人工开挖边坡稳定性数值模拟

采用数值模拟法对镇江市体育中心人工堆山边坡稳定性进行分析,发现该边坡开挖和堆土后不稳定,其稳定性主要受上部强风化灰岩影响,采用锚喷加固后,边坡稳定,岩土体下滑力主要由上部1～4道锚杆承担,锚杆最大轴力可达180 kN,下部锚杆轴力较小。     

锚杆和排桩联合支护二级基坑的有限元分析

对于上部采用土层锚杆下部采用排桩支护的二级基坑，一般情况下计算时把基坑分成上下两部分各自进行，而忽略其相互影响。本文采用有限元软件PLAXIS对某二级基坑开挖的全过程进行模拟．并分析了在下部基坑开挖支护过程中上部的增量变形和锚杆轴力的变化，结果表明随基坑滑移面的转移，上部锚杆支护坡面的变形进一步增大，而各层锚杆的轴力则变化很小。     

岩质边坡锚杆设计计算方法分析

结合岩质边坡工程实例,对岩质边坡支护设计中的锚杆轴向拉力设计方法进行了分析和评价。通过对比分析发现:采用极限平衡法、强度折减法、等效内摩擦角法、二维数值分析计算法等方法的设计计算结果偏大,三维数值分析计算法计算结果比较可靠,符合工程实际。侧向岩石压力计算方法与剩余下滑力法的计算结果与数值分析计算法基本一致。在侧向压力接近于零时,建筑边坡支护技术规范采用的侧向岩石压力计算方法计算结果存在安全隐患。在这种情况下,建议采用强度折减法进行锚杆拉力的设计计算。锚杆轴力并非均匀分布,对边坡顶部、底部锚杆应予以加强。在施工阶段稳定性较好的边坡,可按正作法施工,充分发挥边坡的自稳能力,以减小锚杆轴力,可优化设计。     

排桩锚杆复合土钉作用机制的试验研究与分析

本文结合某基坑工程,采用分布式光纤测量技术配合应力计监测土钉和预应力锚杆的应力分布、轴力变化,研究了基坑开挖过程中土钉和预应力锚杆的应力应变随工况发生变化的规律、注浆效应对土体力学参数及其对基坑潜在滑裂面变化的影响。得出主要结论:在试验条件下,预应力锚杆轴力随开挖深度增加而增加,开挖完成后随时间变化,预应力锚杆轴力逐步减小、土钉轴力逐步增加,锚杆与土钉承载力发挥难以协调,降低了总的安全度;未考虑排桩插入深度对支护的作用,是导致预应力锚杆和土钉轴力较小的原因,排桩复合土钉应考虑排桩的支护作用。通过对排桩预应力锚杆复合土钉支护体系的受力变形分析,提出了该支护设计的建议,对类似工程的设计和施工有着重要的指导意义。     

渗流水压力分级加载岩石蠕变特性研究

采用RLW-2000M微机控制煤岩流变仪,以细粒砂岩为研究对象,对三轴压缩条件下岩石渗流水压力分级加载蠕变试验进行了蠕变特性研究。重点分析了渗流水压力分级加载时蠕变条件下岩石的应变、渗流体积(体积速率)演化曲线,同时对不同渗流水压力分级加载条件下的岩石蠕变与渗透系数演化曲线进行了分析和对比。试验结果表明:分级加载渗流水压力作用下细粒砂岩的蠕变曲线符合蠕变演化三阶段特征;随着渗流水压的逐级加载,瞬时轴向、横向应变和瞬时泊松比呈增大的趋势;随着应变的累积,横向应变量大于轴向应变量呈扩容效应,直至发生蠕变破坏;分级加载渗流水压力作用下渗流体积曲线呈线性演化。研究认为:渗透系数先瞬时减小后增大,初始渗透系数都具有记忆性,即岩石孔隙通道具有记忆特征,孔隙通道经过变形→闭合→冲蚀→形成新通道过程。     

黄土边坡框架预应力锚杆支挡结构的理论分析与工程实践

黄土边坡支挡结构的分析与设计是工程设计的一大难题。作为一种新型支挡结构，框架预应力锚杆支挡结构还没有一种系统的计算方法。文中合理选取了框架预应力锚杆支挡结构的土压力计算模型和框架、锚杆的计算模型，并提出采用力法求解框架和锚杆的内力。另外，推导了结构的基础埋深和稳定性极限平衡分析的计算公式，为框架预应力锚杆支挡结构的设计提供了理论依据。用本文方法设计的多个高边坡经使用证明安全可靠，并具有良好的经济效益。本文提供的方法为黄土边坡支挡结构设计提供了一种新的途径。     

砂岩路堑边坡坡面动力响应规律研究

采用线弹塑性砂岩路堑边坡模型和有限元分析方法对碎石土砂岩路堑边坡以及顺层砂岩路堑边坡进行时程分析,通过研究水平和竖直方向峰值加速度放大系数与路堑边坡坡面相对高程之间的关系,得出水平方向峰值加速度放大系数随着相对高程的增加而不断增加,竖直方向峰值加速度放大系数随着相对高程的增加而不断减小或者先减小后增加的结论.同时也发现峰值加速度放大系数的变化速率不仅与路堑边坡岩层交界面有关,还与其力学属性有关;在岩层交界面附近水平方向和竖直方向峰值加速度的放大效应明显;砂岩路堑边坡在新鲜岩层表现出较小的放大效应,而在风化程度越高的岩层,其放大效应越大.     

土钉施加预应力对排桩复合土钉支护的影响分析

针对排桩与土钉相结合的一种新型基坑复合支护形式,研究了土钉施加预应力对其受力变形及整体稳定性的影响。采用ABAQUS有限元软件建立排桩复合土钉支护基坑三维数值模型,模拟分析了土钉预应力施加位置和大小对土体的侧移及沉降、排桩侧移、土钉轴力、排桩桩身弯矩及基坑整体稳定性的影响。结果表明,施加预应力的土钉位置越靠近基坑边坡上部,对限制基坑侧移、减小坑后地表沉降作用越明显,且影响程度随施加的预应力增大而增大;土钉施加预应力使得其他排土钉轴力减小,轴力峰值点后移,且对上一排土钉影响最为明显;土钉施加预应力后,排桩桩身轴力变化很小,排桩复合土钉支护基坑整体稳定性亦基本不变。排桩复合土钉支护可通过对基坑边坡上部土钉施加预应力,以进一步控制基坑变形,土钉施加预应力难以提高支护体系的整体稳定性,但有利于增加排桩间土体的局部稳定性。     

输电铁塔岩石锚杆基础承载性能及影响因素试验研究

岩石锚杆基础是近期送电线路基建推广应用的主要基础型式之一,针对某500kV送电线路途径的强风化、中风化岩层广泛分布的地质条件,选取典型场地分别进行了单锚、直锚和承台式群锚等三种型式的岩石锚杆基础的现场真型试验,得到了试验基础的位移随荷载变化关系和极限承载力,其承载力满足该500kV送电线路基础承载设计要求.基于荷载与位移关系曲线,分析了岩石锚杆基础承载特征,及锚杆尺寸、基岩风化程度和群锚效应对基础承载力的影响规律,研究表明:承载力随锚杆和锚筋直径的增大而增大;锚杆存在有效抗拔锚固深度,超过该深度时增加锚杆埋深对提高承载力效果不明显、岩石风化程度对锚杆承载力影响较小、群锚效应对群锚基础无影响.     

框架预应力锚杆加固多级高边坡地震响应数值分析

依托实际工程,基于Geostudio岩土分析软件,建立了框架预应力锚杆加固多级高边坡的动力分析模型。通过设置边界条件,输入水平地震作用,分析了边坡在地震作用下的位移响应、速度响应、加速度响应和锚杆轴力响应。结果表明:水平地震作用下,边坡内的位移、速度、加速度和锚杆的轴力等均随地震持时呈波动性变化。水平位移随时间变化显著且具有累积效应,边坡水平位移远大于竖直位移。坡体临空面水平加速度幅值明显增大,临空面对地震加速度具有放大效应。边坡总应力从坡底沿坡高递减,在坡底总应力最大。预应力锚杆的自由段与锚固段轴力均随地震持时波动性变化,自由段轴力较大,锚固段轴力沿远离自由段方向递减。分析结果可为框架预应力锚杆加固多级高边坡的地震响应提供一定的依据。     

桩锚式边坡支护结构CAD系统的研究

对重庆地区最常见的桩锚式边坡支护结构设计过程进行了分析,并采用了有限单元法对结构进行了整体内力计算和锚杆、竖桩、挡板设计。使桩锚支护结构的设计更为合理、经济、快捷、方便。为此研制了计算机辅助设计系统,在该系统中开发了前后处理、结构计算、强度计算、计算机成图与绘图,并用于工程实践,取得了较好的效果。     

预应力锚索在漳诏高速公路边坡防护工程的应用

在公路建设的边坡工程中,当潜在滑体沿剪切面的下滑力超过抗滑力时,就会出现沿剪切面的滑移和破坏。为了防止这种滑移和破坏,保持边坡的稳定,常采用大量削坡和设置桩墙支挡结构的方法,但在许多种情况下,以上方法往往是不经济或不可实现的,而预应力锚索以其诸多优势开始在边坡防护中得到应用。本文以漳诏高速公路预应力锚索边坡防护为实例,介绍预应力锚索的施工技术。     

某膨胀土挖方边坡的综合处治

结合膨胀土挖方边坡治理实例,对包括膨胀土边坡支护理念问题、膨胀土强度取值问题、边坡稳定性分析及优化设计问题、扩底锚杆工艺及其试验研究问题、坡面防护问题等进行研究,其中对膨胀土地层扩底锚杆试验研究表明,浇筑完毕后未经降雨影响的试验锚杆,扩底锚杆比非扩底锚杆锚固力提高不多;但降雨浸泡后,非扩底锚杆锚固力会大幅度下降,扩底锚杆锚固力下降不明显,说明扩底锚杆在膨胀土地层中的应用是成功的。     

预应力锚杆柔性支护技术的数值分析

对深基坑支护的一种新技术——预应力锚杆柔性支护法作了简单介绍。运用有限差分方法对其进行了分析研究，并与相同条件下的土钉支护进行了比较分析，计算表明预应力对基坑潜在滑移场的控制是非常有效的。基于改进的杆系有限元法，通过实际工程对预应力锚杆柔性支护技术进行了数值计算，得到了预应力值对基坑位移的影响曲线及锚杆轴力的分布规律，并与现场监测进行了比较，验证了程序计算的正确性。通过数值分析，体现了该技术在严格控制基坑变形、超深基坑支护方面具有明显的优越性。     

框架通风锚管多年冻土边坡新型支护结构的提出及通风能力初探

针对寒区冻土边坡失稳普遍采用被动技术治理的缺陷，基于“主动降温保护冻土”的理念，结合通风管和框架锚杆各自的优势，提出一种具有主动降温、减胀、支挡锚固功能一体化的多年冻土边坡新型支护结构，对其构造和工作原理进行了阐述；在考虑风速阻力损失的情况下，根据结构自然通风的驱动力和结构风场压差的等量关系，得出结构内部的风速计算公式，进而评价通风锚管的通风能力。结合算例，采用有限元和理论计算的方法对结构通风能力及影响因素进行分析，结果表明：结构具有较好的通风能力，对保持边坡的稳定有利；风压差为结构自然通风的主要驱动力，沿程阻力损失为结构的主要风速损失；抽风弯管的设置显著提高了通风能力；结构通风的最优管径比为0.4~0.7；结构自由段长度越大，通风能力越弱。     

超深基坑复合土钉支护结构原位试验研究

通过对深圳假日广场超深基坑预应力锚索复合土钉支护结构进行全方位的原位测试试验,收集了关于土钉拉力、锚索应力、孔隙水压力、面层土压力的大量数据,旨在研究钉—锚—土三者的工作性状、相互作用机理,以及随基坑开挖、锚索张拉、降雨、卸载等外界环境变化对支护结构的响应规律。试验结果表明预应力锚索复合土钉支护结构具有开挖效应、时间效应、空间效应、降雨滞后效应;指出土钉拉力并非随基坑开挖深度递增,潜在滑移面并非通过基坑坡脚;揭示了预应力锚索的主要作用不在于分担或改善支护结构受力状态,而在于提高边坡抗滑移稳定性和减小边坡位移,并就设计和施工提出了一些合理建议和应注意的问题。     

灰质泥岩蠕变特性试验研究

为了研究灰质泥岩的蠕变特性,利用RLW-2000岩石流变试验机对灰质泥岩进行了分级加载三轴压缩蠕变试验。试验结果显示,随偏应力增大,灰质泥岩瞬时应变、蠕变应变及稳态蠕变率等均随之增大,且稳态蠕变率和偏应力的关系可用幂函数描述,但蠕变应变占总应变的比重增幅却非常缓慢;灰质泥岩蠕变过程具有非线性特征,其弹性模量随蠕变时间增加而逐渐减小,该变化过程可用Logistic函数反映。利用6元件扩展Burgers模型对试验结果进行了拟合,结果表明:拟合曲线和试验结果吻合良好,误差较小,说明该模型能够准确反映灰质泥岩的蠕变特性。     

关于《建筑边坡工程技术规范GB 50330—2013》的讨论

针对《建筑边坡工程技术计规范》(GB 50330—2013)中的一些问题进行了讨论。指出该规范的一些不足、不当及不对之处。指出关于锚杆的抗拉和从砂浆中的抗拔设计应当使用分项系数法,而不是安全系数法;在安全系数法设计中,抗力应使用极限抗力的标准值,而非设计值。该规范所列的一些主动土压力计算的半经验公式,主要是源于无限斜坡的朗肯土压力理论解,但主动土压力的方向不正确,会造成较大的误差。在饱和黏性土边坡的稳定分析中,使用饱和重度与固结不排水强度指标的水土合算是错误的,有害的。     

基于强度折减法的高陡边坡滑坡治理稳定性分析

针对三道庄露天矿观礼台下方发生的高陡边坡滑坡进行了稳定性分析,并论证了滑坡治理工程的效果。在实地勘探、实验室测试的基础上得到岩土体强度参数等数据,建立原始边坡有限元模型,再加入预应力锚索、锚杆、抗滑桩、挡土墙、灌浆浇筑等支护措施,基于强度折减法建立治理后边坡有限元模型,得出数值模拟结果。对比分析了边坡滑坡处理前后安全系数、塑性应变、位移、构件内力。结果表明:原始边坡安全系数为1.175,应变主要集中于边坡外部碎石、块石松散堆积体与内部中风化片岩交界处,滑移带位置浅; 边坡较易发生局部破坏,整体性及稳定性差; 经治理加固后,预应力锚索、抗滑桩等支护结构充分发挥加固作用,将外部松散堆积体与内部中风化片岩有效固定在一起; 边坡整体性提升,安全系数上升至1.452,边坡滑移带整体位置由浅入深,主要位于中风化片岩内,破坏类型转变为不易发生的整体破坏; 三道庄露天矿边坡下方高陡边坡治理工程效果良好,边坡稳定性得到显著改善。     

锚杆挡土墙设计

以某小区挡土墙设计为例,对桩背侧主动土压力计算,挡土板、梁、柱的内力及配筋计算,锚杆的锚固段长度计算等作了总结,同时归纳了一些设计数据,以确保类似挡土墙设计更加合理。