基于ABAQUS的山区高填方路基工程边坡坡比优化研究

基于ABAQUS有限元软件,采用强度折减法,分析山区高填方高速公路不同边坡坡比方案的稳定性,并对不同稳定性下边坡的结构水平位移响应进行分析。结果表明:运用强度折减法计算不同边坡坡比的高填方路基工程,得到的边坡安全系数均能满足要求,优化后方案的边坡坡比在理论上合理;对于所给土料参数,不同边坡坡比的高填方边坡优化后的边坡滑动趋势与原方案相比增大,但并不明显,其稳定性能够保证;对于高填方研究路段,优化后的方案经济效果显著;对于优化后的高填方路基工程,施工难度、安全风险均增加,但可通过施工现场更好地控制施工质量及更为合适的施工方案,并加以解决,建议采用优化后的方案。     

解析法和有限元法在高边坡稳定性分析中的应用

由于土体内部应力与变形的复杂性,传统极限平衡法未能引入应力与应变关系而存在一定的局限性.为解决高填方路基边坡在自重及外界条件作用下,边坡失稳破坏的技术难题.以福建省南平市滨江东路路基高边坡为工程背景,分别采用解析法与数值非线性有限元法建立模型对高填方边坡的稳定系数进行计算,结果表明两种方法计算结果接近,都能较为准确地对高边坡稳定性做出预测和判定,最后结合土体水平位移理论值与实测值综合对该高边坡的稳定性进行了评价,这可为同类型项目的设计与施工提供一种行之有效的计算方法.     

考虑土体参数空间变异性的边坡极限平衡法求解

为考察土体参数空间变异性条件下极限平衡法用于求解边坡稳定问题的适应性,用极限平衡法计算了边坡截面的稳定性.采用K-L方法确定边坡土体的空间样本取值,生成空间随机场;用瑞典圆弧法、简化Bishop法、Morgenstern-Price法和Spencer法对边坡截面的安全系数进行了计算比较.此外,对一个边坡的概率失稳进行了分析.计算结果表明:简化Bishop法、Morgenstern-Price法和Spencer法得到的安全系数值非常接近,总体上比瑞典圆弧法的计算结果好;对于圆弧滑面边坡,为简化求解,可用简化Bishop方法代替Morgenstern-Price方法;同时用边坡安全系数和破坏概率2个指标,能使边坡安全评价更具定量化表述.      

山区机场高填方边坡稳定性分析及处治方案研究

以东北地区某山区高填方机场为工程实例,基于规范推荐的边坡稳定分析理论,应用GEO-SLOPE边坡稳定分析软件,以土层勘察参数计算不同综合坡率下的安全系数,得出满足行业标准的较为合理的坡率。针对影响高填方边坡稳定的主要因素,提出经济合理、技术可行的工程设计方案,监测施工期及运营期边坡变形,指导工程建设。     

西南某山区机场高填方边坡稳定性研究

以西南某机场高填方边坡为例,研究顺坡填筑砂泥岩碎块石土高填方边坡工程的稳定性。通过选取试验段场地进行大型直剪试验获得岩土体抗剪强度指标,用有限元强度折减法模拟分析高填方边坡变形失稳机制。结果表明:粉质黏土层作为高填方边坡地基的软弱夹层,若不处理将会显著降低高填方边坡的稳定性;随着砂泥岩碎块石土填料中细粒物质的逐渐下渗,在填筑体下部与稳定基岩之间会形成具有一定厚度的滞水层,其抗剪强度明显低于填筑体;通过基底开挖台阶的方法可以改变滞水层在滑面上的分布,随着开挖台阶高度的增大,边坡潜在滑面通过滞水层的范围减小,边坡稳定性系数增大;选取恰当的坡型可降低边坡整体失稳的可能性。     

冻融作用对边坡稳定性的影响浅析

针对季节性冰冻地区春融期间路堑边坡的浅层滑塌破坏,分析了冻融作用对边坡稳定的影响、冻融滑坡的形成机理及影响因素,给出了冻融滑坡稳定系数的计算公式,并通过工程实例分别计算了边坡在正常工况、冻融状态下的稳定系数,说明在冻融状态下路堑边坡稳定系数会明显降低,造成边坡失稳。提出了边坡冻融破坏的几种防治措施,得出了应充分注意冰冻地区的特点,加强土体强度指标试验及排水、防护设施设计、施工等结论。     

十天高速公路堆积层路堑高边坡稳定性及优化设计

以十天高速公路某处堆积层路堑高边坡工程为例,根据地质气象条件、工程设计要求、相关岩土工程规范要求,选取合理参数,利用Bishop法和裂隙圆弧法对其进行稳定性验算,求取稳定安全系数,判断边坡的稳定性。对十天高速某堆积层路堑高边坡进行优化计算,得出了该处边坡的最优化设计坡型。在安全、稳定、合理、美观的原则下,减少了工程量,...     

覆盖型高陡边坡稳定性主控因素研究

为了确定百米级以上覆盖型高陡边坡稳定性主控因素,指导边坡现场支护工作,以川西某隧道工程边坡为典型案例开展研究,隧道出口上方为泥石流堆积体。选取上覆土层厚度H、坡面倾角β、地震动峰值加速度a、土体内摩擦角φ、黏聚力c、重度γ、弹性模量E、泊松比μ等参数,开展边坡稳定性影响因素敏感性分析。利用正交试验设计,采用有限差分强度折减法进行边坡安全系数的计算,基于方差分析和F检验完成影响因素敏感性排序和显著性检验,并开展边坡稳定显著性参数影响分析。分析结果表明：边坡稳定性影响因素敏感性顺序依次为β、φ、a、H、c、γ、E、μ,其中β、φ、a、H、c为边坡稳定性的显著性影响因素;地震工况下边坡处于不稳定状态,需对边坡进行支护,支护位置应选取泥石流阶地坡面缓变陡区域。     

地震作用下加筋挡土墙稳定性分析

为了计算地震作用下加筋挡土墙的整体稳定系数,考虑筋带对其稳定性的影响,基于塑性极限理论上限法,选用对数螺旋作为滑动面,建立了地震作用下加筋挡土墙稳定性分析模型.推导了挡土墙后滑动土体重力所作的外功率、地震对滑动土体所作的外功率、潜在滑移面上的土体粘聚力及筋带与土体间摩擦力所作的内功率,建立了稳定系数计算公式.采用遗传算法,计算了地震作用下加筋挡土墙的稳定系数.研究结果表明,考虑筋带加固作用,基于滑移面动态搜索模型计算得出稳定系数为1.337,比用《公路加筋土工程设计规范》中的方法计算得到的稳定系数大0.08,说明稳定性分析时考虑筋带抗滑移作用是合理的.      

基于干湿循环试验的黄土路堑浅层边坡长期稳定性分析

为评估干湿循环作用对黄土边坡浅层土体强度的劣化效应，对甘肃定西Q₃原状黄土开展了不同干湿循环路径下的室内直剪试验，分析干湿循环次数、循环幅度与下限含水率对土体抗剪强度的影响，建立了考虑干湿循环三参数的强度劣化模型，并运用强度折减法对比了不同干湿循环路径下黄土路堑浅层边坡的长期稳定性。试验结果表明：随着干湿循环次数增加，原状黄土的黏聚力呈现先减小后趋于稳定的变化趋势，可采用双曲线函数进行拟合，内摩擦角呈线性下降趋势，10次干湿循环后，原状黄土黏聚力与内摩擦角的最大劣化度分别为27.64%与9.88%;在相同干湿循环次数下，循环幅度对原状黄土黏聚力和内摩擦角的劣化效应大于下限含水率；干湿循环过程中黄土路堑浅层边坡的长期稳定性系数遵循指数下降函数，不同干湿循环路径下边坡稳定性系数最大降幅为61.5%,且在6次循环后稳定性系数降幅约占总减小值的85%;干湿循环中循环幅度和下限含水率影响着黄土路堑浅层边坡稳定性，表现为随着下限含水率增大，浅层边坡稳定性系数先增大后趋于稳定，但随着循环幅度增大，稳定性系数线性减小；工程实际中边坡不同深度土体含水率变化范围不同，干湿循环路径存在...     

基于物质点法考虑剪胀特性的土质边坡稳定性分析

自然界中的土体其体积变形往往具有剪胀特性,为了探究土体的剪胀特性对土质边坡稳定性的影响,采用物质点法模拟了具有不同剪胀角大小的土质边坡的滑动破坏全过程。计算结果表明,随着土体剪胀角的逐渐增大,土质边坡的滑动破坏区域逐渐减小,并且其最终的滑动距离也相应地减小,表明增大土体的剪胀角能够有效地提高土质边坡的稳定性,在实际工程应用中具有一定的指导意义。最后初步探究了采用最终滑动距离作为土质边坡稳定性指标的补充的可行性。     

库水位下降时残积土边坡失稳因素的权重分析

以福州市典型残积土为例,基于饱和-非饱和渗流理论,分析了库水位下降条件、土质物理力学参数、边坡几何形态等8种因素与边坡稳定性的关系,采用灰色关联法分析以上因素对于边坡稳定性的敏感程度与权重.结果表明:库水位下降时,土体有效内摩擦角和有效粘聚力对边坡稳定性影响权重最大且相当;土体渗透系数是库水位下降时诱发残积土边坡失稳的重要因素;其余因素均对边坡稳定性有较大影响,权重相差不大.     

超固结膨胀土抗剪强度特性及边坡稳定研究

天然膨胀土经历长期干湿循环,反复胀缩使其具有超固结性。首先制取了超固结比为1.5的重塑膨胀土三轴样,进行了三轴排水剪切试验,获得了土体的峰值抗剪强度和残余抗剪强度;根据广义塑性剪应变的定义,采用硬化软化型函数建立了抗剪强度发挥值与广义塑性剪应变的函数关系,并引入到FLAC3D中的应变硬化/软化本构模型中,结合强度折减法进行了超固结膨胀土边坡的稳定性分析。结果表明:对于正常固结膨胀土,广义塑性剪应变很小,可采用稳定系数来评价边坡的稳定性;对于超固结膨胀土,应采用广义塑性剪应变和稳定系数来综合评价边坡的稳定性。如果广义塑性剪应变很大,即使稳定系数大于1,此时边坡也发生失稳破坏,说明土体的超固结性对膨胀土边坡的强度和变形影响不可忽略。     

毕肖普法的土钉墙边坡稳定性分析

为验算土钉墙边坡的稳定性,以毕肖普法为基础,按照4.5H法初定滑动圆心辅助线,然后将边坡圆弧范围内的土体进行等宽度分条,根据竖向力的平衡条件以及整体力矩平衡方程,最后再通过迭代式算法计算出稳定性系数,确定最危险截面圆心的位置。然后使其与规范进行对比,如果计算出来的稳定性系数K≥[K](1.25≤[K]≤1.5),则边坡稳定;反之则需要采取相关的措施稳定边坡。     

某高速公路不同坡向情况下的边坡稳定性分析研究

坡向是边坡工程的重要地形因子,为探讨坡向对边坡稳定性的影响,以某高速公路边坡为研究对象,选取纯土以及根土复合体进行直剪试验,测定粘聚力和内摩擦角,分析根系对土体抗剪强度指标的影响,结合直剪试验结果应用FLAC数值模拟软件计算阳坡和阴坡两种情况下的边坡稳定安全系数,并针对安全系数计算结果进行显著性分析,分析结果表明:植物根系增加了土体的粘聚力,而对土体的内摩擦角影响较小;在坡高相同、坡度不同的条件下,阴坡的稳定安全系数要高于阳坡,并且稳定安全系数随坡度的增加而减小。     

不同填筑方式黄土斜坡高填方变形演化规律研究

为揭示斜坡高填方边坡变形演化规律，选取吕梁机场高填方边坡作为研究对象，采用数值分析手段，对不同填筑方式边坡的变形规律进行了对比分析，研究表明：高填方边坡变形规律随填筑方式的不同而不同，对高填方边坡体的监测点设置除常规坡表变形监测点外，宜增设地基变形监测点。分层填筑可显著减小坡表水平位移。分层填筑结合土工格栅加筋材料的使用，可减小坡体变形，增强填方体的整体稳定性。     

浅析"滇西红层"特殊地质条件对路堑边坡稳定性的影响

特殊地质条件下土体或岩体的外形、岩形、构造以及水是影响坡体稳定性的主要因素，在特殊地质条件下，修建高等级公路、路堑边坡的稳定性是保证工程安全，建设项目 投资控制以及工程顺利进展的关键。     

基于FLAC3D模拟的路基边坡稳定性分析

在修建山区公路时由于受地形条件限制,多采用高填方路基,填土在自重及荷载作用下极易沿着滑动面下滑形成滑动土体,路基失去稳定性。为了分析滑动土体的稳定性,应用极限平衡法中的条分表解法计算实例边坡的稳定性系数,再用FLAC3D强度折减法计算该边坡的稳定性系数,其中FLAC3D模拟通过将抗剪强度参数降低至极限破坏状态为止,最终计算出强度储备安全系数k。通过对比极限平衡法与FLAC3D强度折减法计算出来的稳定性系数,结果发现:两者安全系数相差不大,可以考虑将FLAC3D软件应用于该类工程来分析边坡稳定性,并且为实际工程支护结构设计提供科学依据。     

边坡荷载作用下的边坡稳定性

分析路基边坡稳定性时考虑的主要因素有边坡的土质、土体的含水率、边坡的几何形状、水的冲刷及地震等,但没有考虑边坡台阶上面的荷载。为了研究边坡台阶上面的荷载对边坡稳定性的影响及影响的程度,采用传统的条分法,通过算例对边坡荷载作用下边坡的稳定性进行了分析,并对比了在无边坡荷载作用下时边坡的稳定性。计算表明:边坡荷载对上边坡的稳定性影响很小,但是使下边坡的稳定性大大低降,从而使边坡的整体功能不能有效的发挥。     

边坡荷载作用下的边坡稳定性

分析路基边坡稳定性时考虑的主要因素有边坡的土质、土体的含水率、边坡的几何形状、水的冲刷及地震等,但没有考虑边坡台阶上面的荷载。为了研究边坡台阶上面的荷载对边坡稳定性的影响及影响的程度,采用传统的条分法,通过算例对边坡荷载作用下边坡的稳定性进行了分析,并对比了在无边坡荷载作用下时边坡的稳定性。计算表明:边坡荷载对上边坡的稳定性影响很小,但是使下边坡的稳定性大大低降,从而使边坡的整体功能不能有效的发挥。