灰岩分布地区高边坡开挖破坏及治理措施研究

以广西壮族自治区六寨至河池高速公路K53+160—K53+340段右侧边坡病害整治工程为背景,针对沿线灰岩自稳性较差的问题,尝试采用不同的治理措施进行加固处理,研究加固前后坡体稳定性规律。结果表明,强风化灰岩分布地区开挖加固后稳定的边坡受降雨影响仍存在反复坍塌的可能,需结合当地的实际降雨状况提高边坡安全设计系数,就本工点而言,采用坡面危岩块体适当清理(局部刷方)、素喷混凝土防护、锚索地梁加固、挂网喷射混凝土工程等综合治理措施,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1.353,满足规范要求,研究方法将为类似情况下灰岩边坡的稳定性分析及加固提供一定的参考。     

强度折减法在高陡岩质边坡工程中的应用

岩体中含有大量的不连续面,如层面、节理、裂隙、软弱夹层、岩脉和断层破碎带等,传统的瑞典条分法等往往难以应用于岩质边坡的稳定性评价。本文基于强度折减法,采用有限元软件ANSYS研究了高陡岩质边坡的稳定性分析方法。对实际工点的分析结果表明,该方法能够较好地反映出高陡岩质边坡具有拉裂性质的破坏机理,未加固工点边坡安全系数为1.09;加固边坡的安全系数为1.30,表明边坡病害得到了根治。此外,采用刷方和预应力锚索加固相结合的方案可以有效控制高陡岩质边坡变形,可供类似工程借鉴和参考。     

桩墙复合结构在顺层岩质边坡治理中的应用与研究

山区铁路穿越多种地貌单元,涉及不同性质岩土体较多,给路基、桥梁及隧道工点的边坡治理工程带来了很大的难处,而合理选取顺层岩质边坡支挡防护措施更是重点问题,直接影响着工程的稳定性、安全性以及工程造价。顺层岩质边坡的治理方法,一直以来都是一个值得探讨的问题,通过现场的地质测绘调查以及室内试验,在了解掌握了所涉及的岩土体的工程性质之后,有针对性的进行了岩土体稳定性检算、抗滑桩的内力检算以及重力式挡墙的稳定性检算,综合分析检算成果后进行了结构及构造设计。通过检算及强度校核验证,论述了桩墙复合结构在顺层岩质边坡治理中的应用方法,以及其安全性及适用性。     

娄新高速复杂地质边坡治理研究及稳定性分析

依托娄新高速K22+200～K22+400段右侧边坡支护工程,通过现场施工、选点监测、有限元分析等过程研究炭质泥岩夹层边坡的治理方法与稳定性分析。依据工程地质资料,对比分析选取"锚杆+抗滑桩+灌浆加固"的方法进行边坡治理,并布设监测点进行对边坡的水平和竖向位移进行监测。然后,采用有限元对边坡进行稳定性进行分析。研究结果表明:加固后的边坡安全系数为1.6,并且对比现场监测点与有限元分析的位移过程,验证了有限元分析结果的可靠性。     

基于有限元极限上限法的含软弱夹层边坡稳定性分析

由于软弱夹层的存在通常会使得边坡更易发生失稳破坏,通过引入考虑强度折减法的有限元极限分析上限法,构建含软弱夹层边坡稳定性分析的非线性规划模型,并采用可行弧内点算法与网格自适应方法进行优化求解,获得不同软弱夹层的厚度、倾角、深度以及软弱夹层与周围土体的相对强度影响下的边坡安全系数及破坏模式。研究结果表明:软弱夹层的厚度、倾角、深度以及相对强度对边坡安全系数及滑裂面位置的影响显著;但当软弱夹层的深度和相对强度增大到一定值时,边坡稳定性不再受其影响。本文结果与已有文献的结果吻合较好。     

土钉墙在边坡防护中的应用

采用土钉墙技术进行边坡加固已被广泛采用，结合庐山铁路疗养院边坡防护工程，介绍土钉墙加固技术的设计方法、土钉墙内部稳定验算和外部整体稳定检算方法，强调现场施工需要信息反馈和施工监测相结合，为类似工程提供参考。     

粉喷桩加固后的软土路堑边坡坍塌与处理

软土是一种强度低、含水量大、压缩性高的软弱土层,其加固方案欠妥或施工不当,将导致地基加固的失败。文章结合实例,对软土路堑堑顶两侧粉喷桩加固后的边坡坍塌现象进行分析,并提出相应的处理措施。     

石太客运专线某桥基高边坡稳定分析及防护加固设计

以石太客运专线某桥桥墩左侧高边坡工程为例,根据该边坡工程地质条件,通过工程地质分析,并结合现场调查,确定该边坡可能出现的破坏位置和模式,结合指标反算对比分析,确定了岩土体及泥化夹层结构面的物理力学参数.对几种潜在破坏位置选择代表性断面进行稳定性计算,选择稳定性最低的破坏模式.对其不同工况下进行稳定性分析和加固设计计算,进而确定加固设计方案.     

某站场帮填路基失稳原因分析及整治措施

某站场帮填路基在完成基床底层和表层填筑后,坡脚反压护道及路基顶面多处出现贯通裂缝,严重影响帮填路基上方邻近的既有线安全运营。通过补充勘察和现场调查,结合边坡稳定性计算,厘清帮填路基致灾机理,并针对现场情况提出应急加固措施及治理方案。结果表明：新建邻线并行路基大坡度无支护基坑开挖造成帮填路基坡脚卸载临空,进而导致帮填路基边坡沿软弱结构面产生牵引式变形;邻线基坑无支护开挖导致边坡稳定系数由1.28降至0.93,不满足路基边坡稳定性要求;在既有线和帮填路基间设置钢板桩和帮填路基清方减载可作为临时应急加固措施;钢管桩联合注浆加固既有线边坡,帮填路基清方并与新建邻线同步开挖、同步回填可作为永久工程处理措施。经现场验证,整治措施安全有效,经济效益、社会效益显著。     

黄土地区高陡斜坡溜坍下滑治理研究

根据黄土高陡斜坡溜坍下滑的现状、特点、地质情况等,应用预应力锚索锚固桩预加固坡脚,通过检算各级边坡的最不利圆弧滑动面,设置锚索格梁、十字形锚杆格梁加固防护各级边坡,可有效治理高陡斜坡的溜坍下滑。研究阐明本项目的边坡设计参数、设计检算与工程设置情况,为类似工程设计提供参考。     

山区铁路路堑边坡滑塌整治技术研究

山区铁路路堑边坡常出现滑塌现象,为保证铁路运营安全,需及时采取整治措施。本文以某铁路滑塌路堑边坡为例,根据现场调查、地质水文资料,结合数值模拟结果剖析路堑边坡稳定性及滑塌机制,并对引起边坡滑塌的因素制定针对性整治措施。结果表明:连续降雨以及长期排水不畅会导致地层性质减弱、滑动面下移,将诱发加固边坡发生二次滑塌;为减少对既有边坡防护的扰动破坏,对二次垮塌边坡挡护进行合理加固补强亦可满足边坡稳定要求。     

淤泥质软土基坑边坡稳定性分析及其加固方案研究

明挖隧道施工的淤泥质软土基坑在开挖过程中,其部分断面处的基坑边坡易出现较大的地表累积沉降和边坡水平位移,会严重影响到工程建设的安全性。采用有限元强度折减法对案例工程上述断面处的基坑边坡进行了稳定性分析,得出该边坡的安全系数仅为0.63,并找到潜在的滑动面及其破坏模式。在上述研究的基础上,提出了2种加固方案。经分析,在坡脚注浆、设置钢板桩和堆土反压加固方案的加固效果不理想,在坡脚注浆并设置抗滑桩加固方案能显著提高边坡稳定安全系数,能有效控制地表沉降和边坡面位移。     

软弱地层大断面铁路隧道进洞方法研究与实践

为解决软弱地层隧道洞口暗挖进洞施工的难题,以新建成昆铁路杨家湾隧道和西(安)成(都)高铁石梯子隧道为工程依托,采用理论分析与工程实践相结合的方法,对隧道洞口边仰坡稳定性及加固设计方法进行研究分析。研究结果表明,软弱地层隧道洞口上台阶开挖及开挖至路基面,仰坡安全系数均小于1,处于不稳定状态易形成潜在滑动面,开挖塌方风险大。基于隧道洞口稳定性分析,隧道仰坡滑塌必然存在潜在滑动面,洞口加固设计应以稳定滑动面为核心;基于该设计理念提出隧道洞口加固设计的3种方法,分别为玻璃纤维钻孔桩加固方法、桩基托梁护拱加固方法和纵横梁加固方法。3种方法的核心设计理念是通过洞口护拱或明洞对仰坡滑坡体形成反压,通过锚固桩或玻璃纤维桩抵抗潜在滑动面,并成功应用于新建成昆铁路杨家湾隧道和西成高铁石梯子隧道,保证隧道洞口的稳定性,并安全顺利暗挖进洞。     

斜坡软弱地基填方工程特性及工程技术研究

研究目的:斜坡软弱地基填方工程是西南山区铁路、公路、城镇建设中经常遇到的工程问题之一,是工程建设突出的薄弱环节,斜坡软弱地基填方工程特性及其工程技术需要研究。研究方法:作者及其课题组采用数值分析、离心模型试验、现场测试、综合分析等手段,系统研究了斜坡软弱地基填方工程特性及斜坡软弱地基填方工程技术。研究结果:基于变形控制理念,提出斜坡软弱地基填方稳定当量安全系数建议值和以限制斜坡软弱地基水平变形为核心的斜坡软弱地基填方工程设计原则意见。研究结论:基于变形控制的思想,在采用安全系数法对斜坡软弱地基的稳定性进行评价分析的基础上,应充分考虑斜坡软弱地基变形特性的因素,适当提高路堤稳定安全系数取值,以使斜坡软弱地基具有与水平软弱地基相当的稳定程度。在斜坡地基上填筑路堤,要查明地基土体的可压缩特性和基底横坡;为保证斜坡软弱地基路堤的稳定性,应采取限制斜坡地基水平变形的措施。     

基于离心模型试验的斜坡软弱土地基路堤加固方案研究

为研究路堤荷载作用下斜坡软弱土地基的变形特性，考察打入桩和抗滑桩加固斜坡软弱土地基的效果，结合典型工点土的物性指标．进行了三组1：10斜坡软弱土地基路堤的离心模型试验(无加固措施、打入桩加固、抗滑桩加固)。试验数据表明，地基变形主要发生在路堤下侧边坡下；打入桩和抗滑桩能约束斜坡软弱土地基的变形，提高其稳定性；打入桩方案约束变形的效果优于抗滑桩方案。     

顺倾结构面红层岩质边坡稳定性分析及治理

含顺倾结构面的红层岩质边坡开挖过程中极易发生边坡失稳问题。本文以东南地区一公路红层岩质边坡为研究对象,分析该类边坡的致灾因子,并针对该边坡沿顺倾结构面的滑动破坏模式,提出坡脚堆载反压、刷方减载、夯填裂缝、设置排水工程和锚固工程的综合治理措施。通过建立滑坡模型,采用室内试验法、反算法和极限平衡法确定滑面计算参数和滑坡推力,并对治理措施实施过程中边坡稳定性进行分析验算,论证治理措施的可行性。监测数据表明,治理效果较为理想。     

螺旋钢桩加固土质边坡稳定性分析

为研究螺旋钢桩快速加固土质边坡效果,首先验证有限元软件PLAXIS运用强度折减法计算土质边坡稳定系数的可靠性,其次采用正交试验设计方法,选取螺旋钢桩加固位置、桩长以及螺旋叶片直径3个因素对加固效果进行参数敏感性分析,每个因素下选3个水平,并以边坡稳定系数和失稳滑动范围作为加固后土质边坡的评价指标。基于有限元强度折减法分别对9组正交试验对算例中的土质边坡分析。结果表明,加固后边坡稳定系数均有提高;螺旋钢桩在边坡中的桩长为边坡加固中应首要考虑的因素,在一定范围内,桩长越大边坡稳定系数也增大,边坡失稳滑动的范围将减小;加固位置影响次之,叶片直径影响最小。     

黄土隧道洞口段饱和滑坡体处理

某新建铁路刘坪隧道出口段穿越不稳定富水饱和黄土地层,洞口段为疑似滑坡体。为保证工程施工及运营安全,采用现场钻孔补勘和水文地质调查等方法,确定了滑坡体的规模、滑动方向,结合区域地质构造,分析了洞口段滑坡体的成因,并结合施工过程,提出了洞外设置防护桩及坡脚反压回填、洞内超前帷幕注浆与基底加固等相结合的处理方案。目前,该隧道已贯通。实践证明:(1)防护桩及坡脚反压回填对控制滑坡体位移效果明显;(2)帷幕注浆能有效提高土体稳定性;(3)帷幕注浆能有效减少洞内涌水,并可降低土体含水率约10%。     

加固膨胀土边坡的单排抗滑桩受力性能分析

根据边坡浅表层的膨胀力随深度变化模型,将膨胀力引入到抗滑桩受力分析及膨胀土边坡稳定性分析中。基于4类经典的边坡稳定性极限平衡条分法并考虑桩间局部土体对抗滑桩的摩阻作用,给出膨胀土边坡抗滑桩的剪力计算方法—在给定设计安全系数下以桩身剪力取得最大值为条件迭代计算,得到了是否考虑抗滑桩桩间土体摩擦作用的桩身剪力上、下边界值的解,以及在给定安全系数下的加桩边坡潜在最危险滑面位置的圆弧型滑面搜索算法。对云桂铁路一工点膨胀土路堑边坡实例分析结果表明:考虑膨胀力时桩身剪力较不考虑膨胀力时显著增大,膨胀力越大剪力也越大;若不考虑膨胀力剪力约降低80%~90%,偏于不安全;通过简化Bishop法、Morgenstern-Price法和Spencer法分析得到的抗滑桩剪力结果较为接近,而Fellenius法的计算结果则大于前三者,最大偏差约20%。     

有限元极限平衡法在黄土边坡稳定性分析中的应用探讨

对目前边坡稳定分析中的极限平衡和有限元两类方法进行分析阐述,在此基础上,结合黄土边坡工程算例,利用geostudio软件将有限元与极限平衡法相结合进行黄土边坡稳定性分析,并对其计算结果进行比较。算例分析结果表明:极限平衡法在求解过程中作出各种假定来解决超静定问题;有限元法克服了极限平衡法的不足,考虑土体的本构关系,但不能确定可能破裂面,对边坡失稳破坏的判断没有一个定量的标准,将有限元法和极限平衡法相结合,取长补短,既能反映边坡的稳定和变形之间的关系,准确描绘出破坏面的特征,又能得到更精准可靠的安全系数;有限元极限平衡法可自动搜索出坡肩带有垂直裂缝的组合滑动面,比极限平衡法搜索出的单一圆弧滑动面更贴近实际情况,提高了边坡稳定性分析的合理性,为类似边坡稳定性分析方法提供参考。