开挖引起大规模倾倒滑移边坡变形、破坏分析

主要介绍了大规模倾倒滑移边坡工程研究成果,同时也讨论了开挖与边坡的稳定性、边坡岩移监测与治理措施。扼要分析了引起此类边坡变形、失稳灾害的主要影响因素。基于FLAC数值模拟技术和底摩擦模型试验,深入分析了该边坡的变形、破坏发展,以及其破坏机制,其成果已应用于工程实际。     

某高速公路电塔边坡FLAC数值模拟分析

针对输变电塔处开挖岩质高陡路堑边坡工程中出现的变形破坏,根据FLAC数值模拟分析所得出的结果,进行了无加固措施相似模拟试验、三级边坡采用加固措施的相似模拟试验和二、三级边坡同时采用加固措施的相似模拟试验,分析了岩质路堑边坡破坏机理,并提出了加固电塔边坡的工程方法.     

边坡稳定性分析中的有限元极限平衡法

从边坡稳定性有限元分析方法和极限平衡法基本原理入手,提出了适合于边坡稳定性分析的有限元极限平衡法。以浅变质岩边坡潜在滑动面上的切向和法向弹簧模拟滑坡体和滑床之间的接触摩擦问题,对某高速公路路堑边坡进行了数值模拟,分析了边坡内应力和变形特征,以及渐进破坏的发展过程,对传递系数法和有限元极限平衡法用于浅变质岩风化层边坡稳定性分析的计算结果进行了对比分析。结果表明,采用边坡潜在滑动面上的法向和切向弹簧单元模拟滑坡体和滑床之间的接触摩擦问题能够真实反映边坡潜在滑动面上应力重分配过程和特点,得到边坡失稳破坏的真实稳定安全系数,有限元极限平衡法分析边坡稳定性是一种有效可行的方法。     

等厚顺层岩质边坡稳定性的模型试验研究及数值验证

以相似理论为依据,根据模型试验的要求,设计制作了室内旋转边坡模型装置。通过4组模型试验,研究了层状岩质边坡在未扰动开挖状态下的稳定性影响因素,并利用非连续变形方法 DDA软件进行了数值模拟验证分析。分析认为,顺层岩质坡体发生破坏主要受岩层倾角和节理裂隙两大因素影响,节理裂隙密度越小,边坡越稳定;节理裂隙的贯通性越好,边坡越容易发生破坏;顺层岩质边坡破坏以滑动变形为主,在滑动变形的过程中伴有倾倒变形,破坏模式为滑移-拉裂破坏;坡体发生破坏时,滑动过程为分级滑动,临近坡面的坡体先产生滑动,上部变形速度大于下部变形速度。DDA数值模拟结果能够较好地与物理模型试验结论相吻合,验证了非连续变形理论分析方法的正确性和DDA软件的实用性。     

地震荷载作用下高速公路挖方高边坡稳定性研究

考虑到地震边坡破坏的机制,以京化高速公路挖方高边坡为研究背景,对地震荷载下的边坡稳定性进行了分析研究。详细分析了边坡的工程地质条件,结合实地采样试验,确定了边坡岩体的工程力学参数。利用有限元软件ABAQUS,建立了三维数值仿真模型,在试验区地震特征研究的基础上,采用拟静力法＋强度折减的方法,分别模拟了地震力作用下边坡的位移变形及主应力分布规律,计算了边坡的安全系数,为边坡的加固提供了依据。     

失稳边坡治理

分析边坡变形破坏机制及其演变规律是边坡加固与施工控制的基础,本文通过对我省山区公路典型路段边坡的调查及其破坏类型的分类、对典型边坡破坏形式的分析．从规律上探讨边坡的稳定与变形行为。现对我省山区已建国道、省道公路边坡的加固措施和处理效果进行调查。     

抗滑键加固渝黔高速公路顺层岩质边坡模拟研究

基于渝黔高速公路顺层岩质边坡垮塌事件,采用FLAC-3D模拟软件建立了顺层岩质边坡抗滑键加固前后的模拟模型,设立3个监控点采集了顺层岩质边坡抗滑键加固前后的位移、剪应力等参数。模拟结果与现场监测数据对比发现,边坡加固前处于非稳定状态,属于牵引式破坏模式,并具有突发性。边坡采用抗滑键加固后位移等值线图显示得出,沿结构面变形转为边坡沿临空面的圆弧型变形,结构面上的剪应力集中现象明显消失。加固后的监测位移和模拟位移对比得出,边坡变形量较小,处于稳定状态,抗滑键加固措施具有较好的支挡效果。     

基于离心试验的边坡倾倒变形下弯折带演化特征

边坡倾倒变形过程中岩层弯折带的发育特征与演化规律是研究该类边坡变形破坏的地质过程与力学行为的关键. 为了揭示坡角变化对弯折带发育规律的影响,以澜沧江古水水电站坝前倾倒变形体为原型边坡,概化设计3组不同坡角的试验模型,通过离心模拟试验,尝试再现反倾层状岩质边坡倾倒变形的演化过程,分析边坡内部岩层弯折带的发育特征. 研究结果表明:边坡倾倒变形主要发生在倾倒折断基准面上方,基准面与层面法线的夹角位于12°～16°,该值不随坡角的改变而发生变化;边坡倾倒变形时,弯折带由坡脚开始以参差阶坎状的形式向坡顶延伸直至贯通,坡度陡的边坡会在一级弯折带上方的已倾倒岩体中产生新的次级弯折带,边坡倾倒折断模式由单级折断逐渐转为多级折断;弯折带孕育过程可概化为3个阶段:岩层弯曲变形、坡脚破裂-弯折带向坡顶延伸、弯折带贯通-坡体临界失稳;坡角变化对边坡倾倒变形发育特征有较大影响,随着坡角的增加,边坡倾倒变形范围扩大,程度加剧.      

某山区高速公路顺层边坡深孔监测及破坏机制分析

顺层边坡的治理是公路建设的一大难题,主要体现在滑动面不唯一,可能存在多级滑动面,滑动面的位置及边坡破坏范围随着边坡应力状态的变化而变化,依靠钻探和地表监测等常规手段很难准确判断边坡滑动面位置及边坡的稳定状态,因此,时常发生边坡治理工程失效的案例。本文选取某高速公路顺层岩质边坡作为研究对象,详细调查边坡变形破坏特征、对比不同应力状态下边坡破坏范围,在工程钻探和边坡地表位移监测等手段基础上,采用深孔动态监测的手段,通过连续的测量,准确的捕捉到滑坡岩土体微小的测向位移量,识别滑动面(带)的埋深位置、滑体的厚度,对滑坡的发展趋势进行预测,分析总结出该段边坡的变形机制,为下阶段的治理措施提供建议和思路。该顺层边坡在施工过程中发生多次垮塌,且破坏范围在逐步增大,研究表明,该边坡存在多层软弱夹层,滑动面位置位于软弱夹层处,边坡开挖,造成前缘临空,坡体沿软弱结构面发生滑动,滑动面位置随着边坡开挖逐渐加深,破坏范围也逐步增大,通过深孔监测分析,边坡目前处于蠕滑阶段,边坡在当前应力状态下的最深滑面埋深约26. 0~29. 5 m,变形机制为滑移弯曲-人工卸荷-滑移拉裂复合型机制,建议采用抗滑桩分级拦挡。     

某山区公路岩质岸坡变形破坏模式及自稳性分析

随着交通运输的发展,越来越多的公路修建在地质环境背景较为复杂的基岩山区,因而,边坡的变形破坏也成为道路工程最主要的病害类型之一,选取某山区公路一段岩质岸坡作为研究对象,通过对边坡工程地质条件、岩体结构特征及变形破坏迹象等研究,分析总结工程区边坡变性破坏模式及其力学机制,初步判断其稳定性,结合室内计算结果,综合分析判断边坡岩体的自稳性,并提出相应的防治建议。研究结果表明,工程区岸坡破坏模式主要为滑移式和倾倒式,自稳性较差~差。     

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本论文从微观角度建模和仿真高密度下人群中个体的运动和受力，研究行人个体之间存在的压缩和变形，是非理想状态下的建模。本微观模型允许人们的身体在物理上更密切地接触，展示这种由于挤压力导致的人体一定的变形和压缩，及这种弹性变形与流动特点的互为影响关系，力求避免该类事故的一再发生。研究表明正是这种压缩和变形才导致了力在拥挤人群的传播和积聚，从而引发事故，目前很多的仿真软件不能揭示之所以在密度过大时容易失败，重要原因就之一是没有考虑人的受力，尤其是在高密度时力在人群中的传播。     

带裂缝沥青小梁弯曲破坏的数值模拟

应用真实破裂过程分析系统(RFPA 2D),数值模拟与分析了带裂缝沥青混凝土小梁在三分点加载条件下的应力分布状态及其变化规律,讨论了沥青混合料的均质度、裂缝深度、裂缝与加载中心距离对含有竖向裂缝试样的裂纹扩展规律及断裂破坏的影响.模拟过程表明,试件本身的非均匀特性对破坏峰值强度,声发射次数分布规律及其裂纹的扩展有很大的影响.同时,梁的裂缝越深,与加载中心距离越小,则它的破坏峰值强度越小.     

黄土公路边坡稳定性数值模拟研究

以某高速公路边坡为工程背景,针对开挖后的高堑边坡,运用抗剪强度折减法,结合FLAC3D进行三维数值模拟分析,研究坡体变形破坏的演化规律。研究结果表明：土坡破坏前临界时刻发生最大应变增量处位于土坡最后发生剪切破坏的滑裂面上,且应变增量的等值线即为最危险滑裂面;剪切破坏带是沿实际滑裂面基本对称的带状区域,其应变增量由带状中心向两侧逐渐减小,而且剪切破坏带中心位置自坡脚处向上应变增量值逐渐减小,土体剪切破坏是从坡脚处向上逐渐发展并最终贯通为整个滑裂面。     

剧冲式高速岩质滑坡全程运动学数值模拟

基于剧冲式高速岩质滑坡几何学、运动学、动力学模型,通过离散单元法数值模拟,揭示和仿真再现了高陡边坡岩体破坏失稳后大变形阶段的运动过程和状态,进而为滑坡运动全过程动力学机理分析提供了科学依据。     

轻型货车前纵梁碰撞吸能特性分析

为分析某轻型货车前纵梁碰撞吸能特性,以碰撞理论为基础,运用CATIA软件建立前纵梁有限元分析模型,进行ANSYS/LS-DYNA模拟仿真。结果表明:车架前纵梁在碰撞中的变形吸收了大部分的能量,车架的最大变形位于纵梁的变截面处;纵梁的初速度为13.5 m/s,货车整备质量2.5 t条件下,碰撞发生2 ms后由于材料的塑性变形而产生峰值减速度,随后材料变形失效;车架前纵梁吸能特性与减速度相似,位于碰撞发生2 ms时出现吸能峰值。     

基于振动性态和破坏相似的边坡振动台模型实验相似律

鉴于岩土动态性质复杂及地震模拟振动台尺寸较大,边坡振动台模型实验采用原型工点采样岩土材料制成模型.模型实验相似律不仅应确保由共振频率与行波效应所体现的振动性态相似,同时应尽可能对变形破坏行为进行相似模拟,即做到破坏强度和应力水平相似.相似律关键在于保证原型、模型的按参考应变归一化后的应变比一致,因为岩土体本构关系呈软弹簧非线性,归一化应变比不仅决定对应的相对应力水平,更重要的是影响着共振频率.基于Mohr-Coulomb破坏准则和双曲线动本构模型恢复力骨干曲线,提出在保持归一化的剪应变比一致条件下,兼顾振动性态和破坏相似的振动台模型实验相似律:由土体初始剪切模量随埋深的幂函数变化规律,按振动性态相似原则确定台面输入地震波波形的时间压缩比,再以岩土材料的强度参数(c,φ值)按破坏相似原则确定台面输入波形的幅值比,得到各主要物理量的相似律.     

滨海大道围堰吹砂填筑路基的破坏分析

随着围堰吹砂填筑路基的应用越来越广,此类滑坡事故经常发生。根据已掌握的唐山市滨海大道砂袋围堰吹砂填筑路基滑坡事故的资料,综合极限平衡法稳定验算、分析并调整参数、有限元数值模拟对比等手段,对此水平平面滑坡进行分析,并总结其成因、变形破坏机制,为此类滑坡的防治提供依据。     

重庆山区浅层变形斜坡破坏机制及防治对策

通过对重庆市鹅岭公园不稳定斜坡的地质背景、基本特征的分析,总结了城区山区浅层变形斜坡的破坏机制和防治对策.分析表明:此类变形斜坡的破坏模式为表层土体的溜滑,降雨为变形斜坡破坏的外在因素.     

非连续变形分析方法及其在灾害防治研究中的应用

为了探究地震诱发地质灾害的特征,用非连续变形分析方法(DDA, discontinuous deformation analysis)模拟了地震诱发崩塌、滑坡和防浪堤破坏的过程,着重探讨了地震对灾害发生过程及其运动能力的影响.在DDA程序中,整合了灾害冲击力的计算,结果表明:DDA方法可以计算滑体在地震作用下的运动情况;竖向地震动能够显著增强近断层极震区滑坡的运动能力,可以很好地模拟地震诱发灾害的全过程, 真实反应出危岩崩塌体、滑坡、防浪堤坝的破坏特征,能够计算运动物体对既有建筑物的冲击力,冲击力的最大值远远超过了静态侧压力值;文中算例结果显示最大冲击力是静态侧压力的4倍多,该成果可为灾害防护建筑物的选址、设计等从可靠和经济的角度提供技术指导.