基于强度折减法的浅埋软弱围岩隧道掌子面稳定性研究

隧道掌子面稳定是隧道安全顺利施工的前提,文章以浅埋软弱围岩隧道为研究对象,首先,基于强度折减理论,建立了掌子面稳定性判别流程,可求解掌子面稳定安全系数;其次,分析了隧道掌子面失稳判据,认为掌子面稳定性判别时可采取位移突变判据或塑性应变能判据;最后,结合嘉禾园地下通道工程,研究了掌子面稳定性控制对策,运用掌子面稳定安全系数对单一方式和组合方式预加固措施的加固效果进行了预评价,确定了掌子面预加固方式,指导了现场施工。研究成果可为浅埋软弱围岩隧道掌子面稳定性分析及控制对策确定提供借鉴。     

ABAQUS强度折减法在边坡稳定性分析中的应用

文章依托某边坡工程实例,基于ABAQUS软件,以塑性区贯通为失稳判据,构建综合运用岩土数值模拟和强度折减技术的边坡稳定性分析模型,对坡体失稳滑动面的形状和位置,以及岩土抗剪强度参数粘聚力c和内摩擦角φ对边坡稳定性影响进行计算分析,并与已有研究成果进行对比,验证了ABAQUS有限元强度折减法边坡稳定性分析理论和方法的正确性和有效性。研究成果可为边坡工程设计与施工提供一定的参考。     

三维有限元强度折减法在堤坝边坡稳定分析中的应用

文章针对二维有限元强度折减法的局限性,提出采用三维有限元强度折减法应用于边坡稳定分析,并结合某复杂地形的回填堤坝工程进行边坡稳定性评价。结果表明：对于复杂地形情况下边坡稳定计算,采用三维有限元强度折减法能反映工程的实际情况,计算结果是合理的。     

基于强度折减法的多级边坡稳定性分析

对于高边坡,因主观原因准许不能准确地把握滑动面及坡体的实际变形状态,不利于边坡稳定性设计。本文大型通用有限元分析软件ABAQUS作为分析平台,采用强度折减法,建立坡体安全系数与失稳机理的边坡稳定性有限元模型。该模以迭代计算不收敛作为边坡失稳判断依据,分析坡体初始设计的稳定性。通过改变坡体设计方案,来提高坡体整体的安全系数。结果表明:通过分层降低设计坡比,可实现提高坡体的安全系数,但是提高效果有限;基于强度折减法的有限元数值迭代不收敛判决有助于坡体稳定性初步设计。     

基于有限元强度折减法分析主应力方向对隧道稳定性的影响

以有限元强度折减法为基础,文章采用物理模型试验和数值模拟相结合的方法研究了主应力方向对砂岩隧道稳定性的影响规律;数值模拟采用ABAQUS软件计算了直墙拱形隧道在不同主应力方向下的稳定系数和积分点上的塑性应变,计算结果与模型试验结果吻合较好。研究结果表明:有限元强度折减法能够很好地应用于隧道的稳定性分析;主应力方向对隧道的稳定性具有很大的影响;如果仅考虑主应力方向这单一因素对隧道整体稳定性的影响,当主应力方向与隧道断面夹角为45°时,隧道模型的整体抗压强度最低,稳定系数Fs最小,此时隧道稳定性最差。     

观音坪库岸滑坡变形特征及稳定性分析

以观音坪库岸滑坡为研究对象,通过钻孔岩心和深部测斜、滑坡地表裂缝综合分析滑坡变形破坏特征和失稳模式,采用圆弧滑动方法计算滑坡在天然状态、顶部卸荷、库水位涨落工况下的稳定系数,并对滑坡稳定性进行综合评价。分析得出观音坪滑坡滑带为复合型滑带,滑坡体失稳模式属岩质切层滑动模式,滑坡体东侧变形较西侧变形大,后缘沉降量较滑坡体中、下部要大。该滑坡体正处于缓慢变形位移阶段欠稳定状态,顶部卸荷和库水位上升利于滑坡体稳定,库水位下降不利于滑坡体稳定。     

渗流对边坡稳定性的影响分析

边坡土体内渗流场与应力场是相互作用、相互影响的一个整体。针对地下水渗流对边坡稳定性的影响,文章开展渗流场与应力场相互作用机理的研究,并利用ABAQUS有限元软件进行建模分析,验证有限元强度折减法及其失稳判据在边坡稳定分析中的可靠性及合理性。结果表明:地下水渗流作用影响下的边坡稳定性明显降低,安全系数由未考虑渗流作用时的1.33降至1.097,边坡发生失稳破坏,地下水渗流是影响边坡稳定的重要因素。     

ABAQUS强度折减法在抗滑桩边坡稳定性监测中的应用

为了合理设置抗滑桩边坡监测的监测点、监测方式及监测预警值,文章利用ABAQUS软件建立了三维有限元模型,采用强度折减法对广西某高速公路抗滑桩边坡段进行了边坡失稳状况模拟,并对比分析了现场失稳监测数据和数值模拟结果,发现模型失稳时的抗滑桩顶位移值与实测值仅有2 mm的不闭合量,验证了所建模型的精度较高,说明以强度折减法来...     

基于ABAQUS强度折减法的边坡稳定性影响因素分析

通过探讨有限元强度折减原理,提出强度折减理论在ABAQUS中的实现方法,对边坡稳定影响因素进行了分析研究。采用基于ABAQUS强度折减的方法,建立了计算模型,并与极限平衡法所得安全系数进行了对比。结果表明:采用ABAQUS强度折减法计算安全系数的方法是合理可行的;土体强度参数粘聚力和内摩擦角对边坡稳定性影响显著,剪胀角影响相对较小,弹性模量和泊松比无影响,但边坡塑性区分布受泊松比影响显著。结论对工程建设、边坡稳定性研究有一定的理论和实践意义。     

考虑上跨桥梁影响的河道边坡加固方案及稳定性分析

文章根据原位试验成果,采用基于强度折减法的三维有限元法,分析了考虑上跨桥梁影响的河道边坡稳定性。结果表明,强度折减有限元分析方法可以合理评价河道边坡稳定性;采用抗滑桩的加固方案可显著提高河道边坡整体稳定性,有效降低河道开挖对桥梁基础变形的不利影响。     

有限元强度折减法在隧道施工稳定分析与控制中的应用

有限元强度折减法广泛应用于边坡等工程的稳定分析中,而在隧道工程稳定分析中的应用相对较少。文章将有限元强度折减法用于隧道施工稳定分析与控制中,提出基于围岩安全系数进行施工阶段围岩稳定性全过程的动态评价,并通过隧道洞周围岩变形规律的研究,建立施工阶段隧道监控量测的动态控制指标。通过算例分析可以看出,基于围岩安全系数可以定量、直观地掌握整个施工阶段围岩稳定性的动态演化规律;在满足初期支护施作后围岩稳定性要求的前提下,可以针对各个施工阶段建立相应的变形控制指标,从而克服以围岩容许位移作为隧道稳定性判断依据的局限性。通过有限元强度折减法在隧道施工稳定分析与控制中的应用,将为解决隧道施工安全问题提供新的途径。     

基于湿度应力场理论的膨胀土边坡稳定分析

边坡土体中的膨胀力是导致膨胀土边坡失稳的主要原因之一。文章基于湿度应力场理论,采用ANSYS软件的热传导分析功能模拟分析边坡的降雨入渗以及膨胀变形,并采用有限元强度折减法对不同条件下边坡安全系数进行计算,分析了膨胀土边坡稳定规律,为膨胀土边坡处治提供理论依据。     

考虑不同加固方法的双曲拱桥稳定性分析

文章以某在役双曲拱桥加固为工程背景,采用ANSYS软件建立了该桥在加固前、病害状态下,以锚喷混凝土法和变拱肋为箱拱法加固后的有限元模型,对该双曲拱桥加固前后的稳定性进行了研究,揭示了病害对该类桥型稳定性的影响,并对比分析了锚喷混凝土法和变拱肋为箱拱法的加固效果。分析结果表明:病害降低了结构的整体刚度;变拱肋为箱拱加固法的稳定系数是锚喷混凝土加固法的3倍左右,一阶稳定系数达到70.025;采用变拱肋为箱拱法加固后的桥梁刚度明显得到了提高。     

基于强度折减动力分析法的围岩稳定性研究

为获得隧道爆破开挖后围岩的稳定性及临界失稳破坏形态,文章以兴泉铁路金井隧道为工程依托,采用强度折减动力分析法原理,结合特征点位移是否突变、塑性区是否贯通、计算是否收敛这三种动力失稳判据,对隧道掌子面围岩进行动力安全系数分析,研究在不同开挖方法、不同开挖进尺、不同围岩等级下爆破对隧道整体安全系数的影响。研究结果表明:全断面爆破开挖的安全系数约为上下台阶开挖的0.96倍;开挖进尺越小,整体安全系数越大;围岩等级越高,爆破开挖下隧道掌子面围岩的稳定性越好;隧道爆破后毛洞安全系数均大于1.30。为了使隧道爆破开挖后围岩更加安全稳定,可以选取上下台阶爆破方法和减小开挖进尺的手段。     

锚杆加固路堑高边坡开挖过程稳定性分析

为研究路堑高边坡施工阶段开挖过程及锚杆加固对边坡稳定性的影响,文章以广西某高速公路90 m高路堑边坡工程为例,采用Midas GTS软件建立边坡三维模型,分析了开挖过程中锚杆加固前后边坡位移场及稳定性的演化规律。结果表明：随着边坡自上而下开挖,各特征点的水平位移和竖向沉降逐渐增大,且竖向沉降整体上高于水平位移。无支护状态下,边坡开挖稳定性系数由1.59逐渐下降至1.24;锚杆支护状态下,随边坡开挖步数增加,潜在滑动面由局部浅层破坏转化为整体性深层失稳,边坡稳定性呈先下降后回升、随后逐渐降低的趋势,最终安全系数为1.39。采用锚固加固措施可有效抑制边坡变形,提高边坡的整体稳定性。     

软土路基边坡稳定性数值模拟分析

结合工程实际,采用抗剪强度折减有限元法,运用FLAC~(3D)有限差分数值计算软件对某软基边坡的稳定性进行三维数值模拟分析,动态显示边坡水平位移及剪切应变增量云图的演化情况。以坡体特征部位的位移突变及剪切应变增量云图中所产生的塑性区连续贯通坡顶和坡脚之间作为边坡失稳的判断依据,并搜索到土坡的临界滑动破坏面,进而合理评价边坡的稳定性。     

炭质岩边坡植被混凝土护坡技术分析

炭质岩具有软化性、膨胀性、环境敏感性、崩解性等工程特性。文章以河池至百色高速公路工程为例,阐述了炭质岩边坡破坏模式,提出了植被混凝土护坡绿化技术,并采用有限元强度折减法分析了该炭质岩生态护坡加固前后的稳定性。     

地震动参数对地下洞室安全系数的影响分析

为解决地震作用下地下洞室围岩安全的定量评价问题,文章建立了一种基于整体安全系数和点安全系数的围岩稳定综合评判方法。首先给出了基于岩体抗剪强度折减原理的洞室整体安全系数计算方法,该方法以主厂房和主变洞之间的塑性区恰好贯通作为洞室整体失稳的临界判据,整体安全系数通过搜索折减系数而得到;然后给出了基于Mohr-Coulomb屈服准则的点安全系数计算方法。结合西南某水电站地下厂房洞室工程,研究了不同地震动输入参数对洞室整体安全系数和关键部位的点安全系数的影响规律。计算结果表明,基于安全系数的地下洞室围岩稳定定量评价方法是可行的,能够反映不同工况下洞室整体安全程度和不同部位的局部安全程度。研究发现,洞室整体安全系数和关键点安全系数均随地震波振幅、持时的增加而减小;随入射角的增加而增大;地震波低频对洞室影响较大,高频则影响较小。     

硬质岩路堑边坡改建稳定性分析与加固设计

以福州某快速路路堑岩质边坡改建设计为例,采用赤平投影法进行岩质边坡稳定性定性分析,并采用基于强度折减法有限差分数值计算方法进行定量分析,通过两种方法相结合来评价边坡开挖后的稳定性、讨论确定改建加固支护方案及评价支护方案效果。结果表明,对硬质岩边坡坡脚进行开挖,边坡变形、剪切应变及塑性区主要集中在坡脚浅部围岩,该部位是重点加固的部位。硬质岩边坡改建采用开挖坡脚进行扩宽改建并施加预应力锚杆（索）加固支护的方案,经济且安全。     

水位变化对临河路基挡土墙加固边坡稳定性的影响分析

文章以某临河公路路基挡土墙加固边坡为工程背景,分析了重力式挡土墙加固边坡在高水位、中水位、低水位情况下的稳定性,基于极限平衡理论,采用ABAQUS有限元软件,模拟了不同水位下的边坡失稳,对比了挡土墙加固边坡在不同水位失稳时的接触土压力以及挡土墙加固边坡的失稳模态,总结了水位变化对挡土墙加固边坡的影响。分析结论可为日后类似的公路挡土墙加固边坡稳定性研究提供借鉴。