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。     

高速列车荷载作用下锚固边坡动力响应特征

以具体工程实例为依托,采取动力有限元与无限元相结合的分析方法,建立锚固边坡振动模型,对列车长期高速振动荷载影响下边坡岩土体及其锚固结构的动力响应特征展开了研究。结果表明:竖向位移动力特征显示,在高速列车荷载作用下,边坡竖向位移及加速度的最大值发生在坡脚处,最小值发生在坡顶处,随着边坡高度增加,竖向位移逐渐降低,且预应力锚杆框架对列车振动引起边坡沉降起到了一定的控制作用;水平位移动力特征显示,随着边坡高度增加,无锚固边坡水平方向位移峰值逐渐增大,水平位移动力响应最大值出现在坡顶,而坡脚的水平位移最小;列车荷载持续作用下,边坡岩土体内振动荷载逐步向远端传播,边坡位移变化范围也逐渐开始扩大,位移量值也开始增大,坡脚至第二级中部位移量达到1mm;在列车荷载作用下,上排锚杆轴力呈波动缓降趋势,缓降幅度0.63%,下排锚杆轴力呈波动上升趋势,上升幅度0.55%;边坡底部动态响应最为明显,振动加速度增幅最大,速度增幅次之,位移变化幅值最小,表明边坡底部的动力响应敏感性要显著大于边坡其他部位,这在边坡设计、加固治理中应引起格外注意。     

黄土高边坡开挖过程中的稳定性分析

根据甘肃兰州南坡坪—恩寺段K0+400~K1+498黄土高边坡地质地形特征，运用有限元软件对边坡支护和未支护工况进行数值模拟，对比分析两种工况下边坡的变形形态，塑性区的分布以及边坡稳定性。分析结果表明:未支护开挖和及时支护开挖各级测点的水平位移增量值变化趋势基本一致，产生的水平位移均指向坡外，坡面中部水平位移最大，坡顶水平位移最小；在竖向变形中，支护和未支护两种工况都表现出高测点比低测点变形大，最大竖向变形出现在坡顶，每级开挖都出现卸载回弹现象。综上说明，支护措施可有效减少水平和竖向变形，维持坡体稳定。     

某黄土边坡对循环重载的响应研究

为了揭示交通超载车辆荷载引发或加剧黄土边坡失稳的机制,通过共振柱试验研究了不同动荷载条件下黄土的动力特性。基于此,建立黄土边坡动力分析模型,分析超载车辆荷载作用下边坡的动态响应规律。结果表明:当车速一定时,位移、速度、加速度响应随交通车辆轴载的增加近线性增大。当轴载不变时,车速在30~50 km/h之间易引起边坡土体的共振响应。在低速、超载行驶的交通车辆荷载作用下,易产生不利于黄土边坡稳定的动态响应,相对于下坡面,上坡面更易失稳。     

基于荷载响应率的复杂高边坡稳定性监测和预警

某高边坡滑坡治理工程施工中,按设计设置边坡监测点,以实测的位移、温度、降雨量以及时间作为影响边坡长期变形的因素,根据偏最小二乘法对复杂因子和相关性分析建模的结果,确定各影响因素的权重,获得荷载响应率与边坡稳定性间的相关关系。并基于模糊神经网络方法建立了该边坡典型监测预测模型,进行了对比模拟分析,得出了相应的稳定性状态,有效地发出高边坡施工安全预警。该方法实现了高陡边坡稳定性实时监测和超前预警施工信息化,保证了施工安全,也为高边坡设计方案的优化提供了依据。     

带节理的边坡非线性有限元分析

公路工程建设过程中,形成了大量的边坡工程,其边坡的稳定性对公路工程安全性是至关重要的.针对目前评价公路工程的边坡稳定性大多只用比较粗略的刚体极限平衡法,采用荷载转换的非线性迭代计算方法,用迭代解模拟边坡节理真实的应力-变形特性,通过非线性有限元法计算分析湖南省竹山坳公路滑坡在不同工况下的应力、位移,并得到其应力、位移矢量图及应力、位移等值线图,进而根据应力、位移特征和应力-应变变化过程分析滑坡稳定条件,计算滑坡沿滑面的整体抗滑稳定安全系数,研究滑坡的稳定性.为治理滑坡提供了正确的处理方法和可靠依据.     

顺倾向层状岩土质混合高边坡稳定性分析

运用FLAC3D数值软件对某典型顺倾向岩土互层的岩土质混合高边坡进行开挖数值模拟,比较分析岩土互层边坡与一般层状岩质高边坡的开挖影响,得出了岩土质混合边坡受开挖影响局部产生位移突变现象及位移变化量、影响深度等较一般岩质边坡大的变形特征,并结合现场位移监测结果推断出第Ⅰ、Ⅱ级坡可能发生浅层剪切破坏;通过比较分析岩土互层边坡中土层与岩层的粘聚力对边坡安全系数及最大变形位移的影响,得出岩土互层边坡中的土层对边坡稳定性影响比岩层明显得多.     

基于小波分析和移动荷载动力响应的连续梁损伤识别研究

为了识别连续梁结构的损伤,以每跨25m的两跨等截面连续梁为背景,利用有限元分析,得到完好和有损伤梁在移动荷载作用下某点的位移响应,进而对其位移响应及残差进行连续小波变换,通过小波系数的变化来识别损伤。研究结果表明:可以根据小波系数灰度图进行损伤位置的识别,损伤识别效果受移动荷载速度和不同测点的影响较小。利用小波系数对数指标可以估计损伤程度,而且在存在噪声时,依然可以对损伤位置进行识别。     

岩质边坡稳定性数值模拟及动力响应分析

采用快速拉格朗日方法,以差分技术引入时问因素实现了从连续介质小变形到大变形的分析模拟,对湖南省对121援建项目一四川理县至小金公路工程中豹子嘴边坡建立了三维模型,并采用2008年5．12汶川M8．0级地震中木卡站实测的地震波,在对地震波进行校正的基础上,进行动力数值模拟,分析了地震荷载作用下岩质边坡的位移、加速度和速度的动力响应过程和规律。岩质边坡动力响应分析表明地震荷载下岩质边坡最小水平永久位移、最小水平加速度反应峰值及最小水平速度反应峰值均发生在坡脚处,且在竖向方向均存在较明显的放大效应,其位移、加速度和速度的放大效应存在一定差异,放大倍数分别为18,1．3和6．35。     

某排水明渠边坡稳定性监测与分析

针对某排水明渠施工,采用现场监测的手段,跟踪监测其两侧边坡分层沉降、位移的变化过程.通过分析监测数据,得出整个施工期间分层沉降值未发生变化;分层位移值发生变化,其中钢板桩围堰作业、土方开挖施工对边坡位移影响较大,而基槽降水、地基处理、混凝土护砌结构施工期间对边坡位移影响较小.整个施工期间分层沉降、位移监测数据及累计监测数据均未超出预警值,排水明渠两侧边坡变形处于正常稳定,证实设计和施工方案安全合理.     

利用变形监测数据分析土质边坡滑动面

在山区高速公路、铁路土质挖方边坡的动态施工过程中,利用实测变形观测数据可以准确地判断边坡的稳定情况。当边坡出现滑动迹象时,可以根据监测点的水平位移和沉降,计算出滑动面的深度和位置,为及时采取合理的防护方案提供重要的设计依据。     

组合后验方差检验法在地铁隧道变形监测中的应用研究

在狭长的地铁保护区隧道水平位移监测中,自由设站法表现出明显的优势,但前提是拥有稳定的已知基准点,否则将歪曲监测点坐标,无法得到隧道准确的变形信息。组合后验方差检验法是确定基准网中稳定基准点的一种简单有效的方法。以南京市某地铁保护区为例,验证该方法的可行性,分析若以网中发生变动的基准点为已知基准将会对监测点坐标及其点位精度产生的影响。结果表明,只有用稳定的基准点进行自由设站交会,才能准确反映隧道真实水平位移情况,并提高监测精度。     

硬质岩变形边坡深孔位移监测曲线表征分析

通过对湖南省汝郴高速公路吊坎垄陡峭高大硬质岩边坡深部的位移监测,分析了水平位移监测曲线特征。结果表明：“Z”（反“Z”）字型突变是软硬岩层相间和裂缝及测斜管与钻孔壁之间空洞问题造成的,属岩体内部局部变形,对边坡整体稳定影响不大;在一定条件下,温度对岩体监测位移有较大影响,位移会随时间的变化呈年周期起伏变化;测斜管的扭转对位移监测曲线影响大,会对坡体真实状态造成错误的判断;研究边坡失稳源在坡体下部,此类硬质岩边坡变形初期监测曲线规律性不强是其主要特征。     

观音堂隧道高边坡抗滑桩现场监测分析

观音堂隧道是郑西客运专线的重要工程之一。文内以观音堂隧道右侧抗滑桩监测工程为依托,动态监测抗滑桩在边坡开挖、削方减载、降雨、回填等施工全过程中,边坡岩土体及抗滑桩支护结构的位移、应力、挠度、弯矩的变化,分析与评价高边坡的变形机理、边坡开挖方案的合理性及抗滑桩的工作状况。     

浆砌片石拱形骨架护坡数值模拟分析

根据工程实体尺寸建立浆砌片石骨架护坡数值模型，计算拱形骨架护坡在竖向加载下的位移与应力变化，探讨加载下浆砌片石骨架结构的力学响应分布规律，并与缩小模型测试值进行对比。数值分析与室内试验结果分析表明:拱形骨架护坡各拱圈的拱脚处为受力不利位置，各点总位移随离坡顶斜距的增加而非线性减小，其中坡面中间部分有横向外侧凸起变形现象。     

高切坡变形监测数据分析方法及应用研究

根据多年实践经验,针对高切坡变形监测数据的特点,运用概率统计、灰色理论及时间序列模型建立了一套系统数据分析方法,并对三峡库区太平溪高切坡监测数据进行了分析,结果表明:太平溪高切坡整体是稳定的。     

红砂岩顺层岩质边坡开挖变形特性分析

红砂岩顺层岩体边坡由于胶结物质和风化程度的差异,其强度的变化较大,在开挖卸载、自重应力、爆破震动等作用下,极易发生变形破坏,影响边坡的施工进度。因此研究红砂岩顺层岩质边坡开挖变形特性十分有必要。以垄茶高速公路典型路堑边坡为依托,分析了红砂岩的物理力学性质,采用ADINA有限元软件计算开挖变形位移,将计算结果与开挖变形监测结果进行对比分析,所得计算位移量与实测位移量基本一致,验证了用ADINA中的Mohr-Coulomb材料模型计算红砂岩顺倾岩质边坡开挖变形位移的可靠性。     

临夏某高速公路互通段滑坡稳定性分析

以临夏某高速公路互通段线路右侧山体滑坡为研究对象,通过对互通段坡体进行划分区域及监测,对地表变形和深孔位移监测结果进行分析,研究已形成滑坡区的变形和破坏机制,并依据监测结果对坡体进行稳定性计算。结果表明:已发生滑坡的A区处于自稳状态,B区滑坡体存在变形且在发生蠕变滑动,滑坡区对邻近坡体的影响较小,两邻近的C区和D区坡体整体处于稳定状态。对A区滑坡体不同位置采取削坡卸载、抗滑桩和支挡等措施,B滑坡区前缘采取填土反压与排水等措施。     

公路岩质高陡边坡爆破开挖稳定性研究

为研究秘鲁卡哈马卡省C.P.Otuzco—C.P.Combayo道路拓宽项目边坡爆破开挖安全性，模拟了爆破开挖下边坡应力、位移、质点振速状况并与实际监控数据对比。研究结果表明:浅孔预裂爆破开挖造成的最大变形值为7.88×10-2 m，上台阶位移较小；爆破压力施加之后1 ms内荷载施加工作面附近质点已达最大振动速度，上台阶为0.19 m/s，下台阶为0.18 m/s，满足《爆破安全规程》要求；爆破开挖后，典型监测点位移值在-14~10 mm间波动，最终趋于稳定值；纵向位移相较横向位移波动更大，但位移值更小，其波动幅度也逐渐趋于稳定。     

某隧道出口堆积体边坡成因机理及综合治理方案研究

以穿越一处大型崩塌堆积体的重庆市某公路隧道出口工程为依托,从堆积体的地质情况、物质组成等综合分析其成因机理,进而通过堆积体边坡的位移监测数据和典型计算剖面对其稳定性展开定量评价。结果表明:此崩塌堆积体在长时期地质作用下,总体保持自然稳定状态,但在降雨因素作用下稳定性系数为1.254～1.604,没有足够的安全富余量,需要采取反压坡脚等措施增强坡体的稳定。最终提出该边坡的综合治理方案,消除了隧道出口崩塌堆积体的工程安全隐患,保障了交通运营的安全。