其对隧道洞口段边坡的稳定性影响。研究结果表明:开挖工法控制边坡稳定性的效果为双侧壁导坑法CRD法CD法台阶法,对于开挖浅埋偏压大断面隧道不建议采用台阶法;分步开挖法不同的开挖顺序对边坡稳定性有一定的影响,其影响差异主要集中在开挖前几个步骤中;由于超前支护的作用,先开挖靠近边坡坡面一侧的边坡稳定性要优于先开挖远离边坡坡面一侧。因此,为保证隧道开挖时边坡的安全稳定,建议加强超前支护,采用分步开挖工法,并先开挖靠近边坡坡面一侧。     

爆破损伤对某砾岩边坡稳定性影响

爆破开挖后边坡岩体遭受破坏导致边坡失稳,现有工程常依据经验对爆破开挖后边坡损伤范围与损伤岩体参数进行估计。针对这一问题本文基于霍克布朗模型提出了解决方法,并利用专业岩土软件plsxis2d建立了边坡数值分析模型,来分析爆破损伤对层状边坡稳定性影响。得出在层状边坡中决定其稳定性的关键因素主要有:结构面位置、结构面强度以及爆破损伤程度,而当爆破损伤程度确定后,其对边坡安全系数的影响将接近于定值,则可以看出原有设计的安全系数越小,爆破损伤对其影响越大。     

含弱面岩质路堑边坡开挖坡角优化设计方法及应用

根据含软弱面岩质边坡的岩体结构特点,概化出含弱面岩质路堑边坡开挖坡角优化模型。建立了基于极限平衡方法的计算含软弱面岩质边坡最优开挖坡角的方法。将这种方法运用于某公路路堑高边坡的实践中,确定了影响其最优开挖坡角因素并确定了正交试验方案表,采用正交试验对各因素进行了敏感性分析,确定了该公路含弱面岩质路堑边坡的最优开挖坡角的合理取值范围,最后通过对该公路边坡实例的分析,证明这种计算模型作为一种计算最优开挖坡角简便途径的有效性和实用性。     

新型水玻璃-酯类浆液对风积沙边坡稳定性研究

针对风积沙边坡稳定性差的问题,在新型水玻璃-酯类浆液性质研究的基础上,采用新型水玻璃-酯类浆液对风积沙边坡进行加固,并通过数值模拟的方法研究新型水玻璃-酯类浆液填充率和加固深度对桥台开挖工况下风积沙边坡稳定性的影响。研究结果表明,天然状态下风积沙边坡安全系数为1.15,滑动面近似平行于坡面。在未对风积沙边坡进行加固时,桥台开挖后风积沙边坡最大水平位移为30.6cm,塑性区通过桥台开挖形成的转角处,安全系数为1.03、低于天然状态下的1.15,说明在未加固的条件下对风积沙边坡进行桥台开挖会极大降低风积沙边坡稳定性。新型水玻璃-酯类浆液填充率和加固深度对桥台开挖状态下风积沙边坡稳定性影响结果表明,随着浆液填充率和加固深度的增加,风积沙边坡安全系数不断增加。     

预应力锚索框架梁在某多级边坡治理工程中的数值模拟

以贵州某高速公路多级边坡为例,采用FLAC3D软件构建三维计算模型,分析预应力锚索框架梁对多级边坡的支护效果及开挖对框架梁的受力影响。研究结果表明:当采用预应力锚索框架梁+抗滑桩对边坡进行防护后,边坡变形得到有效控制;坡面框架梁所承担的荷载随坡体开挖逐渐增加;第二级坡面框架梁较第三级、第四级坡面框架梁所受荷载大;边坡水平位移最大值出现在边坡的中下部,在开挖过程中应防范该处发生"鼓胀"破坏。     

基于FLAC3D强度折减法的厚覆盖层边坡开挖稳定性分析

鉴于厚覆盖层边坡在开挖过程中稳定性动态变化的特点,该文利用FLAC3D强度折减法对某覆盖层边坡的开挖稳定性进行了研究。结果表明:随着开挖的进行厚覆盖层边坡表面水平位移逐渐增大,在坡面及边坡内部逐渐出现剪切塑性区,在边坡顶部出现张拉塑性区,而潜在滑移面也将沿着覆盖层与下覆岩体交界面逐渐向上发展,边坡表现为沿覆盖层与下覆岩体交界面滑移的失稳模式,建议厚覆盖层边坡采取边开挖边支护的处治方式以降低边坡失稳的风险。     

砂泥岩互层缓倾切向边坡应力特征及变形机理研究

为了更好地分析砂泥岩互层缓倾切向边坡的变形机理情况,以西南某红层边坡为例,基于数值模拟软件建立了软硬互层三维切向地质模型,探讨了边坡开挖、支护后的应力场和位移场。结果表明：砂泥岩互层切向边坡开挖后,边坡XX方向应力和YY方向应力出现了沿切向的锯齿形状,应力分布受岩层切向与互层岩性差异的影响较大,ZZ方向应力几乎不受影响;切向岩层受侧向约束的影响,致使边坡变形出现了层次性,且X方向较为显著,Y方向次之,Z方向最弱;边坡整体变形趋势类似于均质岩坡,呈现圆弧滑动趋势;边坡采用框架锚杆支护,仅起到构造护坡作用,边坡的变形和应力状态并未发生实质性的影响。研究成果对砂泥岩缓倾切向边坡的变形预测和支挡防护具有一定的工程借鉴意义。     

上硬下软岩质边坡破坏特征及加固措施

为了探讨龙源电厂场区道路工程中,上硬下软结构边坡破坏特征和加固措施,运用数值模拟分析了边坡开挖对此类坡体结构坡体变形及坡体应力的影响,并结合工程实例分析此类边坡变形特征和加固措施。结果表明:①上硬下软的坡体结构以及上部硬岩结构面的发育是坡体变形失稳的主要内在因素。坡体开挖后临空面的形成是坡体变形失稳的必要条件;②为防止坡体结构为上硬下软的边坡破坏,必须加固软岩,防止软岩变形,稳固坡脚。     

新疆下坂地水库地下电站厂房边坡稳定性分析

下坂地水库电站厂房拟采用地下建设方案,电站厂房处边坡高达1229m,厂房硐室的开挖将不可避免地与所在高陡边坡相互作用,产生影响。本文运用FLAC-3D程序对边坡和电站厂房硐室的相互作用进行了模拟比较,分析表明,硐室开挖前后边坡应力分布状态基本没有差异,而边坡对硐室的影响也不是很大,只产生了厘米级的垂直和水平方向位移。由此得出结论:地下电站厂房建设方案基本不会受到高陡边坡的影响,同时,也不会由于发电硐室的开挖破坏到边坡的整体稳定。但是经过对边坡上部岩体的结构分析,表层可能出现小范围的崩塌、滑动破坏,应采取相应处理措施。     

路堑边坡开挖稳定性及加固处治机理宏细观分析

高速公路深挖路堑形成的高大边坡稳定性问题，一直是公路建设中的重点风险源。以广东省江门市迎宾西路路堑边坡开挖及处治工程为背景，采用宏细观相结合的方法对边坡开挖及锚索加固处治机理进行分析。结果表明:①边坡开挖塑性变形区位移与接触力链发展方向显著相关，呈现沿坡面方向的链状发展规律；②边坡稳定性与坡体应力状况及局部区域应力发展变化密切相关，锚索加固的处治方案，可有效消除边坡体剪应变率贯通的剪切滑移面，边坡稳定性明显提高。     

岩质边坡开挖变形破坏特征及锚索支护分析

以贵州省毕节境内某大型开挖边坡为例,采用高密度电法、岩体结构面统计和地质调查方法获得了开挖边坡结构特征。通过现场调查、监测和有限元模拟分析,揭示了该开挖边坡变形破坏特征,从而得出滑移-拉裂的变形破坏模式,提出了锚索支护方案并通过数值模拟进行支护效果分析。     

考虑时间效应深挖巨厚泥岩路堑变形特征研究

以西南地区某高速铁路深挖泥岩路堑为模型,运用FLAC3D大型有限差分程序,基于弹塑性模型和考虑泥岩时效性变形特征的黏弹塑性CVISC流变模型,对深挖路堑卸荷作用引起的基底长期变形规律开展数值模拟,揭示深厚泥岩区深挖路堑基底变形随时间的变化规律。结果表明：开挖卸荷后,由于坡脚应力场分异,一定范围内路基出现以竖向上拱为主的瞬时回弹变形;随着时间的推移,坡体及基底岩体应力逐渐调整,工后约2.5年后基底泥岩由于流变作用产生近似线性的竖向上拱及水平变形,7.5年后逐渐趋于稳定。     

广西某高速公路边坡开挖稳定性评价及加固效果分析

以广西某高速公路边坡的开挖加固工程为例，基于快速拉格朗日元法FLAC3D数值模拟分析，评价了该边坡在开挖支护过程中的稳定性。结果表明:在开挖到第三步时，坡体最大不平衡力不收敛，需对边坡进行加固设计。在施加锚索支护后，坡体的水平位移和最大剪应力区域均保持在工程要求的范围内，边坡的整体稳定性得到提高，可以保障开挖工程和高速公路路基施工的安全。     

偏压连拱隧道施工对邻近高边坡影响的数值分析

以南平杨真隧道工程为例,运用Midas有限元软件,模拟分析了隧道开挖对邻近高边坡稳定性、边坡变形以及滑坡的影响。结果表明:该隧道工程施工前后临近高边坡的整体稳定性、应力场、水平位移变化均较小,边坡围岩屈服区未发生明显变化。     

黄金坪水电站大断面尾水隧洞结构安全性研究

依托黄金坪水电站尾水隧洞工程,采用数值模拟、现场监测的手段进行了深埋大断面尾水隧洞开挖结构安全研究。研究结果表明:将隧洞断面划分为4层开挖,顶层采用导坑扩挖法,先开挖中部导坑,再向两侧进行刷扩处理,因刷掉的是围岩松动圈外圈的低应力松散带,避免了扰动深部围岩,有利于结构安全;大断面尾水隧洞在分层开挖、支护过程中,围岩最大拉应力为0.86 MPa、最大压应力为6.9 MPa,支护结构最大拉应力为0.6 MPa、最大压应力为5.0 MPa,均远小于允许应力而且不会发生岩爆,围岩和隧洞支护体系在开挖、支护完成后逐步达到稳定状态;围岩多点位移计的现场监控量测结果验证了数值计算结果的正确性,研究方法可为类似工程提供参考。