膨胀土边坡抗滑桩数值模拟分析

以引江济淮膨胀土边坡为研究对象,以温度场模拟湿度场、建立温度场与湿度场等价转化条件,进而采用数值模拟方法研究膨胀土边坡吸湿膨胀变形机理、抗滑桩对膨胀土边坡的加固机理及抗滑桩在边坡上的最佳布置位置。取现场原状中等膨胀土并分别制成初始含水率15%(初始干密度1.45 g/cm~3)、初始含水率17.5%(初始干密度1.53 g/cm~3)、初始含水率20%(初始干密度1.60 g/cm~3)的三种土样,然后进行室内试验并获得土体普通物理力学指标参数及热力学指标参数。利用这些参数,进行不同土质条件下膨胀土边坡吸湿膨胀变形的数值模拟及有抗滑桩条件下膨胀土边坡吸湿膨胀变形模拟。计算结果表明,不同土质条件下随着降雨时间增长边坡土体变形均在增长,但膨胀土初始含水率大、干密度大,边坡土体变形较小;抗滑桩能够大大降低膨胀土边坡滑坡风险,抗滑桩布置在边坡中部时,膨胀土边坡的变形最小。     

考虑干湿循环的膨胀土航道边坡稳定分析及治理措施*

针对航道边坡土体为膨胀土时极易产生季节性、浅层性滑动,影响航运能力及工程安全的问题,依托芜申航道南京段失稳边坡处治工程,对膨胀土进行往复干湿循环后的直剪试验和考虑干湿循环效应的稳定性分析。结果表明：随干湿循环次数的增加,膨胀土的黏聚力、内摩擦角逐渐衰减,其衰减主要发生在前3次干湿循环过程中,之后趋于稳定;黏聚力的衰减程度远大于内摩擦角;考虑干湿循环效应引起的土体强度衰减,是获得膨胀土边坡真实稳定系数的正确计算方法。针对失稳边坡提出采用门字形抗滑桩的处治措施,应用效果良好,具有较好的工程借鉴意义。     

膨胀土边坡失稳成因机制及其演化过程分析

膨胀土边坡失稳是一种常见的地质灾害,由于目前对膨胀土边坡的稳定性分析计算还不成熟,因此开展膨胀土边坡失稳成因机制及其演化过程方面的研究便显得尤为重要。为此,本文首先系统的总结了膨胀土物质组成的两大基本特征—地域性与非饱和性以及膨胀土边坡失稳的四大基本特征—浅层性、牵引性、长期性、季节性与局部性;在此基础上,提出了膨胀土边坡失稳成因机制的四大主控因素—路堑开挖、裂隙作用、水的作用、风化作用;最后,根据膨胀土边坡剖面力学分区特征,将其失稳演化过程划为三个阶段—初始张裂破坏阶段、剪切面扩展破坏阶段、整体变形破坏阶段,为后续深入研究膨胀土边坡的稳定性分析计算奠定了理论基础。     

软弱夹层边坡抗滑稳定分析与抗滑桩桩位选择

结合某枢纽二线船闸深基坑边坡工程,建立概化模型,通过强度折减法分析软弱夹层边坡稳定性,并与规范比较得出边坡须进行加固处理。在对夹层边坡进行抗滑支护时,研究桩位对边坡稳定性的影响,并对不同桩位的抗滑桩内力分布规律进行分析。结果表明：抗滑桩从坡底沿着坡面向坡顶方向布置时,边坡安全系数呈现先增大后减小的变化规律,边坡塑性区塑性应变呈现先减小后增大的变化规律,抗滑桩剪力作用方向反转临界点和弯矩最大值均位于软弱夹层带附近;当抗滑桩位于边坡中部时,边坡安全系数最大,塑性区塑性应变最小,抗滑桩剪力与弯矩达到最大,抗滑效果最佳。     

水上砂桩置换法加固饱和软粘土地基的设计

在分析水上砂桩加固软粘土机理的基础上,讨论了砂桩复合地基的强度和沉降的计算方法,对桩土应力比从理论和实测的角度进行了分析,并提出推荐值。分析了水上砂桩置换法设计与施工中的几个关键技术问题。结合工程实例,通过砂桩和地基土的监测和沉降实测数据对计算方法和参数进行了验证。     

基于MIDAS的抗滑桩三维数值模拟及优化

某港区护岸工程区域的地质条件较差,软土层较厚,岸坡整体稳定性不满足要求,采用抗滑桩进行加固处理。基于MIDAS GTS NX软件,建立三维有限元模型,根据边坡不打抗滑桩情况下的等效塑性应变云图,确定抗滑桩桩长,分析不同桩型、桩径、桩距、平面位置下的桩内力、整体稳定系数及工程费用,选择最优的抗滑桩布置方案。结果表明,桩距在3.5D范围内,桩弯矩随着间距增大而增加,桩距达到3.5D后,桩弯矩不再显著增加;桩距在3.5D范围内,岸坡整体稳定系数随桩距增大无显著变化,超过3.5D后会逐渐降低;抗滑桩能有效改变岸坡的塑性区分布,整体稳定性提高了近30%。     

软弱带对土质边坡稳定性影响分析

以软弱带土质边坡为研究对象,通过室内土工试验,并基于专业有限元软件,对全应力作用下的软弱带土质边坡稳定性进行研究,分析软弱带对土质边坡受应力作用的影响,及应力应变过程和边坡稳定性的变化规律。结果表明:1)在相同应变条件下,主应力差基本随着软弱夹层厚度增加而逐渐增大,即在相同应力条件下,试件的变形程度随着夹层厚度增加而增加;2)随着软弱夹层厚度增加,试件内摩擦角呈不断减少趋势;3)含软弱夹层土质边坡相比不含软弱夹层边坡具有更小的安全系数,即稳定性更差。且随着软弱夹层厚度的增加,土质边坡安全系数逐渐降低;4)软弱夹层与边坡成一定倾角时,影响程度最大,垂直分布次之,平行分布最小。     

散体材料桩复合地基桩土应力比计算方法研究

基于圆孔扩张理论,假定散体材料桩与桩周土均满足完全弹性、各向同性和连续性条件,在侧向桩与土的分界面上满足变形协调条件和应力平衡方程,在竖向视桩-土变形相等,得到了桩土应力比的理论计算公式。引入了桩-土弹性模量比Kn及桩竖向-侧向应力比n',分析了桩-土弹性模量比、置换率、桩泊松比及桩周土泊松比等4个参数对桩土应力比和桩竖向-侧向应力比的影响。研究结果表明:桩土应力比和桩竖向-侧向应力比随桩-土弹性模量比的增大而增大,随桩、土泊松比及置换率的增大而减小。并在此基础上,利用桩土应力比现场实测结果对理论计算结果进行了验证,数据表明两者吻合较好。     

考虑膨胀力的锚杆格构梁支护膨胀土边坡的稳定性分析

锚杆格构梁是一种常用的边坡支护形式,在镇江地区的膨胀土边坡支护工程中应用广泛,但其支护作用下边坡稳定性分析仍基于一般土体的边坡稳定性分析方法,不能合理考虑膨胀土的膨胀力.利用经典瑞典条分法,在现有锚杆格构梁支护边坡稳定系数计算方法的基础上,将膨胀力作为一个外力施加于土体,推导了膨胀力作用下膨胀土边坡的稳定系数的计算公式,得到了各参数对边坡稳定性的影响规律.并结合镇江象山边坡支护实际工程,说明膨胀力对于边坡稳定不容忽视,按照现有锚杆格构梁支护膨胀土边坡的稳定性计算方法是偏危险的.     

超空泡射弹结构响应的流固耦合仿真研究

先利用Logvinovich独立膨胀原理提出了流体域的一种简化计算模型,然后通过LS-DYNA有限元软件对存在尾拍的超空泡射弹的结构响应进行流固耦合数值计算,并比较分析了弹体长细比对结构响应的影响.计算结果表明:第一主应力、第三主应力、最大剪切应力和Von Mises等效应力近于同步变化;在射弹运动的初始阶段,各应力值和弯曲变形达到最大;弹体中部的应力最大且弯曲变形最严重.当弹体的长细比增加时,速度响应的频率变小,应力最大值的变化较复杂,应分段考虑,同时弯曲变形程度明显增加.