基于FLAC~(2D)的膨胀土边坡稳定性影响因素分析

膨胀土滑坡问题在工程建设领域出现的越来越多,准确地了解膨胀土土体各项参数对其稳定性有何影响显得尤为重要。以宿州至扬州高速公路天长段膨胀土边坡实例为计算模型,利用正交试验探讨了边坡土体天然密度、粘聚力、内摩擦角、弹性模量和泊松比对其稳定性的影响,得出了一些有意义的结论,为工程建设中膨胀土边坡设计和治理提供参考。     

基于强度折减法的土质边坡稳定性影响因素分析

为探讨不同因素对土质边坡稳定性的影响,根据北京地区典型地层的物理、力学参数,使用强度折减法对其进行研究,并采用灰色关联度理论对各个影响因素的敏感性进行分析,研究的影响因素包括边坡角度、边坡高度、土体黏聚力、内摩擦角、容重、弹性模量、泊松比和坡后荷载等。主要研究结论如下： 在各种影响因素中,土体的强度参数黏聚力和内摩擦角对边坡稳定性影响显著,其次是边坡的几何参数坡高和坡角,再次是土体的容重和坡后荷载,而弹性模量和泊松比对边坡稳定性无影响。     

非标准试验条件下水泥改良膨胀土抗剪指标影响研究

膨胀土具有明显的吸水膨胀和失水收缩特性,常会造成公路工程建筑物基础的倾斜、变形、边坡的失稳坍塌以及开裂等等一系列工程危害,目前很多公路工程中都会遇到膨胀土问题,对于大面积的膨胀土需采用改良方法改良其不良特性。文章以水泥为改良材料,在标准条件下土工直剪试验的基础上,通过改变试验条件,重点研究在非标准条件下改良后的膨胀土抗剪强度指标的变化规律。研究发现:掺入水泥能显著提高膨胀土的粘聚力和内摩擦角,随着水泥掺量的递增,粘聚力有很大幅度的提高,但内摩擦角增幅不大。剪切速率越小,土体粘聚力越小,内摩擦角越大;剪切速率越大,土体粘聚力越大,内摩擦角越小。上覆荷载越小,土体的粘聚力越小,内摩擦角越大;上覆荷载越大,土体粘聚力越大,内摩擦角越小。掌握这一规律后可根据工程中土体实际情况并结合具体工程要求,确定最佳的水泥掺量以及在最不利条件下测出土体的抗剪强度指标,为工程的设计和施工提供更可靠的安全参数。     

土体强度参数与边坡变形破坏研究

土体的稳定性在很大程度上取决于土的强度参数粘聚力c、内摩擦角φ值指标。应用数值计算分析了土体的c、φ值对边坡变形破坏及稳定性的影响;结合工程实践分析了降雨和开挖扰动对边坡土体c、φ值及边坡变形破坏的影响。     

重塑膨胀土直剪试验中的应力-应变曲线特性

通过不同干密度、不同初始含水率在施加不同压力下的重塑膨胀土的直剪试验,研究了南(宁)-友(谊关)路膨胀的应力-应变特性以及强度指标的变化情况。研究表明:干密度的增加能大幅提高土体的峰值强度,但对残余强度影响不大,土体的粘聚力与干密度成良好的指数关系,内摩擦角受干密度影响较小;随初始含水率增加,膨胀土体峰值强度的剪切位移增加,而峰值强度、粘聚力、内摩擦角有先增大后减小的趋势;垂直压力的增大对提高重塑膨胀土峰值强度和残余强度都有一定帮助。     

季冻区路基土抗剪强度指标变化规律研究

对试验路路基土进行室内不同条件下的快剪试验,分析含水率、压实度和冻融循环次数对3种不同类型土体抗剪强度指标的影响。结果表明:冻融循环作用能够使土体粘聚力降低,内摩擦角增大,其中粉质粘土的粘聚力受冻融作用影响最大,且各类土内摩擦角值在冻融作用下的增幅不大,经过6次冻融循环后,各类土体的抗剪强度指标趋于稳定;随着压实度的增加,各类土粘聚力和内摩擦角值都有不同程度的增加,且压实度对砂性土粘聚力和低液限粘土内摩擦角的影响最为明显;随着含水率的增加,土体粘聚力和内摩擦角都会降低,且粉质粘土的粘聚力和内摩擦角受含水率的影响最大。     

石灰改良膨胀土强度试验研究

以南阳某公路试验段膨胀土为对象进行石灰改良膨胀土强度试验,研究了无侧限抗压强度、内摩擦角及粘聚力与石灰掺量、养护龄期之间的关系。试验结果表明:无侧限抗压强度与石灰掺量成三次多项式关系,与养护龄期成线性关系,进一步给出了考虑石灰掺量与养护龄期的无侧限强度计算公式。内摩擦角及粘聚力与石灰掺量均成线性关系,内摩擦角与养护龄期成线性关系,石灰掺量为0时粘聚力与养护龄期成线性关系,石灰掺量不为0时粘聚力与养护龄期成二次多项式关系。石灰对改良膨胀土粘聚力的影响很大而对内摩擦角的影响很小,这是因为在石灰和膨胀土颗粒之间主要产生灰结作用和凝聚作用以提高膨胀土的抗剪强度。给出了最优掺灰量和最优养护时间。     

冻融循环作用下石灰改良粘土抗剪强度衰减规律

为研究石灰改良粘土经冻融循环作用后抗剪强度的变化规律,对不同石灰掺量最佳含水量下的土体进行了试验研究.试验结果表明:掺灰剂量在8％以下时,土体随掺灰剂量的增大其粘聚力和内摩擦角逐渐增大,随着冻融循环的次数增加粘聚力逐渐减小,内摩擦角逐渐增大;经历第一次冻融循环后的粘聚力衰减幅度最大,经历6次冻融循环后其值逐渐趋于稳定,各级掺量下的石灰土经冻融后粘聚力衰减比例均小于素土;各压实度土体抗剪强度指标随冻融作用其变化规律基本相同,土体压实度越大,粘聚力及内摩擦角变化率越小;掺灰剂量越大,粘聚力及内摩擦角变化率越小.     

基于强度折减法的公路边坡稳定性分析

为研究太行山高速公路邯郸段公路边坡稳定性及其典型路段的滑坡位移阈值,采用有限差分强度折减法,综合研究典型坡高、坡角、岩体黏聚力和内摩擦角对其稳定性影响,确定极限平衡状态下对应的岩体抗剪强度指标,通过与边坡岩体弹性模量的合理组合,确定边坡自重作用下临界位移阈值,研究结果表明：相同坡高和坡角时,边坡稳定系数随黏聚力增加呈近似线性增加,随岩体内摩擦角的增加,近似呈指数增加;保持坡角相同,黏聚力对坡高较低的边坡稳定性变化越敏感,内摩擦角对边坡稳定性相对不敏感;保持相同坡高,坡角越小或坡度越缓,则黏聚力对边坡的稳定性相对越不敏感;公路典型断面边坡二级平台和三级平台地表位移阈值分别为112 mm和103 mm。     

基于正交法的边坡安全系数敏感性分析

为研究影响边坡稳定因素,运用有限元软件ANSYS,并结合强度折减法建立合理模型,选择失稳判据为计算不收敛,将影响边坡稳定的主要因素重度、内摩擦角、黏聚力、变形模量、坡顶荷载采用正交分析法水平组合,进行各因素敏感性和显著性分析。结果表明:各因素敏感性依次为:内摩擦角 黏聚力 重度 坡顶荷载 变形模量,显著性为:内摩擦角、黏聚力,重度对边坡稳定性影响高度显著,变形模量与坡顶荷载对边坡稳定性影响不显著;黏聚力和重度之间有交互作用,因此,边坡稳定除考虑土抗剪强度影响,还应注意重度影响,使强度储备发挥到最大,同时还要考虑黏聚力和重度的交互作用。     

路基本体材料参数敏感性分析

为研究影响铁路轨道-路基结构动力特性的因素,文中通过有限元仿真分析,建立三维模型,研究路基本体材料不同的阻尼比、泊松比、弹性模量、黏聚力和内摩擦角参数下轨道-路基动力特性,对比分析各参数对轨道-路基动力特性影响程度。结果表明:各结构层动力特性对路基本体材料参数的敏感性依次为弹性模量、凝聚力和内摩擦角、泊松比、阻尼比。     

基于可拓学理论的顺层岩质斜坡稳定性评价研究

影响斜坡变形破坏模式的主要因素有斜坡坡高、开挖坡角、软弱夹层的粘聚力和内摩擦角、地震烈度、降雨、弹性模量、岩石的重度等方面。文中以这些因素为物元,提出稳定性评价的物元关联函数及物元关联度的计算方法,建立了合适的分类标准,引入AHP(层次分析法)求权重。运用可拓学理论对顺层岩质斜坡开挖后的稳定性进行评价。     

石屑改良膨胀土的剪切特性试验研究

为了研究石屑作为膨胀土物理改良材料的可行性,通过直剪试验研究了石屑掺量、初始干密度对石屑改良膨胀土的抗剪强度及其指标的影响。结果表明:石屑可显著改善膨胀土的抗剪切性能,但石屑掺量、初始干密度对膨胀土的抗剪强度参数和抗剪强度的影响各异。过大的石屑掺量会降低膨胀土的黏聚力,提高膨胀土的内摩擦角,但降低膨胀土的抗剪强度。提高初始干密度可提高膨胀土的黏聚力、内摩擦角和抗剪强度。在石屑改良膨胀土路基施工中,适宜的石屑掺量和较高的压实度,对提高石屑改良膨胀土路基施工质量有利。     

石灰改良膨胀土强度影响因素研究

依托新建天门至潜江铁路路基工程，采用直剪试验，研究石灰改良膨胀土强度与干密度、含水率、石灰掺量、养护时间的关系。结果表明:干密度、含水率、石灰掺量、养护时间均影响石灰改良膨胀土剪切强度。其中，干密度、含水率、养护时间主要影响黏聚力，石灰掺量主要影响内摩擦角，另外养护时间对黏聚力的影响比对内摩擦角的影响大，黏聚力在3~15天内变化最快，后期黏聚力变化趋于缓慢。     

干密度对海相及河相软土邓肯—张模型参数的影响

通过三轴排水剪试验研究了海相及河相软土的工程特性,并将试验结果用邓肯-张模型进行整理分析,获得了海相及河相软土的邓肯-张模型参数随干密度的变化规律。试验结果表明,随着干密度增大,海相及河相软土的粘聚力和内部摩擦角都有增大的趋势,切线弹性模量和切线体积模量均随着干密度的增加而增大。     

顺层边坡首次破裂长度及影响因素分析

依托仁沐新高速公路平乐互通顺层边坡治理工程,采用二维有限元模型对坡体位移及应力进行数值模拟,给出首次破裂长度的确定方法;并进一步研究岩土体力学参数及边坡几何尺寸对首次破裂长度的影响规律。研究结果表明:塑性区破坏长度即顺层边坡的首次破裂长度;边坡稳定性越差,首次破裂长度就越大;滑面黏聚力和内摩擦角与首次破裂长度负相关,滑体弹性模量、滑面弹性模量、滑体厚度及滑面倾角与首次破裂长度正相关;其影响权重为:滑面倾角＞滑体厚度＞滑面内摩擦角＞滑面黏聚力＞滑面弹性模量＞滑体弹性模量。     

围岩力学参数对小净距隧道初期支护受力影响的研究

以青岛地铁8号线胶州湾海底隧道工程为依托，研究各围岩力学参数在小净距隧道开挖过程中的重要程度。根据控制变量法选取了弹性模量，泊松比，黏聚力和内摩擦角进行数值模拟研究。运用三维有限差分模型，对泵站施工进行了模拟计算。结果表明:两侧隧道的最大主应力和周边位移随泊松比的增大而增大，随弹性模量等参数的增大而减小；隧道结构力学响应对内摩擦角的变化最敏感，对于应力方面，泊松比变化最不敏感；对于侧面竖向位移方面，黏聚力最不敏感。