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。     

高位隔震连体结构地震反应分析

以高层大跨钢连廊式连体结构为研究对象,采用时程分析法计算当塔楼与连接体之间在高位分别采用铰接、隔震支座连接时连接体与塔楼的地震响应,并进行对比分析;同时,通过FFT变换,进一步对隔震结构减震效果在频域内进行分析.结果表明:当连体结构塔楼固有频率与隔震装置的固有频率比大于1.4时,连接体就开始产生隔震效果,且随着频率比的增大,隔震效果越好;输入地震波的频谱成分对隔震效果也有一定的影响,但并不影响隔震效果与频率比之间的变化关系.当连廊质量近似等于塔楼单层质量时,采用隔震支座连接时的塔楼加速度,位移及基底剪力与铰接时基本一致.     

桩承式路堤中填土破坏模式研究

为了研究桩承式路堤中填土的破坏模式,采用有限元方法对不同桩间距、填土高度和摩擦角进行了参数敏感性分析.根据计算得到的屈服区和增量等效塑性应变结果,分析了不同情况下填土的破坏机理.结果显示:对于填土高度与桩间距之比H/s≤1的低路堤,填土中的破坏面为通过桩边缘的竖直面;对于H/s≥1.2的高路堤的情况,最终填土中将发展出...     

基于强度折减法的高烈度地震区边坡稳定性分析

将边坡安全稳定系数作为岩土体参数的折减系数对岩土体参数进行折减,采用有限元软件ANSYS进行动力分析,求得地震作用过程中边坡稳定性系数;通过边坡断面横向加速度位移时程曲线研究了高边坡的动力特性;结合工程算例,分析了高边坡在地震条件下的失稳破坏机理,验证了强度折减动力分析法的可行性.研究表明:强度折减动力分析法能直接评价...     

矩形混凝土空心墩延性抗震性能试验研究

为深入认识混凝土空心墩地震损伤机理并评估其延性能力,对不同剪跨比、纵筋率及配箍率的方形和矩形空心墩试件开展拟静力加载试验. 观测各墩裂缝分布和损伤情况,分析桥墩的滞回性能、曲率及位移延性,并结合文献试验数据探讨既有塑性铰公式对空心墩顶部位移能力计算的适用性. 研究结果表明:各空心墩试件呈弯曲破坏特征,延性系数均在5.0以上,抗震性能良好;相同剪跨比下空心墩抗剪性能弱于相同外尺寸实心墩;增加纵向率能够适当提升空心墩侧向承载力和极限位移;在低轴压比下,纵筋率和箍筋用量对空心墩位移延性系数的影响规律不明显;空心墩塑性铰长度随剪跨比、纵筋强度或直径、轴压比的增加而提高,随混凝土强度的增加而降低,而配箍率的影响不显著;Mander、孙治国和JRA塑性铰模型预测值与试验值误差不超过5%,其中Mander公式计算效果最佳,可用于评估空心墩等效塑性铰长度;规范中较多采用的Paulay-Priestley模型高估了空心墩塑性铰长度,会使得桥墩抗震设计偏于不安全.      

强震区桥台岸坡震动滑移破坏机理研究

针对汶川地震中大量桥梁岸坡出现滑移破坏现象,对地震作用下桥台岸坡滑移进行了理论研究.根据米塞斯流动法则,得到地震作用下桥台岸坡滑动面应变速度以及与滑动线夹角,据此得出作用于岸坡各外力做功和塑性流动消耗的能量,依据外力所做功与内部消耗能量相等的原则,最终推导出岸坡最大地震主动土压力及所对应滑动面倾角,将能量耗散理论与岸坡...     

开挖边坡的三维有限元稳定分析

用强度折减有限元方法对开挖边坡进行了三维稳定性分析．计算结果表明：对于约束效应不明显的开挖边坡,边坡的初始破坏面在边坡的中部,随着折减系数的增大,边坡的破坏由边坡中部向两侧扩展,最终边坡在空间上形成匙状或贝壳状的立体土体破坏;当边坡的纵向长度与开挖深度的比值大于4时,边界约束条件对边坡稳定安全系数影响不大,可以近似地按平面应变问题进行分析;对于角部约束效应明显的开挖边坡,当边坡中部剖面发生破坏,边坡角部剖面几乎也同时达到破坏,其稳定安全系数是按平面问题分析结果的1．3倍多,类似的实际问题如果按二维平面应变方法进行分析,其计算结果应用于工程设计中是偏于保守的．     

挤压带对偏压隧道边坡稳定性的影响与治理

以贵州某高速公路一浅埋偏压连拱隧道为背景,从工程实际出发,结合有限元数值模拟探讨挤压带对偏压隧道边坡稳定性的影响及治理措施。分析结果表明,挤压带对边坡稳定性起到主要控制作用。有限元数值模拟结果显示,由于挤压带的存在,边坡顶部沿挤压带下缘处开裂,这与实际观察结果一致;计算结果还表明,在右硐室、强风化带及挤压带交接处,出现剪应力集中,导致局部剪切破坏,边坡可能沿着此条潜在滑动面失稳。针对挤压带力学性能差以及由此引起强风化带开裂、剪切损伤而导致强度下降的情形,提出了抗滑桩与钢花管注浆共同作用的治理方案。地表注浆有利于提高隧道顶板岩体的完整性和强度,对隧洞施工安全及为重要。     

基于FLAC3D的寒区正融土坡稳定性数值模拟分析

为研究季节冰冻区土质边坡在春融期常发生的浅层滑坡,基于连续介质显式拉格朗日有限差分法,耦合温度、土体自重以及渗流力的共同作用,建立季冻区正融土坡实体模型。当外界温度由-5℃升高至10℃时,模拟得出土体边坡内部的塑性区分布特征和剪应变增量的发展趋势,给出季冻区正融边坡的最不利受力位置并分析破坏形式,分析结果可为季节冰冻区土质边坡的稳定性分析提供借鉴。     

计入弹性基础效应的钢筋混凝土桥梁结构塑性倒塌分析

将钢筋混凝土桥墩墩顶在单位水平力作用下的变位，分解为桥墩的弹性弯曲变位、基础转动产生的变位及基础平动产生的变位之和，从而建立了一种计入弹性基础效应和弹性支座效应的钢筋混凝土梁桥横桥向抗震评估的塑性倒塌分析模型，给出了等效弹性地震荷栽计算方法、钢筋混凝土梁桥塑性倒塌分析计算公式及独柱墩在地震力作用下的双线性刚度实用分析方法。算例表明，计入弹性基础效应和弹性支座效应后，钢筋混凝土粱桥的最终抗震能力与结构延性明显下降。     

框架式钢管混凝土桥墩非线性地震反应分析

以框架式钢管混凝土桥墩及钢筋混凝土空心薄壁墩为研究对象,采用纤维单元建立了框架式钢管混凝土桥墩及钢筋混凝土空心薄壁墩的非线性动力分析模型,输入3条地震波,计算得到了框架式钢管混凝土桥墩与钢筋混凝土空心薄壁墩的线性及非线性地震时程响应,比较了不同类型桥墩地震响应的差异,讨论了框架式钢管混凝土桥墩的地震反应特点。     

有限元强度折减法识别滑动带的例证

以广东省西部沿海高速公路某处于挤压变形阶段的滑坡为研究对象,通过有限元强度折减法对其进行稳定性分析,判别其塑性变形区,再用物探的面波等速度彩色剖面图合成技术来实现瞬态面波勘察技术对滑动带的搜索,对比及验证有限元数值分析对滑动带的判别结果,实践证明二者所显示的滑动面数量和位置基本一致,印证了有限元强度折减法在滑坡稳定性分析中对潜在滑动面搜索的有效性及可靠性.     

边坡地震稳定性完全动力分析法

拟静力法和动力有限元安全系数时程分析法在评价地震动作用下边坡的稳定性时具有一定的局限性,拟静力法在分析边坡地震稳定性时无法反映边坡的动力特性,动力有限元安全系数时程分析法将动力问题转化成静力问题,只是在一定程度上考虑了边坡的动力响应.与拟静力法和动力有限元时程分析法相比,完全动力分析法在应用强度折减法的基础上考虑了边坡...     

Analytical solutions for three-dimensional stability of limited slopes

A method of three-dimensional limited slope stability analysis is presented here based on the upper-bound theorem of the limit analysis approach. A rotating collapse mechanism is considered in which energy dissipation takes place along curve velocity discontinuities. In the frictional soils, the failure surface has the shape of logarithm helicoids, with track outline defined by log-spirals. In the cohesive soils, the shape of the failure surface is torus. Angle is considered at slope top, and the critical height is less than top with no inclination. Numerical results of the proposed algorithm are presented in the form of nondimensional graphs. Some examples illustrate the practical use of the results.     

地震滑坡启程动力学机理

为深入揭示地震滑坡的启程动力学机理,探讨了地震诱发滑坡的启动机制.在分析滑坡滑动前聚集的临床弹性应变能的基础上,同时考虑地震水平加速度和竖向加速度,运用能量转化原理,导出了地震滑坡启程速度的计算公式.研究结果表明,地震触发斜坡破坏,主要是其"波动振荡链"综合效应所致;地震滑坡启程阶段经历了"先启动,后加速至启程"的过程;汶川地震东河口滑坡启程速度的计算结果与用动量传递法计算的结果相比,误差约3%.     

震区岩质边坡地震稳定性影响因素敏感性分析

结合湖南省对口援建项目——理县至小金公路工程中的豹子嘴岩质边坡,依据正交试验设计原理,以FLAC3D数值计算法和数理统计为手段,对影响岩质边坡地震稳定性的5种因素参数进行了敏感性分析.通过极差分析和敏感性趋势图,得出了岩质边坡地震稳定性对各影响因素的敏感程度,对震区岩质边坡设计和施工提供了理论依据.     

彭湖高速公路高填路堤稳定性敏感分析

以彭湖高速公路K26+150高填路堤为研究对象,通过对现场调研并采样开展室内土的物理性质试验、击实实验和直剪试验。在不同压实度情况下取得粘聚力c、内摩擦角φ值的基础上,采用极限平衡法分析不同粘聚力c、内摩擦角φ、容重γ、坡高H和坡比m情况下高路堤的稳定性,并探讨了各种强度参数与边坡稳定性的敏感性关系。初步表明内摩擦角φ和坡比m对路堤边坡稳定性影响更为敏感。     

牵引式滑坡渐进形成历程试验研究

为深入研究牵引式滑坡渐进失稳机理,研发了能够模拟滑坡体分段失稳滑动的试验装置.装置主体由若干渗透盒组成,能够构成各种几何形状的分段式滑面;通过向不同分段组合的渗透盒注水,可使滑带分阶段饱水软化,滑带土抗剪强度降低,引发滑体分级失稳滑动,从而实现牵引式滑坡渐进破坏过程的模拟.共设计12种试验方案,模拟了不同几何特性的滑面和坡面线以及多种坡体材料;从前至后分段软化滑带,形成分级失稳滑块,观测滑坡体变形特征及后缘破裂面形态.研究结果表明:各级失稳滑带分别对应1条主裂缝,滑体性质和坡面形态对滑坡体破坏趋势影响较大,两段线坡面形态的坡体变形最为显著;后缘面破裂倾角一般为陡倾角,其中77.42%的倾角值集中在58°~88°范围内,失稳的第1级滑带越短或坡面形态和滑面形态越陡,后缘面破裂倾角越大.      

基于正交设计的路堤稳定影响因素敏感性分析

针对边坡和地基2种路堤稳定主控条件,建立了路堤边坡和路堤地基稳定分析模型,采用正交设计方法研究了对应计算模型的各影响因素主次顺序,讨论了均质边坡条件下影响路堤边坡稳定性的各因素间交互作用.研究表明：路堤边坡稳定影响因素敏感性按内摩擦角、坡高、黏聚力、边坡比依次减小边坡比与内摩擦角、坡高与黏聚力间显著交互作用,取值水平不当会影响各因素的敏感性排序;地基及路堤稳定性主要受地基控制,地基土强度和地坡度是路堤稳定的主要因素.     

基于空间效应的弃渣场边坡稳定性方法探讨

弃渣场常见于基础设施的建设过程中,影响其边坡稳定的因素众多,其中坡面凹凸形态、滑体端部效应以及坡体走向等空间效应因素对边坡稳定性的影响尤为显著. 为了研究坡体走向对边坡稳定性的影响,针对走向为折线形（弃渣场上下区域走向存在夹角）的某核电厂弃渣场,探讨了其边坡稳定性分析方法. 通过现场地质调查和区域划分,借助ANSYS建立三维模型,利用FLAC3D强度折减法分析稳定性和潜在破坏机制,以此研究弃渣场走向夹角对其潜在破坏机制的影响,最后提出考虑走向夹角因素的不平衡推力法,并展开走向夹角和边坡倾角对弃渣场边坡稳定性影响的分析. 研究结果表明:走向夹角影响弃渣场边坡应力场的分布形式和力的传递能力,走向夹角越大其稳定性越好,走向夹角超过60° 时边坡安全系数明显提高;坡顶区域倾角越大,坡脚区域倾角越小时,其安全系数提升幅度随走向夹角的增大而显著提高. 研究成果可为类似折线形走向边坡的稳定性分析和治理设计提供参考.