有限元强度折减法在膨胀土路堑滑坡分析中的应用

膨胀土路堑滑坡机理复杂,传统边坡分析方法无法对它进行分析并得出合理解释。而有限元强度折减法可采用岩土材料的非线性弹塑性本构关系,能考虑膨胀力等因素的作用,通过计算坡体的应力与应变,合理分析土坡变形过程和潜在滑动面,并采用安全系数评价边坡稳定性,较好地解决了膨胀土边坡稳定性及滑坡处治效果分析问题。应用有限元强度折减法,分析了南友路膨胀土滑坡规律,以及柔性支挡的处治效果。     

基于离散元的某高速公路滑坡变形演化研究

碎石土滑坡的破坏变形过程十分复杂,而降雨是导致此类滑坡变形破坏的关键因素。降雨导致碎石土土体参数降低,继而失稳发生滑坡。由于实际工况下不能大规模模拟碎石土滑坡的降雨过程,加之理论方法很难描述其破坏过程,因此数值模拟成为解决该问题的一个新平台。本文使用PFC建立模型,通过折减率法模拟碎石土滑坡在降雨工况下的变形破坏特征,得到了绵西高速ZK2+888滑坡变形破坏的临界折减率,即介于C组折减率90%与D组折减率85%之间。通过对绵西高速ZK2+888滑坡的数值模拟,认为PFC2D可以用于模拟碎石土滑坡变形破坏过程,其结果与实际相符。     

水环境对边坡稳定性影响的分析

水环境是碎石土边坡发生变形破坏的重要因素.结合勘察资料,对浙江省龙丽高速公路龙游段官家滑坡的变形破坏过程进行分析,表明其是一典型的碎石土滑坡.根据水环境对滑坡的作用机制及各个项目间的关系,针对单个项目评价边坡稳定性的不足,提出了通过各个项目间的相关性来评价边坡工作状态的方法.结合官家滑坡水环境各个项目的现场监测资料,分析了降雨量与地下水位、地下水位与排水隧洞水量间的相关性.研究表明:用水环境各项目间的相互影响关系分析、评价坡体的稳定性及排水工程的效果是可行的.     

膨胀土公路滑坡变形破坏机理研究

以国道G316线安康~汉阴段K25附近膨胀土公路滑坡为例,分别运用非饱和土强度理论的Fredlund强度公式以及饱和土的有效应力原理,分析了该膨胀土公路滑坡滑带土强度破坏的力学机理,同时运用FLAC2D数值方法模拟了其运动机理与过程,得出了膨胀土公路边坡开挖前后的应力、位移、应变及弹塑性状态变化的规律。     

基于现场监测的膨胀土边坡滑动破坏特性研究

为了研究膨胀土开挖边坡的破坏过程和特征,利用测斜仪进行了近1年的现场边坡变形跟踪观测,清晰而完整地观察到了膨胀土边坡变形随季节的演化历程,根据侧向位移状态过程曲线的特征位置,推测出了2个潜在滑动面,与地质调查的结果比较吻合,并由此构建了宁明膨胀土边坡半定量滑坡破坏模式.     

碎石土边坡现场直剪试验及稳定性分析

基于某碎石土边坡处治工程,通过现场剪切试验分析了碎石土边坡在不同含石量的受力状态与破坏机理,并运用现场直剪试验所得相关参数,通过MIDAS/GTS软件,采用强度折减法对比分析了碎石土边坡的稳定性。现场剪切试验表明:碎石土边坡的现场直剪试验依次经历了弹性、屈服、塑性破坏3个阶段;碎石土的抗剪强度受含石量的影响较大,当含石量较大时,碎石土的抗剪强度越大;碎石土的剪切破坏呈塑性破坏,且当垂直荷载较小时(≤88k Pa),碎石土出现持续剪胀现象,当垂直荷载较大时(88k Pa),碎石土出现先剪缩后剪胀现象。碎石土边坡稳定性分析表明:碎石土边坡在地震作用时的稳定性最差;静力条件下碎石土边坡的稳定性最好,降雨后,边坡的稳定性将受到影响。     

降雨条件下楼房山隧道碎石土边坡的稳定性研究

通过建立楼房山隧道罐子沟端滑坡防治工程数值计算模型,研究降雨对碎石土边坡稳定性的影响机制,将降雨条件转化为含水率的变化,分析了不同含水率变化下边坡的应力场、位移场、塑性区及剪应变增量的变化规律。研究结果表明:在降雨条件下,碎石土边坡的稳定性随着含水率的增加呈先缓慢减小后急剧减小的特征,即存在一个与含水率有关的临界特性;降雨诱发碎石土边坡失稳的主要机理是雨水渗入后在地下水管道排泄系统作用下,将坡体下部碎石土中的细粒土带走,逐渐形成坍塌滑移,导致整个边坡破坏。     

某顺层岩质滑坡处治技术与工程实例分析研究

依据贵州省某顺层岩质滑坡治理工程实例,基于滑坡动态渐进破坏的本质,结合深层位移监测对该滑坡稳定性影响因素及变形破坏机制进行分析研究,结果表明,边坡岩体内部泥质软弱夹层是影响顺层岩质边坡稳定性的控制性因素;高速公路建设对坡体前缘开挖切脚及强降雨作用下层面软化是导致边坡变形破坏的诱发因素;通过滑坡稳定性分析计算,对滑坡进行针对性治理设计。     

一种新式突变判据用于三维边坡稳定性分析

利用ANSYS有限元软件,结合强度折减法原理提出一种新式突变判据,用以分析三维边坡稳定性。首先模拟整个边坡等效塑性应变全过程,得到边坡变形破坏的动态机制;再以边坡的3种整体位移和5种塑性应力应变为依据,采用最小二乘法对边坡位移值和塑性应力应变值与折减系数关系进行非线性拟合,从理论上计算出边坡极限平衡状态下的安全系数,最后与2种传统判据进行了对比分析。结果表明:随着折减系数的增大,边坡会由土质滑坡转变为岩质滑坡,该边坡使用传统判据所得安全系数为1.1～1.11,结果偏于保守。采用新式突变判据的位移指标的所得安全系数为1.238,塑性指标所得安全系数为1.129 6,均处于极限平衡状态,采用极限平衡法对比验证,结果可行。对边坡位移值和塑性应力应变值与折减系数关系进行拟合,Vigot曲线拟合效果最优。该新式判据在理论上为边坡稳定性分析提供了一种新的判断方法。     

剑斗互通路堑边坡变形失稳机制分析及治理措施

针对剑斗互通路堑边坡滑坡,通过工程地质调绘,滑坡变形迹象分析、地表监测、深孔位移监测等方法,分析了滑坡变形机制,并对滑坡稳定性进行计算。结果表明:①碎石土与炭质泥岩组合为易滑地层,泥岩遇水软化,易形成软弱滑动带,经边坡开挖后导致边坡失稳;②地表裂缝主要为平行设计公路走向的拉张裂缝;③滑坡体中部地表垂直位移在变形滑动后并经过反压护坡后的规律主要呈一阶指数衰减函数变化。根据滑坡稳定性计算结果,采取刷坡卸载、预应力锚索抗滑桩（圆桩）、预应力锚索地梁、挡土墙及截排水等综合治理措施,滑坡变形得到有效控制,确保高速公路运营期间的安全。     

膨胀土开挖边坡坡体变形特征的跟踪观测

通过在某膨胀土开挖边坡坡顶设置的观测系统,对坡体内部的侧向位移和坡表标点的相对高程、相对变形进行了近1年的跟踪观测,完整地观察到了在年度季节性干湿循环作用下,边坡变形发展的3个阶段,分析了气候干湿循环作用对膨胀土开挖边坡变形特性的影响,观测到了2个优势变形部位,深度分别在3 m和6 m附近,由此推测出2个潜在滑动面分别位于灰白色膨胀土层和强弱风化界面,且该地区膨胀土开挖边坡的滑塌主要是顺层、顺坡滑动,这与滑坡地质调查的结果是一致的.最后,将湖相泥岩残积型膨胀土开挖边坡的滑坡破坏推测为受二元结构活动带控制的双层滑动模型,并归纳出该类滑坡具有浅层、渐进、双层滑动和逐次发展的特点.     

贵州省某顺层岩质滑坡变形破坏机制分析

以贵州省某顺层岩质滑坡为研究对象,对工程项目实施过程中滑坡稳定性影响因素及变形破坏机制进行分析研究。结果表明:对坡体前缘开挖切脚是导致边坡变形破坏的诱发因素;滑动面特征为坡体后部沿岩层层面、前缘滑面反翘的折线形滑面;基于滑坡稳定性影响因素及变形破坏机制分析,对滑坡治理制定了针对性处治措施,深层位移监测表明滑坡治理效果明显。     

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。     

顶部堆载作用下边坡变形破坏机理的有限元分析

顶部堆载作用下坡体的应力应变场与天然状态有很大不同。通过建立顶部堆载环境下边坡的有限元模型,运用有限元计算程序对坡角为45°的均质土坡进行了变荷载作用下的变形破坏机理分析。结果表明:以计算不收敛为判据的有限元法计算顶部堆载环境下的边坡稳定性是可行的,安全系数与荷载作用的大小关系具有一定的规律;当堆载作用力超过其极限承载力时,边坡的潜在滑面会向临空面移动,后壁变陡;在堆载作用力下,边坡坡面位移在中部最大,且位移会在破坏时迅速增大,堆载诱发滑坡属于推移式滑坡。     

贵州省某高速公路滑坡变形破坏机理分析

以贵州省某高速公路滑坡为研究对象,对该滑坡变形破坏机理进行分析及研究。研究结果表明,滑坡区地质构造复杂,地层岩性软弱为滑坡的变形破坏基础原因,开挖切脚及降雨是诱发该滑坡的主要因素,施工工序的不合理未能有效抑制滑坡变形,各因素综合作用下使得滑坡变形持续发展,并牵引形成二级滑坡。结合深层位移监测曲线,实现了滑坡变形破坏的过程分析。     

条形面板加筋土挡墙拓宽旧路基的三维数值模拟分析

采用ABAQUS软件对条形面板加筋土挡墙拓宽旧路基建立三维弹塑性有限元模型,将新老路基与地基作为一个整体考虑,计算并分析不同工况新旧路基位移与应力分布、面板侧向位移、旧路基变形特征以及筋材应变的变化规律.结果表明,该三维有限元模型能够很好地模拟加筋拓宽路基变形、基底土压力变化、墙面侧向位移以及土工格栅应力应变的分布规律.     

福宁高速A15-2标段二埔塘2号路堑高边坡弹塑性有限元数值分析

采用非线性有限元强度折减法，对福宁高速公路A15—2标段二埔塘2号路堑高边坡进行了稳定分析。通过对该高边坡非线性有限元模型进行强度折减，使边坡达到不稳定状态时，弹塑性有限元静力计算将不收敛，此时的折减系数就是稳定安全系数，同时可得到边坡破坏时的滑动面以及破坏过程。     

谷竹高速公路某滑坡形成机制数值模拟分析

在山区修建高速公路时,边坡开挖使其原始应力状态发生改变,有可能导致滑坡体复活和诱发新的滑坡。以谷竹高速公路某滑坡为研究背景,在现场调研的基础上,建立滑坡的工程地质模型,并通过二维数值模拟,再现滑坡体变形破坏过程。研究结果表明:该滑坡体的地形及物质组成是滑坡发生的地质基础,切脚开挖成为滑坡失稳触发因素;滑坡中后部位移量大,而前缘区位移量小,表现为滑坡中前部处于挤压变形状态,为推移式滑坡。     

红砂岩顺层岩质边坡开挖变形特性分析

红砂岩顺层岩体边坡由于胶结物质和风化程度的差异,其强度的变化较大,在开挖卸载、自重应力、爆破震动等作用下,极易发生变形破坏,影响边坡的施工进度。因此研究红砂岩顺层岩质边坡开挖变形特性十分有必要。以垄茶高速公路典型路堑边坡为依托,分析了红砂岩的物理力学性质,采用ADINA有限元软件计算开挖变形位移,将计算结果与开挖变形监测结果进行对比分析,所得计算位移量与实测位移量基本一致,验证了用ADINA中的Mohr-Coulomb材料模型计算红砂岩顺倾岩质边坡开挖变形位移的可靠性。     

偏压连拱隧道施工对邻近高边坡影响的数值分析

以南平杨真隧道工程为例,运用Midas有限元软件,模拟分析了隧道开挖对邻近高边坡稳定性、边坡变形以及滑坡的影响。结果表明:该隧道工程施工前后临近高边坡的整体稳定性、应力场、水平位移变化均较小,边坡围岩屈服区未发生明显变化。