风积沙地层隧道洞口边坡稳定性分析

雅鲁藏布江流域日喀则地区堆积了广泛的风积沙,高速公路路线规划时不可避免地需要穿越风积沙地层,这对隧道洞口边坡的稳定性提出了更高要求,隧道洞口边坡开挖时受雨水冲刷侵蚀,导致隧道洞口段边坡容易发生滑坡等边坡变形破坏问题。拉日高速公路仁布隧道洞口位于风积沙地层,洞口边坡开挖后存在边坡失稳的风险,通过建立有限元数值分析模型,对隧道洞口边坡稳定性进行分析。分析表明风积沙地层边坡潜在失稳型式为牵引式滑坡失稳类型。针对该潜在的滑坡类型提出了隧道洞口边坡采用延长明洞的加固设计方案,并对边坡加固方案进行了有限元数值分析,分析结果表明边坡加固后安全系数提高,加固后边坡处于稳定状态,证明了方案的可行性。     

结构面特征对顺层边坡开挖卸荷影响分析

以四川省雅安市名山区某高速公路灌口组粉砂质泥岩顺层边坡为工程背景，利用现场大型直剪试验地质参数，建立了数值分析模型，以现场施工监测数据验证了模型的准确性，分析了顺层边坡结构面倾角、间距对边坡开挖卸荷及稳定性的影响。结果表明，顺层边坡卸荷区随开挖级数增加而不断扩展，呈现上宽下窄的分布特征，开挖卸荷深度随开挖级数增加迅速减小，深高比随顺层边坡开挖级数增加逐渐减小；顺层边坡安全系数随结构面倾角增大先减小后增大，开挖卸荷导致结构面最不利倾角由20°变化为30°,此时边坡卸荷深度及位移变形量最大；结构面间距对顺层边坡开挖安全系数及稳定性影响较小，但结构面密集边坡的位移变形量远大于结构面稀疏边坡，两者最大水平位移相差近5倍。研究结果可为该地区工程边坡防护设计提供有益的借鉴与参考。     

变质板岩高边坡施工稳定性分析

针对浏醴高速公路建设过程中遇到的变质板岩高边坡,分析其在开挖后、锚杆加固后以及加固长期时间下边坡的稳定性,得出以下主要结论:最大水平位移多出现在新开挖边坡的坡脚,加之边坡体发育有一组节理与层面的交线对边坡稳定不利,在边坡开挖施工过程中,应注意对坡脚和主要节理面的保护;模拟开挖的位移发展趋势和总位移与实际监测数据比较接近,说明数值模拟能比较真实地反映开挖过程中边坡体的应力状态;边坡增设锚杆后的安全系数相比第Ⅲ级坡加固后的安全系数得到明显提升,由1.23增加到1.32,边坡的整体安全能满足规范要求.     

基于Geo-Studio的高边坡稳定性分析

针对贵州拟建化工基地平场后形成的10个高边坡,通过运用Geo-Studio软件的SIGMA/W及SLOPE/W模块对边坡进行稳定性和变形计算,分析了开挖后的边坡在锚索加固支护前后的天然和暴雨工况下稳定性及其变形,研究了在未支护情况下边坡的最危险滑动面和变形以及锚索加固支护后的边坡稳定性。     

改扩建高速公路桩锚支护边坡稳定性数值分析

通过对广西某高速公路改扩建边坡工程施工过程稳定性进行数值分析,得到了边坡二次开挖过程中的安全系数及应力应变、位移场的变化规律.结果表明:该工程中采用的桩锚支护结构体系起到了明显的加固效果,有效避免了土体大量开挖破坏公路周边自然环境;二次开挖过程中边坡安全系数符合相关规范要求,应力应变都在合理范围内,边坡处于稳定状态.边坡稳定性分析结果表明该边坡加固设计方案合理可靠.     

泥岩边坡岩土体稳定性分析

采用理正岩质边坡分析软件,运用极限平衡法对典型高挖边坡的稳定性进行综合分析。结果表明:采用工程防护后,安全系数比自然状态下提高8%左右,从经济和路域环境美化的角度考虑,建议取消框架梁硬性防护改为铁丝网和三维网植草防护。总结了在边坡开挖时,开挖坡率和自然边坡综合坡率应保持一致或接近,能有效提高边坡的稳定性。     

基于离散元的某公路典型顺层边坡稳定性影响因素敏感性分析

顺层边坡是一类包含层面和其他类型结构面影响的复杂边坡,其安全系数计算一直是个难题。笔者结合离散单元法与强度折减法对顺层边坡安全系数的计算过程和计算效果进行了探讨。用Fish语言编写了能在UDEC下执行的强度折减程序。在此基础上,探讨了刚度系数、层厚、层面倾角、层面内摩擦角、层面粘聚力、开挖坡角等因素对某高速公路典型顺层边坡稳定性的影响机制。计算结果表明:刚度仅对塑性区影响较大,对安全系数影响不大;层厚的增加对安全系数影响较小,但是随着厚度的增加变形破坏模式由楔形变为沿层面屈曲破坏;层面倾角接近破裂角时,安全系数降低(楔形滑动),反之则增加(屈曲破坏),直立时为倾倒破坏;强度参数增加,安全系数近于线性增加,破坏模式不变;开挖坡角增加,安全系数降低,破坏模式与层面倾角增加工况类似,安全开挖坡率不能大于1∶1.15。     

多级高陡边坡开挖过程数值模拟及稳定性研究

边坡开挖方法与加固措施对其稳定性变化具有重要影响,尤以公路高陡边坡最为突出.基于此,以贵州某高速公路高陡边坡工程为研究背景,结合实地调研结果,采用UDEC离散元法和现场监测手段,探讨了坡高、坡角及开挖级数对高陡边坡开挖过程中坡体应力场、位移场及稳定性安全系数的影响规律.结果表明:坡体位移自坡面(顶)向底部递减,而最大主...     

锚杆-土工格室复合结构边坡防护有限元数值分析

锚杆-土工格室复合结构边坡是一种新型的边坡防护形式,在对不稳定裸露边坡进行加固处理的同时,还可以对边坡坡面进行绿化.利用Midas GTS NX有限元软件建立锚杆-土工格室复合结构防护边坡三维有限元模型,采用强度折减理论法分别对未加筋、加锚杆、加土工格室、加锚杆和土工格室的边坡进行敏感性分析,研究了加固措施、填料参数、格室高度和边坡加筋宽度对边坡稳定性的影响.结果 表明:采用锚杆-土工格室复合结构防护能很好地提高边坡的稳定性;填土内摩擦角对边坡稳定性影响比黏聚力更敏感;随着边坡加筋宽度的增加,安全系数先增大后减小.研究成果对不稳定裸露边坡加固设计和施工具有一定指导意义.     

某临近高压电塔路堑边坡加固设计方案研究

以某临近高压电塔路堑边坡工程为背景,介绍了在临近重要结构物路段采用预应力锚索抗滑桩加固的设计及计算方法.利用理正岩土计算软件和Geo-Studio有限元岩土工程分析软件,采用极限平衡法及有限元数值模拟方法对边坡稳定性及位移进行分析.结果 表明:采用预应力锚索抗滑桩边坡加固设计方案,边坡在天然工况及暴雨或连续降雨工况下的稳定安全系数均满足规范要求;边坡在开挖施工的各个阶段,土体内部最大水平位移为0.0263 m,桩顶最大位移为0.0206 m;锚索抗滑桩方案可确保边坡在开挖和运营中的稳定,且有效预估了边坡开挖对现有电塔塔基的影响.     

杭兰高速公路K22+300段边坡稳定性分析及其评价

在分析杭州至兰州高速公路K22+300段边坡特征的基础上,分别采用赤平极射图解分析法和传递系数法对边坡进行稳定性分析。根据边坡现场勘察资料确定潜在滑动面,并计算潜在滑动面在不同安全系数下由坡体到路堑的剩余下滑力。据此评价边坡的稳定性,为边坡加固设计提供依据。     

路堑边坡开挖稳定性及加固处治机理宏细观分析

高速公路深挖路堑形成的高大边坡稳定性问题，一直是公路建设中的重点风险源。以广东省江门市迎宾西路路堑边坡开挖及处治工程为背景，采用宏细观相结合的方法对边坡开挖及锚索加固处治机理进行分析。结果表明:①边坡开挖塑性变形区位移与接触力链发展方向显著相关，呈现沿坡面方向的链状发展规律；②边坡稳定性与坡体应力状况及局部区域应力发展变化密切相关，锚索加固的处治方案，可有效消除边坡体剪应变率贯通的剪切滑移面，边坡稳定性明显提高。     

边坡开挖分级对有限元强度折减法计算结果的影响

在边坡开挖稳定性分析计算中,针对开挖分级选取的比较少,而每级开挖深度比较大,经常造成计算结果有一定误差的情况,选用了ANSYS软件,利用有限元强度折减系数法,开展了有限元数值计算。根据具有代表性的实例计算结果可以知,在有限元强度折减法分析边坡开挖时,不同的分级对稳定性安全系数的影响相差可达5%以上。分级越多,稳定性安全系数越大。而塑性应变区域的大小也随着分级的增大有稍微变大的趋势。因此在模拟边坡开挖的计算时,应该有足够的分级,以保证计算结果达到稳定的收敛状态。     

基于ADINA的某水电站开关站边坡稳定性分析

结合实际工程现况,对边坡的岩体稳定性、岩体结构面分级及岩体结构类型的划分等进行了综合分析;运用有限元软件ADINA建立了三维弹塑性有限元模型,动态模拟边坡的开挖加固过程,并就三种工况下的边坡稳定性予以讨论,模拟了加固过程;最后对边坡稳定性进行定量分析。     

“暂态”饱和-非饱和边坡稳定性分析方法研究

针对"暂态"饱和-非饱和边坡的稳定性问题，推导考虑"暂态"水压力、孔隙水重力、软化与非饱和强度的边坡安全系数计算公式，开发可以自动搜索滑动面位置的"暂态"饱和-非饱和边坡稳定性分析程序，并采用该程序研究算例"暂态"饱和-非饱和边坡安全系数与失稳模式的演化规律，分析不同因素对边坡安全系数的影响程度。研究结果表明：提出的能同时考虑"暂态"水压力、孔隙水重力、软化与非饱和强度的改进瑞典圆弧法，可以有效解决"暂态"饱和-非饱和边坡稳定性分析的问题；边坡失稳模式由深层整体破坏转变为浅层局部破坏时，存在一个可以采用降雨入渗区深度定义的阈值；降雨入渗区深度小于该阈值时，边坡安全系数迅速降低，滑动面最大深度快速减小，边坡失稳模式表现为深层整体破坏；降雨入渗区深度大于该阈值时，边坡安全系数持续降低，滑动面最大深度缓慢增大，在边坡浅层形成一块滑动带，边坡失稳模式表现为浅层局部破坏；"暂态"水压力对边坡稳定性的影响有利有弊，孔隙水重力、软化对边坡稳定性不利，非饱和强度对边坡稳定性有利；不考虑"暂态"水压力的抗滑力矩与下滑力矩之比小于滑动面"暂态"水压力及滑体侧向"暂态"水压力引起的抗滑力矩与滑体侧向"暂态"水压力引起的下滑力矩之比时，"暂态"水压力对边坡稳定性有利，反之则不利。     

地震作用下坡高和坡率对黄土高边坡稳定性的影响研究

以兰州南坡坪地区多级高边坡工程为依托,建立边坡有限元模型,模拟分析边坡的抗震性,研究在地震作用下坡高和坡率对黄土高边坡稳定性的影响。结果表明:单级坡高取8 m,坡率1∶0.50的安全系数为1.06,坡率1∶0.75的安全系数为1.18,坡率1∶1.00的安全系数1.27,边坡坡率越大,边坡抗震稳定性越差。边坡开挖坡率一定,在第五~第七级坡高均取8 m的工况下,边坡安全系数为1.18,边坡支护可取得比较好的抗震效果,并结合不同坡高和坡率下,黄土高边坡的土方开挖量和支护面积,讨论了边坡开挖的经济性。     

边坡开挖分级对有限元强度折减法计算结果的影响

针对边坡开挖稳定性分析计算中开挖分级比较少、每级开挖深度比较大从而造成计算结果的误差问题，开展了有限元数值计算。结果表明．在用有限元强度折减法分析边坡开挖时，不同的分级对稳定性安全系数的影响相差可达5％以上。     

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.     

桥隧过渡结构对边坡稳定性影响分析

当隧道洞口处于边坡坡面上时,隧道开挖亦对边坡的稳定造成影响,而当隧道与桥梁相连时,其过渡结构对边坡的影响更加复杂。以某隧道桥梁连接工程为实例,利用有限差分法,建立了桥隧过渡结构处的二维与三维数值模型。在二维情况下,着重研究了边坡的整体稳定性问题,包括单个与多个滑动面下的边坡的安全系数,以及极限状态下边坡剪应变以及水平位移分布。而三维情况下,分析了隧道洞门施工对附近坡体表面位移的影响,以及边坡局部滑移面的变化规律。结果表明,在保证边坡整体稳定性的前提下,桥隧过渡结构对边坡表面位移及局部稳定性有重要影响。     

核安全级道路边坡稳定性分析与评价

总结核安全级道路边坡工程的特点和研究现状，介绍各阶段稳定性分析的研究内容和岩土参数选取原则。以沿海某工程为例，SL-2地震影响和极端天气工况下，探讨核安全级道路边坡稳定性分析思路和动力法分析模型。首先，采用静力法分析边坡稳定性，安全系数F_s<1.50时，进一步采用动力法分析；然后，研究适于块状结构的边坡稳定性动力法分析模型——哈丁模型+摩尔-库伦本构模型的黏弹塑性模型，动力法分析得到安全系数F_s<1.2时，需进行加固；最后，采用喷锚等边坡加固措施后，再进行边坡稳定性动力法和静力法分析，以保证加固措施的可靠性。研究成果为此类边坡安全分析、设计及加固提供技术支持，并丰富了边坡研究理论与方法。