基于矢量和法的加筋土边坡动力稳定性分析

对于地震作用下的加筋土边坡工程,考虑到传统加筋土边坡稳定性分析方法有一定的局限性,在已有的理论基础上,将矢量和法运用到加筋土边坡的动力稳定性分析上,同时对加筋土边坡工程动力稳定性影响因素进行了敏感性分析。建立二维加筋土边坡数值模型,将基于最大剪应变增量的边坡滑动面搜索方法运用到加筋土边坡动力稳定性分析的矢量和方法中,对模型进行动力稳定性分析,并通过合理的计算优化,提高了加筋土边坡的动力稳定性分析的计算效率。结果表明,矢量和方法在加筋土边坡的动力稳定性分析中是合理并且高效的;在地震作用下的加筋土边坡工程中,对动力稳定性影响较大的是地震荷载、加筋土边坡的填土黏聚力、内摩擦角以及加筋材料的耦合弹簧切向刚度。因此在加筋土边坡的抗震设计中,需要重点考虑采用黏聚力和内摩擦角较大的填土和切向刚度较大的加筋材料。     

基于强度折减技术的加筋土二级边坡参数敏感性分析

针对加筋土加固的二级边坡,该文基于极限分析理论,提出了一种计算该类型边坡稳定性的方法。在已有研究成果的基础上,构建了二级边坡破坏模型,该破坏模型能够考虑不同台阶高度和平台宽度的计算问题。将筋材所提供的加固力引入到破坏模型中,并推导了分析二级边坡稳定性的功能平衡方程。借助强度折减思想,建立了计算安全系数的方法。通过与现有研究成果进行对比,验证了该文提出方法的有效性,并采用正交试验方法研究了不同参数的敏感性。分析结果表明:土体内摩擦角对安全系数的敏感性最大,而边坡高度系数最小;土体黏聚力、下边坡坡角和边坡高度对安全系数敏感性较大,而平均布筋强度及上边坡坡角较小。     

双层立体加筋土的三轴试验研究

为探求双层立体加筋土的强度特性,通过三种布筋方式的加筋土试样进行了大量三轴试验。结果表明,在同样围压作用下,水平加筋土的强度比无筋砂土的强度有所提高;立体加筋土的强度比水平加筋土强度有所提高;立体加筋土的强度随着竖向加筋高度的增加而增加。结果还表明,不同的布筋方式对加筋土两个强度参数的贡献是不同的,单面、双面立体加筋能为土体提供较大的粘聚力,而环状立体加筋更多改善的是土体的内摩擦角。     

基于临界滑动场的加筋土边坡稳定性分析

传统的极限平衡法分析加筋土边坡稳定性只能依靠假定的滑裂面,未考虑筋材对滑裂面的影响。文中将边坡临界滑动场数值模拟方法进行推广,建立了基于准粘聚力原理的加筋土边坡临界滑动场计算方法。该法可确定任意形状的临界滑动面及最小安全系数。通过算例比较了加筋土边坡的临界滑动面与无筋边坡滑动面的变化,并探讨了填土的重度、粘聚力、内摩擦角、筋材抗拉强度等因素对加筋土边坡稳定性的影响。证实利用极限平衡法先求无筋边坡滑动面,再加上筋材的抗滑力矩来计算加筋土边坡安全系数的方法是不正确的。     

非均质与各向异性临坡地基承载力上限计算

为探究土体非均质与各向异性对临坡地基承载力的影响,运用极限分析上限方法,结合单侧临坡条形基础地基破坏模式,引入土体内摩擦角、黏聚力、基础与边坡坡顶距离等参数,分析临坡地基极限承载力的变化趋势。首先,根据极限分析上限理论,建立破坏模式的机动许可速度场,考虑非均质与各向异性原理,在计算中导入非均质系数与各项异性系数,得到机构各部分内能耗散计算公式,推导出地基承载力系数N_c的计算表达式。在此基础上,设定机构所需满足的约束条件并导入用Matlab软件编制的优化程序,程序考虑了非均质与各向异性对地基破坏面位置及形状的影响,最终得到地基承载力最小上限解所对应的非均质与各向异性下地基承载力系数N′_c。结果表明,计算数据与现有成果具有较好的一致性,揭示了非均质与各向异性对临坡地基承载力系数N′_c的作用规律。当非均质系数η增大时,N′_c随之增大;当各向异性系数k增大时,N′_c随之减小,且减小幅度趋缓,有效地弥补在临坡地基承载力中土体非均质与各向异性研究领域的不足。当破坏模式转化为水平地基形式时,所得结果与其他方法计算结果很好吻合,证明了此方法解决水平地基问题的可行性。     

基于强度折减法的土质边坡稳定性影响因素分析

为探讨不同因素对土质边坡稳定性的影响,根据北京地区典型地层的物理、力学参数,使用强度折减法对其进行研究,并采用灰色关联度理论对各个影响因素的敏感性进行分析,研究的影响因素包括边坡角度、边坡高度、土体黏聚力、内摩擦角、容重、弹性模量、泊松比和坡后荷载等。主要研究结论如下： 在各种影响因素中,土体的强度参数黏聚力和内摩擦角对边坡稳定性影响显著,其次是边坡的几何参数坡高和坡角,再次是土体的容重和坡后荷载,而弹性模量和泊松比对边坡稳定性无影响。     

基于数值分析的土工格栅加筋陡坡路堤优化设计研究

为了探讨土工格栅加筋陡坡路堤设计参数对稳定性的影响,以G216线民丰至黑石北湖公路项目土工格栅加筋陡坡路堤工程为例,借助Midas GTS NX有限元软件实现土工格栅加筋陡坡路堤的建模,研究路堤构造形式、填土参数、筋材参数对路堤最大水平位移以及路堤稳定性的影响规律.结果 表明:填土黏聚力、内摩擦角以及土工格栅弹性模量越大,加筋路堤最大水平位移越小,路堤整体稳定性越好;对于高陡坡路堤,可以通过路堤分级的形式对路堤进行加固;"上疏下密"型布筋方式比"中间密"型以及"均布"型更能有效限制路堤的水平位移;在加筋陡坡路堤设计时,建议土工格栅的弹性模量不低于7 MPa,筋材布设层间距不大于60 cm.     

加筋土坡临界高度的极限分析

为了解布筋形式与布筋密度等因素对土坡加筋效果的影响,用上限法对加筋土坡的临界高度进行了极限分析。使用刚体旋转破坏机构,并假设筋材的失效模式为本身的拉伸破坏,研究了3种布筋形式(均匀布筋、上稀下密线性布筋及上密下稀线性布筋)对边坡临界高度及滑裂面形状与位置的影响。结果表明:在平均布筋密度相同的情况下,上稀下密线性布筋对应的临界高度最大,而上密下稀线性布筋对应的临界高度最小;对于3种布筋形式,边坡临界高度都随平均布筋密度增大而明显增大;不同的布筋形式对应的滑裂面的形状与相对位置有较大差别;对于均匀布筋土坡,上限解与试验结果及有限元解有较好的一致性。     

非关联流动法则下加筋土边坡稳定性研究

利用极限分析上限定理,在非关联流动法则下研究了加筋土边坡的稳定性问题。对非关联流动法则下的土体强度参数进行了修正,基于边坡旋转的破坏机构,计算了土体重力功率以及内部能量耗散,并推导了筋材的内能耗散方程。根据功率相等的基本原理,得到了加筋台阶边坡的上限解答。最后分析了不同加筋参数对边坡安全系数的影响规律。     

基于修正拟动力法的抗滑桩加固边坡三维地震稳定性分析

为了给抗滑桩加固边坡的抗震设计提供参考,对其在地震作用下的三维稳定性进行研究。基于极限分析上限定理,采用修正的拟动力法(MPDM)对水平地震作用下的三维抗滑桩加固边坡的稳定性进行了分析,并推导出边坡安全系数(F_S)的表达式。为了提高计算效率,采用遗传算法(GA)计算出安全系数的最小值。将所得研究结果与已有文献成果进行对比,验证了所用方法的有效性。此外,通过参数分析研究了归一化频率(?H/V_S)、宽高比(B/H)、水平地震系数(k_h)、阻尼比D、桩位、桩距等因素对桩加固边坡稳定性的影响。研究结果表明：?H/V_S对桩加固边坡稳定性的影响显著,并决定着D对桩加固边坡稳定性的影响;当桩加固边坡受到与土体固有频率接近的地震波作用时,D对桩加固边坡的稳定性影响非常显著,并且拟动力法会极大地高估桩加固边坡的稳定性;对于远离土体固有频率的地震波,D对桩加固边坡的稳定性影响较小;在一个地震波周期内,地震作用下边坡的F_S随地震峰值加速度的增加而减小;水平地震加速度系数a_hs的...     

坡顶超载情况下的土坡影响因素敏感性分析

为了研究超载对边坡稳定性的影响,基于强度折减法分别计算了不同内摩擦角、粘聚力、土体重度、坡角、坡高、超载宽度、超载离坡肩的距离、超载大小等8种影响因素作用下土坡超载时的稳定性系数。并通过数值模拟,分析了土坡超载的破坏机理,结果表明：坡顶超载时,内摩擦角对土坡稳定性的影响最为显著,而超载宽度的影响最小。自重作用下边坡土体和超载作用下的边坡土体由于其自身强度不足而失稳的破坏机制有所不同：自重作用下失稳时,塑性区一般从坡脚延伸到坡顶;而当坡顶有超载作用下失稳时,塑性区一般从超载作用区域下和坡脚处同时扩展延伸并贯通,最终导致破坏。     

非线性准则下三维加筋边坡稳定性的上限分析

为了研究非线性摩尔-库仑破坏准则下的三维加筋边坡在均匀加筋和三角形加筋2种加筋模式下的稳定性,采用极限分析上限理论,构建加筋边坡破坏的三维破坏机构,推导不同加筋模式下的筋材内能耗散方程,并根据上限定理将三维加筋边坡的稳定性问题转化为显式优化问题,得到三维边坡稳定性指标的计算公式。采用MATLAB软件计算,将结果与已有研究成果进行比较,验证了所提出计算方法的正确性,并进一步讨论了非线性参数m、宽高比B/H、不同加筋模式以及不同加筋强度k0对三维边坡稳定性的影响。结果表明:稳定性系数Ns随着m的增加而非线性减小,在坡角较小(不大于60°)的情况下,m对边坡稳定性系数Ns的影响较大,边坡的非线性特性比较明显;稳定性系数Ns随着B/H的增加而减小,在B/H5尤其B/H2时,稳定性系数下降速率较快,B/H越接近10时稳定性系数逐渐趋于稳定;三角形加筋模式的加固效果优于均匀加筋模式,稳定系数性Ns随着加筋强度k0的增加而线性增大,但变化规律并不显著。在实际工程中,建议B/H较小时,要对加筋边坡进行三维分析以符合工程实际;坡角较小时需要考虑土体的非线性破坏特征,选取合适的非线性参数可避免不安全的设计;在工程条件允许的情况下,优先选择三角形加筋模式进行边坡加固。     

二级岩质边坡稳定性的非线性上限解

岩土体强度具有明显的非线性特性,采用非线性的岩体强度准则对岩质边坡的稳定性评价具有重要的应用价值。以Hoek-Brown破坏准则描述岩体的强度特性,采用等效切线法获得该破坏准则的等效粘聚力和等效内摩擦角,以用于岩质边坡稳定性计算。此外,采用地震作用系数考虑水平地震力的影响,推导出二级岩质边坡的稳定性系数表达式和安全系数方程。在此基础上,运用数值优化方法,计算最优的临界解。通过对比分析,第一级边坡坡角越小,地震作用系数增大使边坡稳定性降低的程度越明显。综合考虑边坡安全性和工程量,优化了台阶边坡的设计方案,取得良好的应用效果。     

土体强度参数与边坡变形破坏研究

土体的稳定性在很大程度上取决于土的强度参数粘聚力c、内摩擦角φ值指标。应用数值计算分析了土体的c、φ值对边坡变形破坏及稳定性的影响;结合工程实践分析了降雨和开挖扰动对边坡土体c、φ值及边坡变形破坏的影响。     

公路生态护坡根系加筋土强度试验研究

公路生态护坡工程中,植物根系在提高土体强度上起到了重要作用。根系加筋土抗剪强度一直是关注的重点,通过不同龄期、不同草灌比植物根系加筋土与原状土直剪试验,研究原状根系加筋土强度影响因素。研究表明:草灌混合加筋效果优于单独草本或灌木加筋;根系的存在增加了土体黏聚力,90d草灌混合根系加筋土黏聚力达到99.8kPa,为无根原状土3倍以上;加筋土早期(90d前)内摩擦角大于无根原状土,90d后内摩擦角变化不大,与无根原状土内摩擦角相当。     

不均匀软土路基稳定性与变形曲线特性分析

为进一步研究不均匀软土地基性能,基于武汉鄂咸高速公路软土路基施工项目,根据现场各类土体参数及位置沿路线变化较大的现象,建立二维不对称路基简化模型。研究在不对称土体参数变化作用下的边坡稳定及变形规律。结果表明,(1)不均匀弹性模量对安全系数的影响极小,边坡两侧填土水平位移最大值变化趋势整体呈相反态势,当左侧弹性模量小于对照组时,沉降增幅明显,当左侧弹性模量大于对照组时,沉降有一定程度缩减;(2)随着左侧黏聚力和内摩擦角的增加,各断面填土两侧水平位移均相应减小,安全系数增加,黏聚力与内摩擦角的最危险滑移面取决于边坡土体最弱处,两者在沉降曲线中有显著差异,在不均匀内摩擦角的作用下,断面两侧沉降趋势相反,同侧随内摩擦角缩小而沉降增加,异侧有小幅回升。     

基于砂箱模型试验的加筋土挡墙最优布筋方式分析

为探讨最小加筋材料面积的加筋土挡墙最优布筋方式,开展了以纸质作为挡墙面板和加筋材料的砂箱模型试验,测试了加筋土填料和加筋材料的物理力学性质,分析了布筋密度、筋带宽度及长度等因素对加筋土挡墙稳定性的影响规律。试验研究表明:处于极限稳定状态的加筋土挡墙,采用“窄筋密布”、“窄筋长布”方案的用筋量均小于“宽筋疏布”、“宽筋短布”方式;在用筋量相同条件下,采用“上长下短”布置方式的稳定性高于“上下等长”布置。     

加筋土挡土墙全墙倾覆稳定性可靠度分析

考虑岩土不确定性因素的影响,将土体内摩擦角和土体重度设为正态分布的随机变量.运用VB语言,基于验算点法编制了加筋土挡土墙全墙倾覆稳定性的可靠度分析程序.通过调整设计参数,可以在满足达到目标可靠度指标的前提下选择较为经济的方案,进行结构优化设计.     

基于强度折减法的公路边坡稳定性分析

为研究太行山高速公路邯郸段公路边坡稳定性及其典型路段的滑坡位移阈值,采用有限差分强度折减法,综合研究典型坡高、坡角、岩体黏聚力和内摩擦角对其稳定性影响,确定极限平衡状态下对应的岩体抗剪强度指标,通过与边坡岩体弹性模量的合理组合,确定边坡自重作用下临界位移阈值,研究结果表明：相同坡高和坡角时,边坡稳定系数随黏聚力增加呈近似线性增加,随岩体内摩擦角的增加,近似呈指数增加;保持坡角相同,黏聚力对坡高较低的边坡稳定性变化越敏感,内摩擦角对边坡稳定性相对不敏感;保持相同坡高,坡角越小或坡度越缓,则黏聚力对边坡的稳定性相对越不敏感;公路典型断面边坡二级平台和三级平台地表位移阈值分别为112 mm和103 mm。     

非标准试验条件下水泥改良膨胀土抗剪指标影响研究

膨胀土具有明显的吸水膨胀和失水收缩特性,常会造成公路工程建筑物基础的倾斜、变形、边坡的失稳坍塌以及开裂等等一系列工程危害,目前很多公路工程中都会遇到膨胀土问题,对于大面积的膨胀土需采用改良方法改良其不良特性。文章以水泥为改良材料,在标准条件下土工直剪试验的基础上,通过改变试验条件,重点研究在非标准条件下改良后的膨胀土抗剪强度指标的变化规律。研究发现:掺入水泥能显著提高膨胀土的粘聚力和内摩擦角,随着水泥掺量的递增,粘聚力有很大幅度的提高,但内摩擦角增幅不大。剪切速率越小,土体粘聚力越小,内摩擦角越大;剪切速率越大,土体粘聚力越大,内摩擦角越小。上覆荷载越小,土体的粘聚力越小,内摩擦角越大;上覆荷载越大,土体粘聚力越大,内摩擦角越小。掌握这一规律后可根据工程中土体实际情况并结合具体工程要求,确定最佳的水泥掺量以及在最不利条件下测出土体的抗剪强度指标,为工程的设计和施工提供更可靠的安全参数。