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。     

锚杆参数对预应力锚固边坡稳定性的影响研究

采用三维弹塑性有限元分析软件,对预应力锚杆加固的大连石门山高陡边坡工程进行数值模拟,并将数值模拟结果与现场实测进行对比分析,验证了计算模型的可靠性。结合强度折减法,研究了边坡在不同锚杆参数条件下的稳定性与变形规律。研究结果表明:随着锚杆预应力的增大,边坡坡面的水平位移和坡顶竖向沉降都逐渐减小,但是当预应力超过界限值后,其边坡位移的影响不太明显;在一定范围内减小锚杆间距能够有效地减小边坡的位移,增加边坡的稳定性;采用分层开挖方式较一坡到底开挖方式,更有利于保证边坡的安全稳定。文中关于锚杆参数对预应力锚固边坡稳定性影响规律研究,可为类似的边坡支护工程提供一定技术参考。     

锚碇深基坑开挖过程边坡动态变形及稳定性演化规律研究

结合白洋长江公路大桥北岸锚碇深基坑边坡工程实际,利用理论分析和FLAC3D有限差分法基本原理,建立了有限差分程序FLAC3D数值计算模型,并通过实测数据对数值模型进行验证;通过数值计算应力场及变形场分析,得到了深基坑边坡工程岩体动态变形及稳定性演化规律;结合相关设计规范要求,对锚碇基坑边坡的稳定性进行评价。研究结果表明:锚碇基坑的放坡开挖方式以及支护措施有效地抑制了边坡的变形,且边坡的竖向位移主要集中在边坡坡顶和边坡的坡脚处,水平位移主要集中在边坡中下部的坡脚处;受基坑左右岸边坡放坡角度不同的影响,基坑开挖后不同方向的位移场变形并不对称,同时基坑两侧边坡坡脚处的变形值均较大,因此应加强坡脚处的稳定措施,同时应尽快回填边坡,完成锚碇的浇筑;结合极限平衡理论和强度折减法,研究了基坑边坡在有无支护两种工况下稳定性系数的变化规律,得到了支护后边坡安全稳定性有明显的提高,确定了边坡支护措施的合理性。     

高陡土岩混合边坡稳定及变形分析与工程应用

目前针对上部土质下部岩质的混合边坡的稳定性研究尚有不足,为确保此类边坡设计及使用安全,以珠海市某城市次干路的挖方边坡为例,基于强度折减法(SRM)和非线性时序法,采用有限元模拟软件,综合考虑多种因素的影响,对边坡进行放坡并采取锚杆(索)支护设计,对支护前后的边坡进行数值模拟,得到正常工况与非正常况下边坡的稳定性系数,以及边坡位移与变形特征。分析结果表明：支护前后的变形集中在沿坡面方向,潜在滑裂面呈圆弧状沿土岩分界面向上延伸至顶部;在暴雨、地震工况下稳定性系数骤降,边坡最大位移与最大剪切应变值增大至原来的1.5～3倍;采用锚杆(索)支护后有所减小,边坡稳定性系数提高20%～30%,边坡整体位移与应变有明显减少。边坡开挖支护过程的监测数据变化趋势与数值模拟结果基本一致,根据竣工后使用情况反馈,边坡处于稳定状态,由此可知所采用的边坡支护是安全可靠的,可为类似工程提供参考。     

不同坡率条件下边坡动力响应特性研究

基于FLAC-3D软件建立坡率为0.75∶1、1∶1、2∶1的3个边坡,考虑地震加速度时程的输入,模拟不同坡率下边坡坡顶与坡脚的位移、速度、加速度以及剪应力的响应特性,并得出以下规律:随着地震波加速度时程的不断作用,坡顶位移呈非线性增长模式,坡率越大,边坡坡顶位移越大;坡顶水平速度呈上下波动形式,总体呈现出先增大后减小的波动过程,边坡在动力作用下破坏具有突发性;地震作用下边坡坡顶加速度具有放大效应,动力作用下边坡坡顶的放大系数不会超过6.5;坡脚位移随加速度时程呈现出非线性增长模式,随着坡率的增加坡脚竖向位移呈先增大后减小的趋势;坡脚水平速度呈上下波动形式,总体呈现出前期先增大后减小的波动过程;边坡坡顶加速度具有放大效应,动力作用下边坡坡顶的放大系数不会超过3.1。     

考虑坡顶建筑荷载影响下的公路边坡稳定性分析

为分析某公路边坡坡顶建筑荷载对边坡稳定性的影响,在查清边坡地质条件的情况下,应用FLAC3D软件构建计算模型开展多工况下边坡稳定性分析。结果表明,坡顶建筑荷载对边坡稳定性具有不利影响,当边坡按原设计开挖支护时原设计方案合理,线路调整后,第一级边坡马道宽度由原来的2m变为8m,边坡稳定性进一步加强,分析得出可取消原方案第二级坡面设计的框架锚索,从而节约工程建设成本;经坡面地表位移监测可知,优化设计后的边坡稳定性良好。     

路堑边坡桩锚支护施工过程数值分析

对长沙市某桩锚支护路堑边坡的施工过程进行数值模拟,分析研究边坡开挖对周围土体变形、支护结构变形及受力的影响。结果表明:桩顶的位移先向边坡土体变形,再向坡前临空面变形;边坡开挖后坡顶的小土坡在其坡面中点高度处产生的y向位移最大;边坡开挖对坡顶的6层建筑物无太大影响;边坡土体开挖后在开挖面的中部和边缘处会出现较大的地表隆起;开挖面以上桩后各点的土压力随着开挖高度的增加出现先增大后减小的现象;第1～3排预应力锚索自由段的轴力是随开挖高度增加先减小后增大,而第4～6排预应力锚索自由段的轴力仅有增长的趋势,最终锚索的最大轴力均小于初始预应力值。     

基于MIDAS/GTS对某高速公路路堑高边坡二次开挖稳定性的研究

依托某高速公路二次开挖项目,在分析地勘资料的基础上,基于有限元MIDAS/GTS分别建立了既有边坡、二次开挖边坡及支护措施的有限元模型,首先对既有边坡的稳定性进行了分析,然后对应二次开挖施工工序分别分析了每个工序的安全系数、塑性区、应力及位移分布和变化规律,总结出了此类型高边坡滑裂面位置及破坏机理,研究成果可为同类型项目提供参考。     

基坑开挖对既有桥梁岸坡稳定性影响研究

公路既有桥梁附近基坑开挖可能对桥梁岸坡稳定性产生影响。结合工程实例,查明场区的工程地质条件;建立稳定性计算模型,采用刚体极限平衡法计算基坑开挖前后岸坡的稳定性;基于快速拉格朗日有限差分法(FLAC3D),建立数值模拟模型,模拟各种情况下边坡的应力场、位移及塑性区分布情况。根据上述方法计算分析结果,综合分析基坑开挖对既有桥梁岸坡稳定性的影响。结果表明,基坑开挖后,最不稳定部位均扩展至基坑脚,各断面的稳定性系数均有所降低,但在基坑开挖前后稳定性系数均大于1.3,边坡稳定;基坑开挖仅对桥墩边坡基坑外20m左右范围(2-4号桩8m位置)存在一定的影响,表现为应力重新调整、位移量较小;调节池基坑开挖对边坡整体稳定性及桥梁基础无影响,可不进行特殊处治。     

贵环高速顺层岩质边坡变形机制分析及临滑宏观判据研究

通过对贵环高速公路顺层边坡现场工程地质条件的系统调查,在边坡岩体结构类型、结构面与坡面组合特征、稳定性影响因素分析的基础上,采用有限元数值模拟技术,结合工程地质条件分析,对其变形破坏机制及临滑宏观判据进行深入探讨。研究结果表明,边坡处于滑移拉裂型滑坡的加速蠕滑阶段,边坡变形受层间软弱夹层及岩体结构控制作用明显,临空面卸荷作用促使岩体张裂隙自软弱夹层处向坡顶面逐渐扩展并贯通,节理切割作用促使边坡滑移块体的形成,静水压力作用促使张裂隙自坡顶面向软弱夹层面逐步张开形成地表水下渗的通道,软弱夹层在地下水软化作用下促使边坡整体失稳,形成边坡滑塌区和变形区;该边坡局部失稳的临滑宏观判据为拉张裂缝距坡顶距离为8.0m,整体失稳的临滑宏观判据为拉张裂缝距坡顶距离为18.0m、滑移块体的厚度为16.0m、裂隙充水比例为80%,为该边坡的临滑预警提供了量化的宏观判据。     

深基坑开挖对邻近边坡稳定性影响与控制

长沙地铁4号线黄土岭地铁站基坑南侧12m位置有一高8m的原状土边坡,且距坡顶11m位置有一栋7层砖混结构建筑物,为增加施工空间,将对坡脚位置进行削坡处理,削坡后边坡坡角高达75.0°,边坡削坡、基坑开挖对边坡稳定性和既有建筑物的影响不容忽视。该文以黄土岭车站基坑工程为依托,采用有限差分软件FLAC3D对削坡及基坑开挖支护进行数值模拟,分析削坡、基坑开挖对邻近边坡的影响,并提出保证边坡稳定的技术措施,通过数值模拟对控制措施可行性进行分析,最后通过实测结果分析边坡的加固效果。     

纳界河特大桥桥址岸坡岩体稳定性数值分析

采用有限元法,结合现场工程地质勘察资料,分别对桥北岸坡岩体在天然状态下和桥梁荷载条件下的位移、应力状态进行了数值模拟分析。通过有限元折减系数法对岸坡的整体稳定性等进行了分析,得出了在自然状态下和荷载条件下的稳定性系数、天然状态下两岸谷底及陡坡段坡脚存在主应力集中现象,以及坡面和坡顶局部存在拉应力且对边坡岩体稳定不利的结果。桥梁荷载作用对边坡岩体应力的影响主要集中在基础附近,荷载对坡面岩体应力的影响较大。桥址右岸整体稳定,左岸在桥基荷载作用下桥基下方岩体产生局部塑性区,可能发生破坏,应采取措施加固,以策安全。     

基于有限元强度折减法的锚喷网支护多台阶岩质边坡的研究

结合工程实例,采用有限元强度折减法,以计算结果不收敛作为边坡失稳的评判依据,求解边坡的安全系数,评价预应力锚喷网支护多台阶岩质边坡的稳定性,并分别对有、无加锚支护的边坡的稳定性和锚杆的受力进行了分析。结果说明锚杆能有效的约束边坡变形和塑性应变的发展,提高了边坡的稳定性。根据最危险滑裂面与锚杆的位置可以得出,在实际施工时坡顶处锚杆的长度可以适当的较坡脚和坡腰处短一些,在保证稳定性的前提下节约材料,为工程中进行预应力锚喷网支护边坡的设计提供了参考。     

某高速公路黄土边坡稳定性研究

随着我国西部大开发和一带一路的建设,广泛分布有黄土的西北地区基础设施得到迅速发展。为了研究高速公路黄土高边坡的稳定性,采用矢量和法,借助于ANASUS有限元软件,对A高速公路某高路堑边坡的稳定性从静力和动力两个方面进行数值模拟研究。成果表明,边坡各级台阶的边坡坡脚位置出现应力集中现象,在边坡整体的坡脚位置出现非常明显的应力集中现象,这些在坡脚形成的剪应力增高带正是引起边坡剪切破坏的主要原因;加速度为0. 1 g的地震作用下,坡顶加速度响应峰值可达0. 16 g,可见,动力作用下边坡坡顶位置的稳定性最差;同时,数值模拟结果表明,在动力和静力条件下该边坡均处于稳定状态,对其坡顶、坡面和坡脚3个位置处的累积位移值研究表明,加速度为0. 1 g的地震作用下,坡顶位置会累计产生高达的沿坡面向下12 cm的位移。     

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。     

偏压隧道洞口段坡体钢花管注浆加固效果分析

为了解决偏压隧道施作套拱初期致局部坡体滑移的问题,提出3种边坡加固方案进行对比分析,采用有限元强度折减法,建立相应的计算模型,分析3种加固方案下边坡安全系数、侧坡总位移、有效塑性应变、最大剪应变及隧道开挖的地表竖向位移值。通过对3种加固方案的对比及坡体测点的位移监测数据分析表明： 对边坡施作工况3（对坡面挂网喷浆支护、坡体施作锚杆支护和局部钢花管注浆）的支护方式加固后坡体的稳定性明显优于工况1与工况2这2种坡体加固方案,工况3加固方案不仅提高了边坡的整体稳定性,而且能最大程度减小隧道开挖对地表变形的影响,在工程应用中取得了较好的经济效益与社会效益。     

坡顶荷载对边坡稳定性影响研究

通过对坡顶荷载作用下的边坡进行受力分析,得到竖直条分下边坡稳定性安全系数简化Bishop法计算公式。将坡顶荷载划分为矩形、梯形和三角形这3种型式,分别研究各型式在坡顶荷载位置、大小及长度变化时其对边坡稳定性的影响规律,可得：（1）当坡顶荷载的位置增大时,边坡所得的安全系数增大,当坡顶荷载的大小及长度增大时,边坡所得的安全系数减小;（2）当坡顶荷载远离坡顶点一定距离时,坡顶荷载对边坡的稳定性基本无影响;（3）当坡顶荷载的长度达到一定程度时,其对边坡稳定性的影响趋于稳定;（4）坡顶荷载的大小变化对边坡的临界滑动面影响较小;（4）从对边坡稳定性影响的大小来看,矩形荷载最大,梯形荷载次之,三角形荷载最小。     

降雨下开挖边坡位移及含水量分布规律的离心模型试验研究

高速公路改扩建过程中,边坡开挖后为降雨入渗提供了通道,降雨对开挖边坡的影响比天然边坡和运营过程中的更大。文中以某高速公路改扩建工程边坡开挖为研究对象,采用离心模型试验模拟降雨条件下边坡开挖施工过程,揭示开挖边坡在不同支护时序条件下的变形规律及内部含水量的变化规律,为实际工程施工及地基处理方案设计提供依据。结果表明,随着开挖的进行,坡体水平位移逐渐增大,开挖后及时支护的施工方法对坡顶的水平位移及竖向变形均有较好的抑制作用,抑制率分别达34%、50%;边坡土体随着降雨的进行及向内的逐渐渗透而趋于饱和状态,体积含水量随深度的增加呈先减小后增大的趋势,及时支护对降雨入渗具有一定的限制作用,对保证边坡的稳定可起到较好的效果。     

基于FLAC~(3D)的地震作用下高陡边坡的动力响应分析

地震荷载是触发边坡失稳的重要原因之一。基于有限差分软件FLAC~(3D)对某高陡边坡进行了动力分析,结果表明:在地震作用下,高陡边坡将发生较大的永久位移,最大永久位移主要集中在坡面和坡顶附近;剪应力集中在坡角,沿坡角向坡体内呈弧线形发展,与静力作用下的破坏模式相仿;随着高程的增加,位移时程和加速度时程都呈现出"放大"效应。     

受偏压隧道影响边坡加固的数值分析

针对隧道工程建设中切坡引起边坡及隧道的变形,其稳定性受到不同程度的影响,采用三维有限差分计算程序FLAC30分析挖方边坡和坡顶隧道联合稳定性.通过对未开挖、未加固边坡进行数值模拟计算,得到水平位移和最大、最小主应力分布特征,分析其潜在滑动面和隧道围岩受拉影响区,确定其加固范围.根据抗滑桩受力特点,经比选,采用单排抗滑桩加固隧道边坡.数值计算结果表明:有限差分法能获得单排抗滑桩的合理设计和边坡坡脚及坡面受力情况,同时还能得到隧道围岩拉压应力的分布及优化覆盖层厚度,数值计算与工程监测数据吻合.