极限平衡法与有限元强度折减法对某公路边坡挡土墙稳定性分析

针对边坡稳定性分析的极限平法和有限元强度折减法的特点进行了讨论,并结合一具体挡土墙的工程实例,采用极限平衡法和有限元强度折减法对该挡墙的整体稳定性进行了计算分析。分析结果表明：采用极限平衡法和有限元强度折减法均可以得到边坡的安全系数,且采用极限平衡法得到的安全系数值偏安全,可满足工程设计要求。采用有限元强度折减法可以得到边坡体的应力-应变,可作为极限平衡法的补充设计依据。     

考虑岩土应变软化特性的开挖扰动诱发路堑边坡渐进性破坏机理分析

在考虑岩土质边坡长期稳定性时,岩土体材料在施工扰动等复杂因素共同作用下表现出应变软化特性。该文以某路堑边坡由于坡脚开挖诱发的失稳破坏为工程背景,考虑坡体应变软化的特性,基于FLAC3D软件平台,确定滑裂面材料强度分区演化规律,揭示了由于坡脚开挖诱发的路堑边坡渐进性破坏过程。并基于强度折减有限元法,得到边坡不同开挖时步的安全系数。结果表明:边坡的失稳是局部变形累积、延伸直至贯通的整体动态破坏渐进过程;滑裂面上强度参数的折减速率与剪应变增量有关,且边坡的破坏实质上是滑裂面力学强度参数的劣变过程。研究结果可为边坡治理方案设计提供一定参考。     

节理岩质边坡稳定性数值模拟分析

将通用有限差分法与强度折减法结合,对含结构面的岩质边坡稳定性进行了分析。通过对节理岩质边坡的块体单元和接触面单元的强度参数进行折减,当模型失稳时,其折减系数就是边坡的安全系数。由对应的边坡块体的速度矢量可以确定滑动面和边坡的破坏形态。通过与传统的极限平衡法的结果比较,表明基于有限差分的强度折减法是一种可靠、有效的方法,为节理岩质边坡的滑动面确定与安全系数计算开辟了新途径。     

公路双面加筋土挡墙病害及其诱发机制研究

双面加筋土挡墙加筋交叉区的两侧筋带相互影响，使其与常规单面加筋土挡墙存在差异。为研究双面加筋土挡墙的破坏机制，在现场调查的基础上，通过有限元强度折减法研究挡墙的破坏模式及破坏开展过程，然后分析填土因素对挡墙变形的影响、面板刚度与挡墙整体安全系数的关系以及筋带在路堤内部的应变分布规律。结果表明：施工工艺控制不当是造成公路双面加筋土挡墙病害的主要原因，应严格控制施工质量以及加强对筋带连接位置的保护设计；双面加筋土挡墙会发生路堤整体剪切与地基剪切2种模式的破坏，路堤整体剪切破坏的破裂面形式为折线形、破坏的表现形式是面板鼓胀，地基剪切破坏的破裂面形式为爪形、破坏的表现形式是地表隆起和挡墙绕墙顶变位；面板刚度与挡墙稳定性呈对数线性关系；填土黏聚力超过30 kPa后，挡墙面板鼓胀位移几乎不再减小，而是呈现明显的收敛趋势，最大鼓胀变形位置位于墙高的1/4～1/3之间。     

台阶式挡墙拓宽路基设计方法及结构参数建议

基于补偿法及对挡墙的合理简化探讨了台阶式挡墙设计计算方法，建立了典型拓宽路基与台阶式挡墙相互作用模型，结合数值模拟结果对浆砌块石台阶式挡墙的结构参数敏感性及可能的破坏形式进行分析，推荐了合理的挡墙结构参数。结果表明:①台阶式挡墙本身结构参数将直接影响挡墙可能发生的破坏形式和稳定性；②挡墙可能会发生倾覆破坏，或使土体发生剪切破坏，或因地基承载力不足而破坏；③M10浆砌块石台阶式挡墙合理的结构参数宜控制在倾角为9°左右、宽度为2.5 m左右、高度小于16.0 m。     

隧道群整体安全系数计算方法与应用分析

为解决地下相邻多隧道和多洞室的整体稳定性评价这一难题,吸收边坡强度折减有限元的优点,提出了基于强度折减技术的相邻隧道群的整体安全系数求解方法.该方法采用Mohr-Coulomb屈服准则,以洞间等效塑性应变贯通作为隧道群整体失稳的临界判据.洞群整体安全系数计算是通过搜索折减系数F,将岩土材料的力学强度参数(粘聚力c和内摩擦角ψ)按F值折减代人数值计算中,使计算模型的隧道洞间正好出现明显的贯通性等效塑性应变来实现.陕西牛角坪分离式双洞隧道按该法进行整体安全系数计算表明,该方法可以便捷客观地获得隧道群结构的整体安全系数,极大地方便了多洞结构的稳定性评价和开挖与支护设计优化.     

石笼挡墙支挡结构在巫十路的工程应用

分析了地质条件差、地形复杂和建筑原材料匮乏等问题给高大支挡结构物的设计和施工带来的困难。以地形地质条件复杂、地基承载力低的巫十路K17 300~K17 350段为试验段,从施工前的准备和施工控制两方面详细论述了石笼挡墙在施工过程中应把握的技术要点及处理方法。并以建成的石笼挡墙为例,采用有限差分法和强度折减法分别分析了石笼挡墙在施工过程中的变形特点及其稳定性。数值分析显示,石笼挡墙的变形量较小及变形主要集中在墙身中部,自身稳定性较好,达到了设计要求,满足工程的需要。同时石笼挡墙作为一种新的山区公路支挡结构,与传统的高大支挡结构物相比具有较大优势,能有效地降低山区支挡结构物的工程造价。     

巫奉高速k54+100滑坡稳定性有限元分析

路堑边坡的开挖往往破坏了岩土体的稳定性,从而导致变形破坏甚至滑坡。论文以巫奉高速k54+100滑坡为例,对滑带土抗剪强度参数进行敏感性分析,确定出影响滑坡稳定性的主导因素为值,应用有限元强度折减系数法对路堑滑坡滑带参数进行反算,并对滑坡稳定性作出评价、提出治理建议。     

基于强度折减法和现场监控量测的大断面隧道开挖工法适用性研究

为明确微台阶Ⅰ法在Ⅳ级围岩地层中进行快速掘进施工的适用性,依托郑万高铁保康隧道工程,采用基于强度折减法原理的数值分析方法,以位移突变和计算不收敛等为主要判据指标,对微台阶Ⅰ法施工过程中的围岩稳定性进行分析,并通过现场监控量测方法来分析隧道采用微台阶Ⅰ法施工时结构的安全性。结果表明： 1）隧道拱顶和拱肩位置的竖向位移对折减系数较为敏感,而拱脚和边墙部位的水平收敛对折减系数较为敏感; 2）采用传统的三台阶法和大机配套施工的微台阶Ⅰ法所得到的折减安全系数较为接近,微台阶Ⅰ法对施工围岩稳定性影响较小,可以保证隧道安全快速掘进,在Ⅳ级围岩地层中具有良好的适用性。     

大型岩质高边坡稳定性分析与综合设计

以福建省某市政公路龟山高边坡为例，对大型花岗岩质高边坡的地质条件与变形破坏模式进行了分析，并采用赤平投影法和强度折减法对边坡的稳定性进行了综合性评价。分析表明:受弱、微风化花岗岩岩体与结构面强度控制，该边坡的破坏形式以楔形体破坏与浅层失稳掉块为主；不同优势结构面组合对边坡稳定性的影响较大，其中，受D3优势结构面组合控制的边坡稳定安全系数最低。基于分析结果，提出了边坡设计时应综合考虑坡体开挖、坡面防护、危岩落石防护与动态设计，以确保设计措施安全可靠。     

大跨径连拱隧道围岩支护原理与变形破坏数值模拟分析

以某公路连拱隧道为背景,在采用现代支护原理的条件下,对隧道的开挖、支护过程及强度折减情况进行了数值模拟,通过对围岩的应力、应变、位移随强度参数折减的变化情况以及隧道围岩变形破坏力学响应的变化规律的分析,探讨了数值模拟分析中围岩破坏的判据以及隧道围岩、中隔墙在爆破震动、施工及地下水等因素影响下的稳定性。     

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。     

Krupp型装配式公路钢桥的研究

现有的装配式公路钢桥主要有321型和HD200型,但是其跨径最大只能达到60m,无法满足大跨径的应急抢修工作,因此有必要开发一种新的大跨径装配式公路钢桥以满足现有的需求。德国Krupp桥是一种以三角形桁架为拼装单元的装配式公路钢桥,文章重点对其构造细节、截面尺寸进行选型分析计算,并通过Midas Civil软件建立最优方案的杆系模型,并对其强度、位移值、稳定性、施工可行性进行分析计算。结果表明:Krupp装配式公路钢桥是一种承载能力高、尺寸设计合理、拼装简便快速、结构轻巧的装配式公路钢桥产品,在施工时需对个别杆件进行补强设计,该产品分析方案为大跨径装配式公路钢桥提供了一种新的研究方向。     

石笼挡墙在振压下破坏机理的颗粒流模拟研究

基于颗粒流离散元理论,对北京某山区公路采用的石笼挡墙建立PFC2D模型,研究墙背土压力的分布规律;在路面施工压实过程中石笼墙体的位移分布、破坏机理;模拟石笼挡墙的破坏过程和破坏方式,以及墙背土应力释放过程.通过模拟分析得出以下结论:颗粒流离散元程序可以用于模拟挡墙结构物,并特别适用与模拟钢丝网等柔性结构;路基加压前后土压力分布规律与理论值基本相符;在路基的振动压实过程中,左侧石笼网最先达到抗拉强度而破坏,墙体丧失整体稳定性而逐步塌陷,形成堆积体,在靠近挡墙2m范围内路面轻微塌陷,路基土在第一层石笼体位置以上浅层内形成滑动面.     

基于有限元法的某尾矿库选址库区边坡三维稳定性分析

采用有限元软件midas-GTSNX,基于强度折减理论,对某尾矿库进行真三维模拟计算。通过对某尾矿库边坡的稳定性进行计算分析,得出在折减系数为1.30时,尾矿库边坡可能会发生局部滑塌;折减系数达到1.70时,边坡处于流塑状态,会发生整体失稳。研究结果表明,通过有限元强度折减理论对真三维地形进行数值分析,能够筛选潜在的边坡滑动灾害,为地质灾害预防工作提供精确定位。     

映秀至汶川高速公路抗震拉杆挡墙设计与分析

以映秀至汶川高速公路K36+280～K36+388工点为背景,对抗震拉杆挡墙进行设计计算,给出了5～9m墙高的拉杆挡墙设计尺寸,并提出其施工工艺。运用有限元强度折减法分析拉杆挡墙在地震、汽车撞击工况下的稳定性。结果表明:拉杆挡墙具有良好的抗震、抗冲击性能。对该工点3种挡墙设计方案进行经济效益分析,拉杆挡墙较衡重式、仰斜式挡墙分别节省36%和29%的工程投资。     

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。     

基于强度折减法的隧道弃渣场稳定性分析

针对成贵高铁高山田隧道出口1号弃渣场,运用FLAC3D强度折减法及运用理正软件对其稳定性进行了分析。结果表明:采用强度折减法比用理正软件分析弃渣场稳定性更合理、全面;该弃渣场短期、长期稳定性均满足要求;挡墙可以确保弃渣场的长期稳定性。     

基于有限元强度折减法的某尾矿库库区边坡稳定性分析

采用有限元强度折减法对福建省某铅锌尾矿库的库区边坡稳定性进行数值模拟,获得了该尾矿库库区边坡的位移、应力及剪应变分布云图,并确定了滑坡位置及范围。分析结果显示该尾矿库库区边坡折减系数为1.35时,处于稳定状态;折减系数为1.88时,尾矿库库区局部山体会发生滑坡。模拟结果表明,有限元强度折减法不仅能够准确地自动找到最危险滑动面,模拟出滑动面的形态,并且能够得出基于该滑动面的稳定系数,简化了对尾矿库的定性分析,对尾矿库的选址具有一定的指导作用。     

聚丙烯加筋土挡墙的失稳分析及加固措施

为了分析评价聚丙烯加筋土挡墙失稳的机理,选择科学合理的加固方案,对其进行有限元差值模拟分析,研究墙体产生的位移变形、土体塑性区分布的变化情况,并采用强度折减法对挡墙整体稳定性进行系统分析。结果表明:锚杆框架梁加固方案可以有效解决聚丙烯加筋土挡墙的失稳问题,可为解决同类问题提供借鉴。