公路岩质边坡稳定性评价的能量法研究

针对公路岩质边坡稳定性分析评价问题,根据能量法原理和塑性极限分析上限定理,建立了岩质边坡平面滑动的屈服机构.在刚塑性假定条件下,视岩质边坡的滑体为刚体,没有内能耗散,视滑面为塑性区,能量耗散主要集中在滑面上,根据能量法可以得到简化后的虚功率方程.综合考虑作用在岩质边坡上的后缘裂缝静水压力、沿滑面扬压力、重力、水平地震惯性力、锚固力等外力,按照强度折减法,推导得出了公路岩质边坡稳定性评价的能量法上限解.通过典型算例,将能量法上限解和刚体极限平衡法稳定系数计算结果进行了对比分析.     

基于数值模拟的路堑边坡楔形体破坏机理研究

依托某楔形体滑坡工程,基于FLAC3D开展路堑边坡楔形体破坏机理数值模拟研究。结果表明:边坡后缘主要是受拉张破坏,前缘和侧滑面主要受剪切破坏,底滑面和侧滑面为边坡抗滑的主要结构面,侧滑面的主要作用是切割岩体使之成为独立的块体,具备产生楔形体滑动的必要条件,主滑面的连通性和强度是楔形体边坡稳定性的制约因素。     

顺层缓倾复合介质边坡水力驱动型滑移破坏机制研究

为了对水力作用下顺层缓倾复合介质边坡稳定性进行定量研究,以沪蓉高速公路彭家湾某同类边坡为例,基于极限分析上限法原理建立针对性的简化力学计算模型。首先,根据位移协调条件以及塑性力学关联流动法则,构建出一个机构允许的应变速度场;其次,根据流体力学原理,在Hoek和Bray假设的基础上,建立适合顺层缓倾复合介质边坡的水压分布模型。通过边坡内水压分布特性分析,得出水力作用（潜滑面扬压力、潜滑面动水压、后缘张裂隙静水压）均与后缘张裂隙内充水高度直接相关;在此基础上,分别建立临界充水高度与临界降雨强度表示的边坡滑移失稳判据。通过该力学模型,计算工程案例边坡滑坡时后缘张裂隙临界充水高度值与临界降雨强度值,确定边坡滑移失稳时滑移面具体位置,并进行边坡稳定性的敏感性因素探讨。研究结果表明：当后缘水位达到临界充水高度或降雨强度达到临界值时,边坡沿着稳定性系数最小的潜滑面发生滑移破坏;底层滑体厚度仅影响底层滑体的稳定性;岩层倾角小于15°时,各潜滑面稳定性受倾角影响较大;水力作用下边坡稳定性下降主要由潜滑面扬压力与张裂隙静水压引起,动水压几乎没有影响。     

毕威高速公路某边坡变形机制及数值模拟

以贵州毕威高速公路某边坡为例,通过对现有变形特征及路堑边坡开挖形成的临空条件分析,得到坡体的变形机制为:蠕滑-局部拉裂,并已进入匀速蠕滑阶段。运用ANSYS软件建模,运用FLAC3D数值软件计算其主剖面开挖边坡在暴雨工况下的应力-应变分布情况。结果表明:基覆界限附近已形成软弱带,部分土体发生剪切破坏;需尽快放坡并对边坡进行抗滑支挡及设置排水措施,否则软弱带会进一步发展成滑面,导致坡体失稳破坏。     

地震作用下压力型锚杆格构梁破坏特征试验

为研究强震作用下边坡锚固系统的抗震作用及破坏特征,采用振动台模型试验,分别输入汶川波、EL-Centro波、正弦波作为地震激励,监测坡体加速度、锚杆和格构梁的应变,研究加固滑坡在强震作用下的动力响应差异以及不同位置锚杆和格构梁在地震作用下的受力特征。结果表明:强震作用下,坡脚剪切松弛区的形成导致坡脚首先进入塑性区,坡脚锚杆的承载能力受到影响,坡脚处的横梁出现拉弯变形;由于潜在滑面的存在,坡体上部土体易发生张拉破坏,坡顶首层锚杆受拉作用增强,中上部的格构梁和锚杆存在明显的不协调性,坡顶的首层横向格构梁发生拉弯变形;与横梁相比,竖梁的弯应变较小,各层的应变差值不大,与锚杆的协调性较好;建议在拟静力法设计的基础上,在锚固滑坡坡脚密集地打入短锚杆或土钉以平衡坡脚滑面处出现的不协调往复运动;加长设计坡顶的第1层锚杆,以抑制坡顶滑面处的拉张裂缝;同时在坡体顶面垂直地打入短锚杆、微型桩或种植根系发达的植物护坡,且在格构梁设计时应多考虑横梁的拉弯变形。     

十天高速成县段路堑边坡失稳机理分析及治理方案

针对十天高速成县段路堑边坡有挖必滑的现象,从地质条件和坡体物质结构方面进行分析,发现边坡破坏内在因素为构造、坡体物质结构和地下水渗流,诱发因素为坡脚开挖,边坡破坏力学机理是堆积层的蠕变-拉裂-蠕滑式破坏,变形破坏过程为开挖卸荷蠕变、后缘拉裂滑面贯通和蠕滑破坏。根据坡体物质成分和变形机理,分别提出综合治理方案:坡冲积粉质黏土堑坡采取坡脚支挡、坡面防护和截排水;崩坡积粉质黏土夹块石堑坡采取坡脚支挡、坡面绿化和截排水;崩积块碎石堑坡采取坡面绿化或坡面圬工防护工程和地表截排水方案。治理方案得到了工程验证。     

成都至兰州铁路金溪特大桥边坡稳定性及防治方案研究

运用参数反演方法对坡体潜在滑面的力学强度参数进行反演计算,并对反演结果进行优化处理;根据特殊的成坡过程及典型变形现象,结合稳定性计算结果,开展稳定性综合评价;运用传递系数法计算边坡在不同工况下的剩余下滑力;统筹地质条件、工程构筑物位置关系、坡体局部及整体稳定性,提出综合治理方案。     

玉三高速公路曾家湾滑坡综合治理研究

分析了曾家湾滑坡的变形破坏特点,针对该反倾边坡强风化层厚、滑面长、具有次生滑动面的大型复杂滑坡体,提出预应力锚索锚固、抗滑挡墙和抗滑桩支挡的综合治理措施以及地表排水、坡面绿化等非支挡措施,采用分级支档、分段分期实施,取得了良好的加固效果。     

三峡库区某古滑坡稳定性数值模拟研究

文中以三峡库区某古滑坡为研究对象,通过选择典型断面,对其进行稳定性计算,并利用Geo-slope和FLAC~(3D)软件进行数值模拟分析。结果表明,此古滑坡可能分别沿浅层和深层2条滑动带产生滑动,且最危险潜在滑面与浅层滑带位置一致,其剪出口位于滑体与基岩接触面,后缘位于碎块石土与碎裂岩界面附近,与实际观测到的宏观断续裂缝位置基本吻合。     

膨胀土径向条分法边坡稳定性研究

以Bishop条分假设为出发点,基于Mohr-Coulomb塑性本构关系,建立直角坐标下膨胀土边坡稳定性计算模型。基于滑面为圆弧的假设,计算所有潜在滑面相应的安全系数,以此获得了最小安全系数,进而确定了最危险滑面半径及圆心位置。然后,依据Bishop法所得的最危险滑面半径和圆心坐标,推导极坐标下最危险滑面方程。结合能量守恒思想,引入径向条分法对圆弧面进行划分,基于虚位移原理分析了坡体重力势能以及滑面摩擦力、黏聚力、膨胀力产生的耗散功,据此确定径向条分能量法下膨胀土边坡安全系数。最后,通过算例与传统Bishop条分法进行对比,发现两者所预测的边坡稳定性系数随膨胀力的变化趋势一致,并通过有限元方法进行了对比验证;径向条分能量法有望为膨胀土边坡稳定性分析提供数据积累和方法依据。     

水位升降和流水淘蚀对临河路基边坡稳定性的影响

临坡河流水位、坡体裂隙水压和流水对边坡坡趾的淘蚀作用是引起临河路基边坡失稳的重要因素。基于极限平衡理论,推导了多影响因素条件下临河路基边坡抗滑稳定性安全系数的无量纲表达式,重点分析了临河水位条件、坡体内裂隙水压力和流水淘蚀作用对临河路基边坡稳定性的影响。算例分析表明:水位突降、坡顶张拉裂缝积水、裂隙渗流效应、滑面出流缝被堵塞、流水淘蚀作用不利于临河路基边坡抗滑稳定性;而边坡抗滑稳定性系数则随着临坡河流水位上升先减小后增大,高水位对提高边坡抗滑稳定性有积极作用,河流水位下降对边坡抗滑稳定性的影响则恰恰相反。以上因素也是导致山区临河路基在雨季发生失稳的重要原因。     

路堑高边坡稳定性分析与支护参数优化设计研究

针对快速公路路堑高边坡稳定性差问题,采用锚索支护配合坡面防护及排水等措施加以处理。以广东省江门市迎宾西路的快速路段高路堑边坡为例,对锚索支护方案中的关键支护参数提出优化设计,得出最优锚索长度、锚固长度及锚索倾角;并对布设锚索后边坡稳定性及变形特征作数值模拟分析。结果表明:锚索支护结构满足边坡稳定性要求,支护后潜在滑移面向坡体深部移动,边坡整体安全系数提高了约47.7%,且坡体变形较小,说明设计的锚索支护方案能够有效解决该路堑高边坡稳定性问题,可为设计、施工提供参考。     

滑塌坡间路基加固设计及其稳定性研究

连霍高速公路洛三段竣工通车的前夕，K105坡间路基下边坡突然发生特大塌方，在1h之内滑塌体积达10余万m^3，从而导致右侧路基下陷近5m，通车时间被迫延后3个月。通过对该坡间路基塌方的发生、发展过程的研究，确定了对关键部位进行加固和一般部位恢复的加固方案。设计采用了“抗滑锚杆桩”、“重力式锚碇板挡土墙”方案实现对滑体关键部位的锁定和潜在滑移体的阻止和约束。本文选取某一剖面采用FLAC2D有限差分法计算软件对加固结构的性能和边坡的稳定性进行了分析，分析结果表明这一复合式加固方法是非常有效的，加固结构体和边坡都表现出了较好的稳定性。     

顺层边坡首次破裂长度及影响因素分析

依托仁沐新高速公路平乐互通顺层边坡治理工程,采用二维有限元模型对坡体位移及应力进行数值模拟,给出首次破裂长度的确定方法;并进一步研究岩土体力学参数及边坡几何尺寸对首次破裂长度的影响规律.研究结果表明:塑性区破坏长度即顺层边坡的首次破裂长度;边坡稳定性越差,首次破裂长度就越大;滑面黏聚力和内摩擦角与首次破裂长度负相关,滑...     

土工格室加筋土等效强度计算方法研究

基于极限平衡理论,运用边坡稳定分析软件ZSlope进行数值模拟,分析了土工格室垫层对边坡安全系数及临界滑动面的影响。结果表明:土工格室加筋层对边坡安全系数有比较明显的提高,加筋后边坡的滑动面向坡体内部移动,滑楔体尺寸变大。在此基础上,探讨了将土工格室加筋边坡等效为素土边坡进行计算的一种方法。     

边坡稳定性影响因子的敏感性分析

本文针对日渐突发的边坡稳定性问题,通过单因素分析法对于边坡稳定性的影响因子进行敏感性分析。得到边坡土体重度、岩体的性质、地下水的埋深、边坡后缘张拉裂隙的位置、结构面的角度、边坡结构面的粘聚力、边坡的高度坡角等因素对于边坡稳定性的影响程度。并通过浙江省宁海县三门湾大桥接线工程某处边坡进行敏感性分析,表明分析方法的可行性,为边坡治理等提供参考。     

公路软岩边坡稳定性及支护设计优化研究

高速公路深挖路堑形成的边坡稳定性及支护方案,一直是公路路基工程普遍关注的问题。该文以红河州建水(个旧)至元阳高速公路项目K10+900~K11+080段左侧路堑边坡为研究对象,利用FLAC^3D有限差分软件,基于等比/非等比强度折减法,通过对比原边坡设计方案,获得了优化前后的边坡稳定性状态研究模型。结果表明:结合边坡施工工况,通过对比边坡设计方案优化前后安全系数、坡体最大位移和剪应变增量云图潜在滑面等边坡稳定性指标,并结合传统强度折减和非等比强度折减的分析方法,证明该边坡可以在施工过程中取消所有锚杆(索)支护结构,既满足设计要求,又减少工程成本,极大地满足了该边坡设计的合理性和效益性双重指标。     

某岩质边坡治理及加固效应的离散元分析

以某在建岩质边坡治理工程案例为研究对象,在定性评价边坡结构稳定性基础上,运用UDEC离散元软件建立该岩质边坡的仿真模型,通过减弱岩体节理参数和增大竖向加速度模拟边坡的失稳过程,以及对设计方案及时加固后岩质坡体的应力分布、塑性区和张开节理进行对比分析。结果表明:岩质边坡失稳一般经历节理面贯通,表层岩块脱落,沿节理面崩塌三个过程。按照设计方案及时加固后坡体的塑性区减小,张开节理由坡体前缘逐渐转向坡体后缘并减少,有效控制了坡体稳定。     

基于强度折减理论对金工立交高填方边坡的稳定性分析

在边坡稳定性分析中,运用传统的条分法和有限元强度折减原理对金阳新区金工立交高填方边坡进行分析;通过约束剪出口的方式,采用有限元强度折减法能准确搜索出多级滑面的滑面位置和确定稳定系数。多滑面的确定克服了传统方法确定滑动面可能存在的错误或遗漏。两种方法的对比,得到的结果很相近,其稳定系数都大于规范要求的1.35,高填方边坡稳定。     

折线形滑面边坡稳定性分析与预应力锚索支护研究

自然界中的边坡潜在滑面多为折线形。采用极限分析上限定理研究了折线形滑面边坡的稳定性及其锚索支护问题。通过竖直条分法,将坡体在各折线段处分割成多块体,分析各多块体之间的速度相容场,根据内能耗散与外功率之间的关系给出安全性系数,从而判断边坡的稳定性。对于危险性边坡,采用锚索进行支护,研究了锚杆支护对边坡稳定性的影响。通过马富滑坡的稳定性分析与锚杆支护方案,验证了该方法的合理性。