基于FLAC~(3D)的类土质边坡开挖方式研究

采用FLAC~(3D)建立类土质边坡数值计算模型,研究不同放坡坡率、不同开挖平台宽度下边坡位移场的分布特征。结果表明,当开挖坡率从1∶0.5降低到1∶0.75时,坡面监测点的水平位移发生跳跃,边坡整体变形显著减小;当开挖平台宽度为1m时,对整个边坡的变形控制效果不显著;一级边坡的水平位移最大值出现在距坡脚1/3~2/5坡高处,两级边坡的水平位移最大值出现在距坡脚1/5~1/3坡高处。     

基于FLAC3D的危岩体高陡边坡稳定性分析

以代表性山区高速公路项目湖南省湘西境内某高速公路一个标段的危岩体边坡为例,通过FLAC3D软件对危岩体边坡进行数值模拟,详细地对研究区危岩体边坡的稳定性进行了分析与评价,通过分析最终的应力、位移、剪切应变等物理量,对3类危岩体的失稳模式进行了验证,结果表明研究区2类典型危岩体（贴坡式、悬挂式）的稳定性均较差,都有脱离母岩而失稳的趋势,因此要对其进行处理。     

基于FLAC~(3D)刘家湾陡坡高路堤的治理措施研究

以现场考察和工程地质勘察为基础,详细分析了刘家湾陡坡高路堤左侧桩板墙的工程地质条件及变形特征。在此基础上,提出了3种治理措施,并进行了方案的比选。运用FLAC3D对新抗滑桩设计进行了模拟,分析了新抗滑桩施工后的应力、位移和塑性区分布情况,并对新抗滑桩施工后的位移进行了监测。研究表明:新桩加固后旧桩没有产生新的位移;新桩施工后模型塑性区分布较少,填筑路基与边坡基本没有塑性屈服区分布;新抗滑桩施工后,极大地改善了填方路基的稳定性。     

凝灰岩类土质边坡地震动力响应分析

以凝灰岩类土质边坡为研究对象,采用数值模拟计算方法对边坡的地震动力响应进行了分析,讨论了泊松比、阻尼比参数取值变化对边坡动力响应的影响.结果表明:地震作用下,水平加速度在凝灰岩类土质边坡中的分布具有明显的折减效应,且随高度衰减;边坡稳定系数随地震时程波动变化,在某个瞬时会小于1.0,但一般不会造成边坡的整体失稳破坏;基...     

基于FLAC~(2D)的膨胀土边坡稳定性影响因素分析

膨胀土滑坡问题在工程建设领域出现的越来越多,准确地了解膨胀土土体各项参数对其稳定性有何影响显得尤为重要。以宿州至扬州高速公路天长段膨胀土边坡实例为计算模型,利用正交试验探讨了边坡土体天然密度、粘聚力、内摩擦角、弹性模量和泊松比对其稳定性的影响,得出了一些有意义的结论,为工程建设中膨胀土边坡设计和治理提供参考。     

地震荷载作用下柔性支撑梁的动力响应分析

提高结构在地震时的承载能力通常是从材料、截面形状等方面来考虑。在构件端部设置一定的约束支承也可以提高构件的抗震能力。为此,必须研究特定约束条件下梁在地震作用下的动力响应,这些约束表现为弹性支承刚度和阻尼特性。文中提出了一种等效单自由度分析方法,应用拉格朗日方程建立了端部弹性与阻尼支承梁的动力方程,并将动力计算结果与有限元计算结果对比验证单自由度分析方法的正确性。应用上述方法对地震作用下柔性支承梁的跨中相对位移、端部绝对位移以及弹性刚度、阻尼系数的敏感性进行了分析讨论。结果表明:等效单自由度分析方法计算准确,可以精确分析地震作用下柔性支撑梁的动力响应;合理设置弹性支承或弹性阻尼支承可以有效减小梁跨中与端部的相对位移,从而提高结构的抗震能力;但采用柔性支承减小构件相对位移的同时可能会增大构件端部的绝对位移。     

罕遇地震作用下高速铁路桥墩动力响应分析

建立了列车荷载作用下高速铁路桥墩模型,将桥墩纳入高速铁路简支梁桥全桥体系中进行动力分析.采用弯矩-曲率关系计算程序以及有限元软件,对高速铁路桥墩进行弹塑性分析计算,分别计算了罕遇地震作用下不同车速和不同地震作用组合等工况下的桥梁的弹塑性地震响应。计算结果表明,随着车速的增加,桥梁的地震响应呈上升趋势,结构位移较大;罕遇地震作用下高铁桥梁墩底进入弹塑性状态,给出塑性铰长度数值计算结果,并与AASHTO规范对比验证。     

地震作用下土质边坡动力稳定性分析

地震作用下边坡稳定性评价指标主要有永久变形和稳定安全系数。永久变形直接通过数值计算得到;稳定安全系数计算是在其地震反应分析基础上进行的。通过数值计算,可确定潜在滑动面上的初始应力及地震作用下各时刻的应力分布,然后根据潜在滑动面单元的初始静应力和动应力时程,计算各时刻的边坡动安全系数,得到边坡的动安全系数时程。文中最后结合一土质边坡进行了动力稳定性分析,得到了地震作用下边坡的变形规律和安全系数变化规律。     

基于FLAC~(3D)的山区高速公路高边坡支护方案优化设计

以湖南省武冈至靖州高速公路第8合同段的CBK10+660~CBK10+720边坡工程为依托,利用FLAC~(3D)对该边坡进行稳定性分析,结果表明该边坡处于欠稳定状态,需对其采取防护措施;对适合于该边坡的防护方案考虑多方面因素进行了对比分析,确定适合于该边坡的最优化设计方案是第一、三级边坡采用方形骨架防护、第二级边坡采用锚杆支护。边坡的方案优化设计思路可为类似工程提供参考。     

地震荷载作用下的地铁车站变形缝动力响应分析

为探究不同震级强度作用下地铁车站设置变形缝后的结构抗震性能,采用三维有限元方法,对地铁车站设置变形缝与未设置变形缝的结构体系位移变化规律及受力特征进行了对比分析。结果表明:设置变形缝使车站结构受力状态得到改善,大震、中震和小震作用下最大应力值与未设置变形缝时相比分别减小13.5%、21.3%和40.2%。变形缝对车站结构的影响程度与地震强度有关,小震下,变形缝对车站结构位移和受力的影响基本可以忽略;中震和大震下,顶点有无变形缝对结构位移的影响差异明显,设置变形缝时顶点各个方向的位移明显比无变形缝大,其中Y方向的相对位移比X和Z方向大;随着地震强度的增大,变形缝的影响作用越明显。     

基于FLAC~(3D)的隧道单层衬砌结构力学特征研究

为了研究单层衬砌结构力学特征,采用了FLAC~(3D)有限差分软件,利用软件内置的接触面单元(interface单元)对不同结构层的层间接触效应进行了模拟。以巴哈高速公路东天山隧道2~#斜井工程为工程背景,建立了不同衬砌结构型式下考虑层间接触效应的数值仿真模型,分析了现场Ⅳ级围岩条件下的单层衬砌结构力学特征及其围岩稳定性,并与原复合式衬砌支护设计方案进行了对比。研究结果表明:(1)FLAC~(3D)模拟计算中采用接触面单元(interface单元)施加于不同结构层之间,可模拟衬砌结构不同层间接触形式的相互作用,较好地反映层间接触面的力学特征及位移特性;(2)对于受力性能而言,单层衬砌结构以组合梁承载模式进行承载,衬砌结构内力呈现"小弯矩、大轴力"的分布特征,衬砌结构截面应力以压应力为主,可充分发挥混凝土材料的受压性能;(3)由于单层衬砌结构具有良好的层间接触性能,不同结构层可实现"协同受力、共同变形",使其承载模式优于复合式衬砌,能以较小的结构厚度满足隧道支护要求,因此单层衬砌具有较高的经济性;(4)单层衬砌隧道拱腰、拱脚及边墙底部YAI值较小,围岩稳定性较差,易发生失稳,现场施工时应对上述部位加以防范。     

基于FLAC~(3D)的隧道洞口滑坡防治技术优化研究

结合栗石沟隧道洞口滑坡实际水文、工程地质条件,通过强度折减法对隧道洞口边坡在自然状态、边坡坡脚开挖和削坡卸载等6种工况下的稳定性进行了数值模拟分析和评价,并结合实际工作经验和数值模拟计算结果,提出对该滑坡体采取削坡2m+表面喷浆及锚杆支护相结合的处治方案,同时加强洞口坡面排水、坡面和隧道内的变形监测。为工程安全施工提供依据,也为山区隧道洞口开挖提供借鉴。     

高陡路堑边坡地震影响规律数值模拟分析

基于地震动力时程,采用动力有限元法,对高陡路堑边坡地震影响建立分析模型进行了数值模拟,对比讨论了高陡路堑边坡成层材料在耦合人工地震力和疏干后地下水 地震多场耦合作用下的响应特性,研究了地震动力强度、地下水、地基强度对边坡稳定性的影响规律.     

高陡坡土工格栅加筋土堤地震动力响应分析

为了研究不同地震波作用下高陡坡土工格栅加筋土堤任意时刻任意高度结构的位移和土工格栅受力大小,以某高陡坡土工格栅加筋土堤项目为研究对象,考虑结构位移和筋材受力的主要影响因素,提出厚高比的定义。采用了数值模拟和理论分析的方法,分析了同一高度下不同填土层厚的高陡坡土工格栅加筋土堤,在地震波作用下的位移、加速度、放大倍数情况,以及结构任意高度位移筋材受力大小的计算方法。结果表明:高陡坡土工格栅加筋土堤厚高比越小,结构耗散的地震动力能量越多,抗震性越好,相反则抗震性越差;厚高比越大,地震加速度下位移和土工格栅受力越大,相反则位移和土工格栅受力越小;随着地震加速度和厚高比的增大,土工格栅单元的最大轴力呈二次型增长模式,从上到下每一层填土中心附近土工格栅轴力线性减少;不同地震加速度下不同厚高比土堤的水平位移呈非线性增长模式,并且从上到下每一层填土中心处的位移呈二次型增长;通过每一层土工格栅上受力最大点的连线,可得出地震荷载作用下的潜在滑裂面。通过理论计算结果与模拟结果做对比,发现两者数值基本接近。研究为高陡坡土工格栅土堤坑抗震设计提供理论依据。     

地震作用下含地下水边坡动力响应耦合分析

运用有限差分软件FLAC3D,建立赋含地下水的三维土质边坡模型,并基于Byrne动孔压增长模型,研究了不同地下水位下边坡的加速度、速度、频谱地震动力响应规律;分析了超静孔隙水压力变化规律。结果表明:在地震作用下,边坡对地震动加速度具有垂直放大效应和临空面放大效应,随着距坡面距离的减小,坡内加速度放大系数呈先减小后增大的趋势,含地下水边坡的放大作用大于无水边坡;速度放大系数沿坡面高程增加而增加,坡内速度放大系数变化规律与加速度一致;边坡主要对地震动的低频成分起放大作用,傅里叶谱峰值随地下水位升高而降低;边坡坡脚位置处超静孔隙水压力最小,但超孔比最大,极易发生液化。     

地震作用下土工格栅加筋土挡土墙动力响应分析

采用连续介质快速拉格朗日差分方法对一座土工格栅加筋土挡土墙地震作用下的动力响应进行了计算分析,将加筋材料中最大拉力、动土压力、加速度放大效应的数值模拟结果与FHWA和公路加筋土工程设计规范计算值进行了对比分析。计算分析表明,挡土墙面板位移与加筋材料拉力均随时间累计增加,地震持续时间对加筋土挡土墙动力影响明显;在地震末期,加筋材料拉力、动土压力数值计算值要明显大于规范计算值;地震时加速度沿墙高有明显的放大效应,加筋土挡土墙墙趾分担了相当一部分动土压力。当前规范设计方法对这些因素均未给予充分的考虑。     

高烈度区公路隧道洞口段地震动力响应分析

采用FLAC3D软件,从土一结构相互作用模型出发,运用数值分析方法对隧道洞口段进行了三维弹性和弹塑性分析,得到了相应的结论,并对结果进行了分析,指出了隧道扰减震设计中应注意的事项,并提出了相应措施.     

基于FLAC3D的土质路基边坡动力响应规律研究

为了研究路基边坡在交通荷载作用下的动力响应规律,结合某路基边坡工程,应用振动力时程曲线和车辆载荷拟合公式,采用FLAC3D有限差分软件建立了数值分析模型,从加速度、位移、速度等方面研究了边坡结构的振动响应特性及其扩展规律。研究发现:在交通荷载的作用下,土质路基边坡内部应力较为集中,且其最大主应力主要表现为压应力。边坡坡面各监测点的水平位移、加速度、速度离震源越近,动力响应现象越明显。同一测点X位移随着求解时程的增加逐渐增加,且两者具有很强的线性正相关关系。单次荷载对路基边坡的影响程度较小,但当振动效应不断累积叠加,边坡的稳定性将受到严重威胁。当振动效应达到边坡的承载极限时,边坡就会发生失稳破坏。研究结果对于评价交通荷载对路基边坡的影响具有一定的理论意义以及工程应用价值。     

高填土路堤边坡地震动力分布系数探讨

对于25m以下的路堤边坡,公路工程抗震设计规范规定了其在地震作用下边坡设计的综合地震影响系数的取值。针对目前公路路堤边坡不断增高的趋势,对25m以上的高路堤边坡进行地震作用下的稳定性分析,并对计算结果进行分析、汇总,探讨得出了高填土路堤边坡的地震动力放大系数公式。     

高路堤边坡地震稳定动力放大系数的计算分析

在采用拟静力法分析计算公路路堤抗震稳定的作用效应和抗力时,在89规范中没有考虑地震加速度动力放大系数的影响,现新规范中要计入其影响。本论文采用动力有限元计算分析理论,输入美国的EL Centro地震波和按规范反应谱拟合的人工波对高填土路堤的地震稳定性进行分析计算。对地震动峰值加速度沿路堤各高度放大系数的取值进行研究探讨,以确定在拟静力分析法中计入其影响。