锚碇深基坑开挖过程边坡动态变形及稳定性演化规律研究

结合白洋长江公路大桥北岸锚碇深基坑边坡工程实际,利用理论分析和FLAC3D有限差分法基本原理,建立了有限差分程序FLAC3D数值计算模型,并通过实测数据对数值模型进行验证;通过数值计算应力场及变形场分析,得到了深基坑边坡工程岩体动态变形及稳定性演化规律;结合相关设计规范要求,对锚碇基坑边坡的稳定性进行评价。研究结果表明:锚碇基坑的放坡开挖方式以及支护措施有效地抑制了边坡的变形,且边坡的竖向位移主要集中在边坡坡顶和边坡的坡脚处,水平位移主要集中在边坡中下部的坡脚处;受基坑左右岸边坡放坡角度不同的影响,基坑开挖后不同方向的位移场变形并不对称,同时基坑两侧边坡坡脚处的变形值均较大,因此应加强坡脚处的稳定措施,同时应尽快回填边坡,完成锚碇的浇筑;结合极限平衡理论和强度折减法,研究了基坑边坡在有无支护两种工况下稳定性系数的变化规律,得到了支护后边坡安全稳定性有明显的提高,确定了边坡支护措施的合理性。     

深基坑开挖对邻近边坡稳定性影响与控制

长沙地铁4号线黄土岭地铁站基坑南侧12m位置有一高8m的原状土边坡,且距坡顶11m位置有一栋7层砖混结构建筑物,为增加施工空间,将对坡脚位置进行削坡处理,削坡后边坡坡角高达75.0°,边坡削坡、基坑开挖对边坡稳定性和既有建筑物的影响不容忽视。该文以黄土岭车站基坑工程为依托,采用有限差分软件FLAC3D对削坡及基坑开挖支护进行数值模拟,分析削坡、基坑开挖对邻近边坡的影响,并提出保证边坡稳定的技术措施,通过数值模拟对控制措施可行性进行分析,最后通过实测结果分析边坡的加固效果。     

复杂地质条件下桥梁临水岸坡稳定性研究

以剑河至黎平高速公路清水江特大桥黎平岸岸坡为研究对象,基于地质条件建立计算模型,运用刚体极限平衡法对拱座前缘临水岸坡的整体稳定性进行计算分析,对拱桥荷载作用下岸坡的附加变形采用数值分析,运用离散元法计算了拱座基坑边坡的稳定性。稳定性分析充分考虑了岸坡自重、桥梁荷载、暴雨、地震工况、校核洪水位、最高蓄水位、死水位以及库水极端骤升骤降速率下的不利工况。结果表明:(1)主跨248米黎平岸拱座前缘临水岸坡,在死水位、库水极端骤升骤降速率条件下,其岸坡整体稳定性系数不满足安全系数控制标准;(2)黎平岸拱座基础采用桩基后,在桥梁荷载作用下的岸坡附加位移矢量最大为3. 6mm,临水岸坡不会因桥梁荷载产生大变形而发生整体破坏;(3)拱座基坑后边坡按照设计坡率及加固防护后,其边坡稳定性满足安全系数控制标准。     

抗滑桩长度对边坡稳定性影响研究

以金沙江特大桥丽江岸边坡为工程背景建立有限元模型,分析抗滑桩长度对桥墩基坑大开挖边坡稳定性的影响。结果表明,边坡上桥墩基坑的大开挖影响边坡的整体稳定性,采用抗滑桩加固边坡能提高开挖边坡的稳定性;抗滑桩长度增加能抑制开挖边坡的水平和竖向位移,也能使边坡的水平应力分布更均匀;锚杆应力随桩长增加而变大,且在一定桩长范围内效果显著。     

抵母河特大桥岸坡稳定性研究

结合工程实例,查明桥区的工程地质条件,建立稳定性计算模型,采用刚体极限平衡法计算各种工况下岸坡的稳定性;基于快速拉格朗日有限差分法(FLAC3D),建立数值模拟模型,模拟各种工况下岸坡的位移;最后综合研究岸坡稳定性.结果表明,若主塔设在K159+268、K159+278、K159+288、K159+298 m位置,其岸坡稳定性均符合抵母河岸坡安全控制标准;K159+268、K159+298 rn位置岸坡变形在65 mm以内.K159+268 m临近溶蚀裂隙,主塔位置由K159+268m前移至K159+2688 m基本合适.     

高边坡对邻近基坑稳定性的影响研究

深圳地铁5号线上水径车站倚靠城市山地,山地边坡形成的偏压作用对基坑的稳定性存在着不可忽视的影响。为认识这种影响,并考察基坑与边坡之间合理的设计间距,运用FLAC3D软件,对基坑与边坡不同距离下基坑的桩变形、桩弯矩、边坡沉降以及地表沉降等进行了计算分析。研究结果表明：1）高边坡下基坑施工过程中,近坡桩的最大位移与基坑距边坡距离呈指数衰减关系;远坡桩最大位移与距离呈指数递增关系;当距离为24 m以上时,两侧桩的最大位移将趋于稳定。2）当距边坡距离大于2 m时,远坡侧地表最大沉降值y与基坑距边坡距离d大致成指数递增关系,当距离为24 m以上时,地表沉降最大值将保持不变。3）边坡最大沉降值y与d呈指数衰减关系,当距离达到16 m以上时,基坑开挖对边坡的影响可忽略不计。4）基坑整体稳定性系数y与距边坡距离d大致成指数增长关系,当基坑距边坡距离为0 m,基坑的整体稳定安全系数最小,为1.80。     

锚杆参数对预应力锚固边坡稳定性的影响研究

采用三维弹塑性有限元分析软件,对预应力锚杆加固的大连石门山高陡边坡工程进行数值模拟,并将数值模拟结果与现场实测进行对比分析,验证了计算模型的可靠性。结合强度折减法,研究了边坡在不同锚杆参数条件下的稳定性与变形规律。研究结果表明:随着锚杆预应力的增大,边坡坡面的水平位移和坡顶竖向沉降都逐渐减小,但是当预应力超过界限值后,其边坡位移的影响不太明显;在一定范围内减小锚杆间距能够有效地减小边坡的位移,增加边坡的稳定性;采用分层开挖方式较一坡到底开挖方式,更有利于保证边坡的安全稳定。文中关于锚杆参数对预应力锚固边坡稳定性影响规律研究,可为类似的边坡支护工程提供一定技术参考。     

地震作用下坡高和坡率对黄土高边坡稳定性的影响研究

以兰州南坡坪地区多级高边坡工程为依托,建立边坡有限元模型,模拟分析边坡的抗震性,研究在地震作用下坡高和坡率对黄土高边坡稳定性的影响。结果表明:单级坡高取8 m,坡率1∶0.50的安全系数为1.06,坡率1∶0.75的安全系数为1.18,坡率1∶1.00的安全系数1.27,边坡坡率越大,边坡抗震稳定性越差。边坡开挖坡率一定,在第五~第七级坡高均取8 m的工况下,边坡安全系数为1.18,边坡支护可取得比较好的抗震效果,并结合不同坡高和坡率下,黄土高边坡的土方开挖量和支护面积,讨论了边坡开挖的经济性。     

深切峡谷岸坡稳定性三维数值分析

以赤水至望谟高速公路六冲河特大桥织金岸坡为计算模型,通过对地质条件的详细分析、建立三维数值模型,采用有限元强度折减法模拟,研究织金岸的深大切割裂隙对岸坡稳定性的影响,分析了不同位置处和不同工况下的岸坡稳定情况.计算分析结果表明:1)在影响岸坡的强降雨、桥梁载荷与地震载荷等因素中,强降雨导致的裂隙静水压力对边坡安全系数的...     

错综复杂山区桥址岩体结构参数及稳定性研究

以地处"三高""四活跃"地质条件下的上坝大桥为例,在对地质条件进行深入分析的基础上,采用现场试验和室内试验的方法,运用Barton模型确定参数,并采用地质条件、有限元分析、SMR、数值模拟等方法对岸坡自然状态、工程状态和地震条件下边坡的稳定性进行了分析。研究结果表明:天然状态下,瑞丽端、保山端岸坡自然稳定坡角分别为39.9°,41.6°,均小于实际坡角;天然状态下,瑞丽端、保山端岸坡的稳定安全系数为2.00、2.20,岸坡均处于稳定状态;桥梁荷载作用下,瑞丽端、保山端岸坡的稳定安全系数为1.60,1.70,岸坡均处于稳定状态。     

某临近高压电塔路堑边坡加固设计方案研究

以某临近高压电塔路堑边坡工程为背景,介绍了在临近重要结构物路段采用预应力锚索抗滑桩加固的设计及计算方法.利用理正岩土计算软件和Geo-Studio有限元岩土工程分析软件,采用极限平衡法及有限元数值模拟方法对边坡稳定性及位移进行分析.结果 表明:采用预应力锚索抗滑桩边坡加固设计方案,边坡在天然工况及暴雨或连续降雨工况下的稳定安全系数均满足规范要求;边坡在开挖施工的各个阶段,土体内部最大水平位移为0.0263 m,桩顶最大位移为0.0206 m;锚索抗滑桩方案可确保边坡在开挖和运营中的稳定,且有效预估了边坡开挖对现有电塔塔基的影响.     

桥隧过渡结构对边坡稳定性影响分析

当隧道洞口处于边坡坡面上时,隧道开挖亦对边坡的稳定造成影响,而当隧道与桥梁相连时,其过渡结构对边坡的影响更加复杂。以某隧道桥梁连接工程为实例,利用有限差分法,建立了桥隧过渡结构处的二维与三维数值模型。在二维情况下,着重研究了边坡的整体稳定性问题,包括单个与多个滑动面下的边坡的安全系数,以及极限状态下边坡剪应变以及水平位移分布。而三维情况下,分析了隧道洞门施工对附近坡体表面位移的影响,以及边坡局部滑移面的变化规律。结果表明,在保证边坡整体稳定性的前提下,桥隧过渡结构对边坡表面位移及局部稳定性有重要影响。     

纳界河特大桥桥址岸坡岩体稳定性数值分析

采用有限元法,结合现场工程地质勘察资料,分别对桥北岸坡岩体在天然状态下和桥梁荷载条件下的位移、应力状态进行了数值模拟分析。通过有限元折减系数法对岸坡的整体稳定性等进行了分析,得出了在自然状态下和荷载条件下的稳定性系数、天然状态下两岸谷底及陡坡段坡脚存在主应力集中现象,以及坡面和坡顶局部存在拉应力且对边坡岩体稳定不利的结果。桥梁荷载作用对边坡岩体应力的影响主要集中在基础附近,荷载对坡面岩体应力的影响较大。桥址右岸整体稳定,左岸在桥基荷载作用下桥基下方岩体产生局部塑性区,可能发生破坏,应采取措施加固,以策安全。     

城市高层建筑近接地铁隧道施工的影响研究

为研究近接地铁隧道高层建筑施工对既有隧道稳定性的影响,以重庆市某近接地铁隧道高层建筑为例,利用大型有限元计算软件Midas-GTS建立三维有限元计算模型并开展数值模拟。数值模拟中采用的施工工序与实际工程一致,着重分析高层建筑施工各个阶段围岩变形,衬砌位移、内力的变化规律。研究结果表明:建筑物修建对左线隧道影响显著大于右线隧道;隧道衬砌最大变形出现在基坑开挖阶段,最大水平、竖向位移分别为1.45、3.64 mm;由于建筑物与隧道斜交,左、右线隧道最大位移出现断面有所不同,但均出现在距模型正面40~60 m范围内;衬砌内力随建筑物施工呈先减小后增大的趋势,基坑开挖阶段左隧道衬砌内力较隧道开挖完成时降低了15.5%。研究结果可为类似工程提供一定的依据和指导。     

车辆动荷载下偏压深基坑支护结构受力变形分析

依托杭州某地铁车站偏压深基坑工程,基于PLAXIS有限元软件建立三维数值计算模型,分析车辆动荷载对基坑开挖变形影响。结果表明:随基坑开挖深度增加,基坑内竖向位移和墙体水平位移均呈现先增大后减小趋势;工程施工时,在开挖至第三层土体时需加大注意坑底竖向位移变化,防止基坑隆起过大影响施工;车辆动荷载对基坑影响深度有限,基坑开挖深度小于15 m时,车辆动荷载对基坑影响较大,应注意车辆荷载对土体稳定性和地连墙水平位移问题,宜采取相关保护措施。     

放坡开挖基坑变形及对邻近桥梁桩基影响模拟分析

以成都市简州新城电力隧道二期一阶段朝阳路电力隧道工程为背景，针对放坡开挖基坑的稳定性及对周围桥梁桩基变形影响开展研究。结果表明：放坡开挖基坑水平变形主要集中在基坑两侧坡顶处，土体距基坑中心越远隆起量越小，基坑变形均在合理控制范围内。桥梁桩基整体位移形态为距离基坑较近一侧向上隆起，整体呈现倾斜状态。桩基与基坑间距越大，桩基位移响应就越小，土方开挖后应力释放产生的影响就越薄弱。土方开挖所产生的地应力影响范围约15 m，建议基坑施工过程中，应充分利用时空效应原理，分区、分层开挖，以减小应力释放对桩基产生的变形影响。     

高陡土岩混合边坡稳定及变形分析与工程应用

目前针对上部土质下部岩质的混合边坡的稳定性研究尚有不足,为确保此类边坡设计及使用安全,以珠海市某城市次干路的挖方边坡为例,基于强度折减法(SRM)和非线性时序法,采用有限元模拟软件,综合考虑多种因素的影响,对边坡进行放坡并采取锚杆(索)支护设计,对支护前后的边坡进行数值模拟,得到正常工况与非正常况下边坡的稳定性系数,以及边坡位移与变形特征。分析结果表明：支护前后的变形集中在沿坡面方向,潜在滑裂面呈圆弧状沿土岩分界面向上延伸至顶部;在暴雨、地震工况下稳定性系数骤降,边坡最大位移与最大剪切应变值增大至原来的1.5～3倍;采用锚杆(索)支护后有所减小,边坡稳定性系数提高20%～30%,边坡整体位移与应变有明显减少。边坡开挖支护过程的监测数据变化趋势与数值模拟结果基本一致,根据竣工后使用情况反馈,边坡处于稳定状态,由此可知所采用的边坡支护是安全可靠的,可为类似工程提供参考。     

明挖隧道深基坑施工对近邻高速公路桥梁桩基的影响研究

以明挖隧道深基坑施工与近邻高速公路桥梁桩基的深（圳）中（山）通道工程为研究对象,采用有限元方法建立三维有限元模型,分析隧道基坑施工对近邻桥梁桩基的影响。结果表明:现有基坑围护结构设计方案和施工工况,其筑岛施工和暗埋段施工过程对既有沿江高速桥梁桩基的影响较小;水平附加位移（朝基坑侧位移）和竖向附加位移（沉降）均在规范允许范围内;主线隧道基坑开挖施工将在既有桥梁桩基中产生附加内力,应提前对既有桥梁采取保护措施。     

某跨江大桥建设对堤防岸坡稳定的影响分析

渗透破坏及与渗透有关的岸坡失稳是江河堤防岸坡主要的破坏形式,堤防岸坡渗流与稳定分析对于合理评价堤防岸坡的安全性、预测渗透破坏形式以及对堤防岸坡抢险加固进行科学指导等,都具有重要的理论和实践意义。当建设跨越河流的桥梁时,其基础将对堤防岸坡渗流场的分布规律产生影响。对长江某堤防工程建桥前后稳定渗流场开展对比分析,并计算堤防岸坡在建桥前后的稳定性。研究结果表明:桥梁修建前后堤防岸坡渗流场变化不大,堤身渗流溢出部位的渗透坡降变化很小,建设桥梁不会显著影响堤防的渗流稳定性;另外,根据堤防岸坡的稳定性计算成果,建桥前后安全系数变化不大,堤防岸坡能满足稳定性要求。     

临近既有公路深基坑边坡的稳定性分析与处置措施研究

依托四川南江县某临近既有公路深基坑边坡的失稳事故,利用有限差分法模拟地下水渗流情况下基坑开挖过程中位移与剪应变的变化,并与无地下水的情况作对比。研究结果表明:无论是否存在地下水,基坑边坡的最大竖向位移都出现在坡顶,水平位移随着开挖深度的增加而增大;地下水渗流情况下,水平与竖向位移均明显增加,基坑边坡滑移现象比无地下水时出现得早;考虑地下水渗流情况下的数值模拟结果与实际工程失稳破坏的现象几乎吻合,理论上证明了地下水渗流是基坑边坡事故发生的主要原因。在边坡失稳分析的基础上提出了边坡加固整治措施,确保了基坑的顺利开挖。