考虑降雨条件的边坡稳定性及加固方案研究

以某路堑边坡滑坡治理工程为对象,采用数值模拟手段分析了路堑边坡在坡顶荷载和降雨历时长短因素影响下的稳定性变化规律。分析结果表明：边坡在坡顶荷载和降雨单个工况下是稳定的,但在坡顶荷载和降雨共同作用下,边坡的稳定性不足,沿土层交界面发生了滑坡破坏。在此基础上提出了以桩板挡墙为主要支挡结构的滑坡加固方案,并通过数值模拟验证了治理方案的有效性,提高了边坡的稳定性。     

极限分析法求解含软弱夹层边坡稳定性

软弱夹层对边坡的稳定性影响显著,目前设计中通常采用极限平衡法计算边坡的稳定性,其在求解中需要建立多个平衡方程. 为了分析含软弱夹层边坡的稳定性,首先,采用极限分析法建立了计算模型;其次,通过极限平衡法验证了求解的准确性;最后,分析了荷载、夹层形状、夹层强度等对稳定性的影响. 研究结果表明:边坡安全系数随着外荷载强度的增大而减小,其中,当加速度放大系数由1.0增大为1.6时,安全系数由1.20降为0.89;当外荷载频率越大时,边坡越易提前产生破坏;软弱夹层形状对边坡安全系数影响显著,特别是当其靠近坡顶与坡面时;安全系数随着软弱夹层摩擦角与黏聚力的减小而近似线性降低,其中,当黏聚力由9 kPa降为5 kPa时,安全系数降低约30%.      

顺层岩质路堑边坡稳定性数值极限分析

针对顺层岩质路堑边坡稳定的关键影响因素,采用有限元强度折减法,研究了边坡高度、坡顶堆载及工程防护对具一组贯通软弱结构面的顺层岩质边坡模型稳定性的影响,并与传统极限平衡法进行了对比验证。研究结果表明:边坡坡度大于岩层倾角时对稳定不利,安全系数随边坡高度增加而降低;坡顶堆载时,安全系数的降低取决于荷载和贯通塑性区的相对位置;挡土墙或锚杆通过对塑性区贯通带的阻截使塑性区转移到其他更薄弱的结构面,从而提高安全系数,塑性区贯通带的转移去向取决于初始支撑强度;基于Drucker-Prager屈服准则的安全系数有限元计算结果比基于莫尔-库仑准则的传统极限平衡法计算结果平均高出约22%,与郑颖人等约为25%的研究成果非常接近,说明有限元强度折减法可行。     

土质高边坡在饱和状态下的稳定性分析

土质高边坡在重力式挡土墙作为支护条件下处于稳定状态,然而,一旦经历长时间强降水作用,高边坡土体便处于饱和状态,安全系数必然降低,严重时发生滑坡事故[1].为了防止事故的发生,提前预知边坡的稳定性状况,研究土体内某一点应力变化,推导出应变值和稳定性系数.利用ANSYS模型与理论计算对比,得出最小稳定系数即安全系数,结合现场实测水平位移数据对边坡稳定性进行判定.结果表明,在饱和作用下,土体内部抗剪强度指标减小,稳定性降低,水平位移变大.     

考虑裂隙和膨胀力的膨胀土边坡稳定性分析

为探究裂隙和膨胀力综合影响下的膨胀土边坡稳定性,通过引入膨胀力对传统圆弧形滑动面稳定系数的计算公式进行改进,运用有限元方法探究膨胀土边坡在不同降雨工况下渗流场的时空分布规律和稳定系数变化规律。经探究,改进后的稳定系数计算公式可较好地反映膨胀特性的影响及稳定系数的变化规律,能较好地适用于膨胀土边坡稳定性分析;降雨强度、降雨历时和裂隙深度共同决定膨胀土边坡经雨水入渗的影响深度,且该深度同膨胀土边坡在气候营力作用下形成的风化带深度相近。停雨期内,裂隙的存在会加剧孔隙水压力的消散;膨胀力严重影响稳定系数,考虑膨胀力后稳定系数减小约30%;稳定系数会随降雨强度、降雨历时和膨胀力的增大持续减小。     

考虑水力效应的裂缝边坡稳定性非线性能耗分析

现有考虑水力效应的裂缝边坡稳定性分析大多基于线性破坏准则,而岩土体破坏往往呈现非线性特征,因此开展水力效应影响下的裂缝边坡稳定性非线性极限上限分析具有重要意义。基于极限分析上限定理及强度折减技术,结合“外切线法”非线性破坏准则,构建坡顶含竖直裂缝的边坡对数螺旋线破坏模式,根据虚功原理推导出裂缝边坡安全系数解析式,通过MATLAB优化计算,结合边坡工程实例探讨了典型因素对裂缝边坡稳定性、临界裂缝及滑动面位置的影响规律。研究结果表明：随着地下水位h的持续上升,边坡安全系数不断降低,临界裂缝深度逐渐增大且临界裂缝位置逐渐向坡顶缘偏移;非线性系数m明显影响边坡的稳定性,边坡安全系数随着非线性系数的增大显著减小,采用线性破坏准则会高估地下水位变化对边坡稳定性的影响;随着非线性系数的增大,临界裂缝深度随之增大,临界裂缝位置距离坡顶缘越来越远,滑坡体体积逐渐增大;裂缝与坡顶缘距离l_m随着非线性系数m的增大而增大(当m增大0.2时,l_m增大约1 m),且随着裂缝与坡顶缘距离的增大,边坡安全系数无明显变化,临界裂缝深度先逐渐减小后趋于稳定。     

某路堑高边坡抗滑桩支护参数优化分析

为了优化某路堑高边坡抗滑桩支护条件下的支护参数,本文基于Midas/GTS有限元软件对抗滑桩设置位置、长度及间距进行分析研究。结果表明：该高边坡抗滑桩最优设置位置为二级边坡处,边坡安全系数最高为1.28,此时边坡的最大总位移、水平位移及竖直位移最小;随着抗滑桩长度增大,边坡位移均减小,安全系数增大,增至20 m后变化速度均有所放缓,因此抗滑桩最优长度选取20 m。随着抗滑桩间距增大,边坡位移均增大,边坡安全系数减小,且变化幅度均有所放大;抗滑桩间距为4 m时,边坡位移及安全系数均较好,因此抗滑桩的最优间距选取4 m。     

基于水平应变监测信息的边坡稳定性评价研究

基于有限元法,建立了3个不同坡顶距的边坡数值模型,通过在条形基础上施加逐渐增加的附加荷载,得到了边坡的位移、应变响应,探讨了边坡的破坏形式,分析了边坡不同高程处测线最大水平应变与边坡稳定性系数的关系。研究表明:随着基础荷载的逐渐增加,土体的水平应变也逐渐增加,但最大水平应变和最大水平位移出现位置并非出现于滑动面上,但通过水平应变分布可以观察土体的局部应力状态;边坡稳定性系数与测线最大水平应变之间存在一定的拟合关系,当坡顶距较小时,可采用对数函数或幂函数进行拟合,当坡顶距较大时,可用线性函数进行拟合;综合比较不同坡顶距的边坡模型中不同测线最大水平应变与稳定性系数的相关系数,发现最佳监测区域在边坡的中上部。     

基于ANSYS的边坡稳定性分析

基于ANSYS的岩土分析计算能通过强度折减使系统达到不稳定状态。使用ANSYS对某一边坡进行稳定性分析,结果表明：随着折减系数的不断增大并达到某一数值时,边坡内塑性应变自坡底向坡顶贯通,边坡达到极限状态,此时的折减系数即为安全系数,有限元强度折减法对边坡稳定性分析具有良好的适用性。     

炭质泥岩路堑边坡湿化变形模拟分析

为探究炭质泥岩路堑边坡湿化前、后的变形规律,通过三轴压缩试验确定邓肯-张EB模型的参数,并利用FLAC3D软件模拟了不同坡高、坡比的炭质泥岩路堑边坡的湿化变形.研究结果表明:坡比为1︰1.5、坡高为16 m的二级炭质泥岩路堑边坡的干态、湿态的最大水平位移、竖向位移均发生在一级、二级边坡坡顶.湿化后的最大水平位移、竖直位...     

地震作用下的抗滑桩支护边坡模拟分析

依托某高速边坡工程,对预应力锚索抗滑桩加固的边坡进行了数值模拟研究,对地震荷载前后边坡的稳定性、水平位移、桩身弯矩变化规律进行了分析,明确了边坡潜在滑动面的位置以及各个模拟阶段边坡稳定系数呈现增大后减小的变化规律,同时也发现了地震荷载作用过程中边坡稳定系数随地震峰值的变化呈阶梯状下降,最后稳定于1.16。在地震峰值荷载作用下抗滑桩的水平位移均增大,其弯矩呈中间大两端小的变化规律。     

降雨入渗下软岩边坡可靠度分析及其加固措施

针对边坡稳定性分析,考虑了边坡开挖、加固措施影响、地下水作用及降雨渗流的影响,以此作为评价边坡在各种可能情况下安全稳定性的基础.结合边坡可靠度遗传算法,对依托工程路堑边坡稳定性进行了分析.计算结果表明：原设计方案中锚杆格梁将对边坡稳定性有所提高,但锚杆格梁位置不合理,其考虑降雨入渗后的边坡安全系数仅为1.176,可靠度指标Pf为9.81%;优化加固方案后,边坡在降雨入渗条件下的安全系数提高到1.320,可靠度指标Pf为1.23%,加固后的边坡稳定性较好,其计算思路将对类似的降雨条件下强风化岩质边坡的稳定性分析及加固措施的优化有一定指导作用.     

基于强度折减法的红粘土边坡稳定分析研究

根据厦成高速公路湖南郴宁某典型的红粘土路堑边坡断面,采用强度折减法讨论了2种高度的地下水位、3种不同的坡率、3种不同的粘聚力和摩擦角组合所对应的边坡的安全系数。得出以下结论:地下水位越低,浸润线越靠下,所得到的安全系数越高,边坡越稳定;坡率愈缓则得到的安全系数愈高;粘聚力越小,摩擦角越小所对应的安全系数愈小,路堑边坡愈趋向于不稳定。     

降雨对半填半挖路基边坡稳定性的影响分析

以沿海某潮汐湾海岸公路半填半挖路基边坡工程为背景,基于PLAXIS有限元仿真软件分析了降雨量、降雨强度和地下水位上升对路基边坡稳定性的影响。结果表明：(1)边坡土层的基质吸力及边坡的安全系数均随降雨量的增加而逐渐减小;降雨入渗范围未有效覆盖潜在滑动带时,边坡安全系数的变化并不显著。(2)同等降雨量下,长时较弱降雨对应的雨水入渗时间更长,暂态饱和区范围更大,导致边坡安全系数反而小于强降雨工况,工程中应统筹考虑降雨强度和降雨时长的影响。(3)边坡的安全系数随地下水位的上升而近似线性减小,且地下水位上升对边坡稳定性的不利作用强于降雨入渗的影响,建议工程中综合考虑二者对边坡稳定性的弱化效应。     

有限元双折减系数法的边坡稳定性应用

通过设计基于有限元分析的双折减系数法的边坡稳定分析程序,对一边坡进行边坡稳定分析,得出随内摩擦角折减系数逐渐增大,而粘聚力折减系数逐渐减小,边坡失稳时塑性破坏区于坡顶呈现逐渐收缩态势。     

暴雨诱发路堑边坡滑移成因分析及治理方案设计

某高速公路一路堑边坡在经历持续强降雨天气之后,出现了大范围滑动变形,严重影响了工程安全和施工进度。根据该路堑边坡的特征和稳定性分析结果,研究其滑塌形成机理,提出相应的处理方案,历经几次降雨后,坡顶及坡面未见新的裂缝发育,整体稳定,达到了预期目标。     

黄土地区深挖路堑边坡稳定性研究

为研究路堑边坡在开挖过程中的稳定状况,以便进行施工期边坡稳定性控制,防止事故的发生,建立路基有限元模型,采用数值仿真方法对边坡开挖过程进行模拟。分析了开挖过程中边坡变形及坡体内部应力的变化规律及边坡的稳定状态;选取最高边坡断面作为研究对象,分析了爆破振动对边坡稳定性的影响。研究结果表明:边坡开挖完成后,左侧边坡安全系数为1.19,右侧边坡安全系数为1.35,满足规范要求;边坡的坡脚水平方向安全振速为10.1 cm/s,采用设计爆破方案进行施工可以保证边坡稳定。     

路基边坡降雨入渗的影响因素分析

路基边坡降雨入渗过程属于典型的非饱和土流固耦合问题,性质复杂,影响因素较多。采用ABAQUS有限元分析软件对降雨条件下的边坡渗流问题进行分析,探讨降雨强度、降雨历时、降雨类型、路基边坡坡率及路基土渗透系数对路基内含水量和沉降变形的影响。研究表明:降雨强度越大,降雨历时越长,路基沉降位移越大;短时暴雨造成路基实时沉降位移增加明显,但长时小雨造成的降雨后路基沉降较大;路基边坡坡率越缓,路基土渗透系数越大,路基沉降位移越大。     

含软弱夹层的炭质页岩路堑边坡稳定性分析及 加固效果研究

公路边坡的稳定性受很多因素的影响,软弱夹层就是一个影响边坡稳定性的重要因素。采用机动位移法与有限元软件FLAC3D对含软弱夹层的炭质页岩路堑边坡进行稳定性分析,在不稳定的边坡段采用预应力锚索处置技术进行加固研究。研究结果表明:预应力锚索的使用可提高含软弱夹层边坡的稳定性,边坡的安全系数提高,最大水平位移、最大不平衡力及剪切应变增量减小。     

用有限元强度折减法分析非饱和土边坡稳定性

大多数天然和人工土坡都是非饱和土边坡,由于基质吸力的存在使得边坡的安全系数有所提高。基质吸力和边坡的稳定性密切相关,然而基质吸力的大小随着边坡的环境改变而改变。基于Mohor-Coulomb破坏准则和强度折减法,针对不同地下水位、边坡坡度和基质吸力相关的内摩擦角b,对非饱和土边坡稳定性进行了有限元计算。计算结果表明,采用无量纲位移Eδmax/rH2随强度折减系数变化的关系曲线上位移陡然增大时所对应的强度折减系数,作为边坡的稳定安全系数是合理的。