驿宛高速公路路堑高边坡监测与稳定性评价

结合驿宛高速公路一段路堑边坡,介绍了以监测锚杆受力情况判断边坡潜在滑移面和评价边坡稳定性这一新方法,并在工程中应用.同时,运用FIAC软件对边坡的稳定性进行了数值模拟计算,通过现场监测和数值模拟,判定边坡稳定状态,分析变形发展原因,并对支护效果作出评价.     

陡倾顺层边坡倾倒变形处治技术

广西伶站服务区路堑边坡为薄层陡倾顺层结构边坡,减速车道路堑施工期间,该段边坡产生倾倒变形破坏,进而引发滑移.描述了该边坡的地质条件,阐述了软岩陡倾边坡倾倒变形过程特征,计算并分析了倾倒边坡的稳定性,提出了相应的处治方案,同时通过现场监测说明处治后边坡安全稳定性较好.     

高填方边坡动力响应变形特征数值模拟分析

依托西部某高原机场工程案例,开展高填方边坡动力响应变形特征数值模拟分析。结果表明：边坡动力响应呈现坡顶最剧烈,坡脚次之,中部最弱,位移和加速度具明显的高程放大效应的特征,并与地下水工程效应密切相关;强震作用易引发填方边坡产生过大沉降、不均匀沉降及侧向变形会导致边坡开裂、隆起,甚至大规模滑移,影响边坡的稳定性。     

边坡稳定性监测技术在晴兴高速公路上的应用

现场监测是预测边坡变化趋势的一种十分有效的方法.结合晴兴高速公路四官寨隧道进口右侧挖方边坡工程实例,介绍将监测技术应用于边坡稳定分析中的深层土体水平位移监测和坡体水平与竖向位移监测,并基于监测结果提出边坡稳定性建议及措施.     

软硬岩互层式复合岩层边坡稳定性分析及其加固技术研究

复合岩层边坡稳定性一直是土木工程建设者所关注的热点问题。文章以软硬岩互层式复合岩层边坡为研究对象,对其变形破坏机理、破坏模式进行了研究,并分析了边坡稳定性影响因素;采用大型通用有限元软件 ABAQUS 对垄茶高速公路典型复合岩层边坡进行了稳定性分析计算;最后针对复合岩层边坡特点,提出了“基脚挡墙、深层锚固、浅层防护”的加固方案。研究结果表明,软硬岩互层式复合岩层边坡变形破坏模式可分为滑移-拉裂-剪断破坏、平面旋转式的滑移-拉裂破坏、弯曲-倾倒破坏及块体滑移破坏四种类型;影响边坡稳定性的因素主要包括结构面、地层岩层、水及风化作用;复合岩层边坡综合加固方案能有效地提高边坡的稳定性,确保边坡在运营过程中的稳定性。文章的结论对以后类似工程的建设具有较好的指导意义和应用价值。     

基于无线传感网络的公路边坡监测及临滑预警研究

经过分析目前国内外滑坡监测现状及问题,总结了公路边坡发生滑塌的形成条件和机理,提出了基于无线传感网络的滑坡监测及临滑期预警系统架构,为公路边坡的实时监测和在线分析提供更高效、智能化解决方案;基于工程实践提出了三维激光测距收敛变形仪、高精度区域雷达定位、滑移体表层+浅层相对位移监测、滑移体下滑力分力及变形量监测等滑坡监测方法,作为对传统滑坡监测手段的有效补充。     

深路堑边坡稳定性分析及防护对策研究

以三施高速公路某深路堑边坡为工程背景,建立软岩、切向-顺层边坡工程地质模型,运用理论分析、工程计算并结合地层构造情况,研究边坡3种潜在滑移模式。结合赤平投影法对边坡稳定性进行评价,计算3种滑移面下边坡各处剩余下滑力,分析其与距滑坡后缘距离、滑坡几何体积之间的关系。最后在以上分析计算基础上对边坡防护方案进行研究,并提出了有效的防护对策。     

边坡滑动面三维空间有限元分析

提出了一种用三维潜在滑移面法分析三维边坡滑动面及稳定性的新方法,该方法根据弹塑性有限元的应力分析结果,用数值积分方法确定边坡的潜在滑移面、最危险潜在滑移面和边坡稳定性安全系数,具有充分的理论依据。通过对大量三维边坡实例的稳定性安全系数及最危险滑动面的分析得出,三维边坡按平面边坡处理会引起较大的分析误差,三维边坡应该按三维问题进行分析。     

基于FLAC3D和BP神经网络的边坡抗剪强度参数反演分析

针对静态强度参数无法反映不同位移下动态衰减过程的问题，提出利用位移直接判断安全系数大小的方法。通过定期监测实际边坡位移，建立FLAC3D三维边坡模型计算获得样本数据，同时建立BP神经网络反分析模型，经样本数据训练后反演得到变化位移下抗剪强度参数，然后基于反演的参数计算了边坡安全系数，同时拟合得到了安全系数与位移间的定量函数关系，从而实现了边坡动态稳定性分析。结果表明：(1)位移与抗剪强度参数之间具有较高的关联性，尤其是内摩擦角对位移变化的敏感性较高；(2)通过FLAC3D模拟了滑坡形成过程中滑面不同位置位移变化，依此确定边坡破坏模式为滑移-拉裂型；(3)通过反演直观呈现了抗剪强度的衰减和安全系数的降低过程，基于动态安全系数与监测位移拟合所得的理论公式可较为准确反映不同位移下边坡安全系数的大小，具有一定的工程适用性。     

基于支持向量机和改进BP神经网络的路基边坡稳定性研究

针对京新高速公路项目在建设中遇到的裂缝、滑移、倾倒等大量边坡稳定性问题,为了探讨边坡岩土体参数与边坡稳定性间的相关关系,以及保证研究项目路段在运营期间的行车安全,实现公路网尤其是山区公路的安全、高效、便捷运行,在已有研究的基础上,分别建立了支持向量机以及附加动量因子mc而改进后的BP神经网络两种边坡稳定性预测模型。通过引入45个训练样本,对5个工程边坡实例的安全系数进行预测计算,分析了两种模型的平均误差和最大误差,比较了两种模型的预测精度和适用范围,并且对京新高速公路胶泥湾至冀晋界路段的工程边坡稳定性进行了预测。结果显示,样本训练阶段,支持向量机和BP神经网络两种模型均具有较高的模拟精度,而BP神经网络更优;在样本预测阶段,支持向量机的预测精度明显优于BP网络;当随着样本容量不断增大时,两种计算模型的预测精度也逐渐提高;通过结果可以得出,支持向量机预测模型有较强的外推能力和预测计算的有效性,可以更好地描述边坡稳定性复杂的非线性关系,更适用于边坡稳定性的预测分析。     

公路岩质边坡稳定性评价的能量法研究

针对公路岩质边坡稳定性分析评价问题,根据能量法原理和塑性极限分析上限定理,建立了岩质边坡平面滑动的屈服机构.在刚塑性假定条件下,视岩质边坡的滑体为刚体,没有内能耗散,视滑面为塑性区,能量耗散主要集中在滑面上,根据能量法可以得到简化后的虚功率方程.综合考虑作用在岩质边坡上的后缘裂缝静水压力、沿滑面扬压力、重力、水平地震惯性力、锚固力等外力,按照强度折减法,推导得出了公路岩质边坡稳定性评价的能量法上限解.通过典型算例,将能量法上限解和刚体极限平衡法稳定系数计算结果进行了对比分析.     

基于锚杆监测的单滑动面边坡动态预警分析及安全分级

为完善边坡锚杆监测预警理论及促进锚杆监测法的广泛应用,基于锚杆实际受力特征和边坡不稳定演变规律,开展研究以确定监测锚杆预警阈值和单滑动面边坡安全分级。首先,对于锚杆监测单滑动面边坡,待加固锚杆及监测锚杆施工完,锚杆灌浆体强度已稳定,将短时间内应力调整及变形发展稳定后的边坡状态定义为边坡初始监测状态。接着,考虑滑动面的抗剪强度参数、滑动面上水压力和地震的不利演变,开展平面应变数值模拟预演分析,获得相对于边坡初始监测状态的监测锚杆轴力增量和序列。再相对于边坡初始监测状态,采用边坡极限平衡稳定分析法分别获得不利演变导致的边坡滑动力增量和抗滑力减少量,从而拟合二者与监测锚杆轴力增量和的函数,并建立边坡动态稳定系数与监测锚杆轴力和的计算公式。根据《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330—2013）等关于边坡安全等级和预警的规定,将锚杆监测边坡预警等级划分为：蓝色无警、黄色预警、橙色预警和红色预警。最后,设计了锚杆监测单滑动面边坡算例及2个不利演变独立工况,阐述了采用该方法进行边坡动态预警分析及安全分级的流程。结果表明：针对类似边坡,先结合已有相关资料合理预判边坡影响因素的不利演变规律,再采用该方法进行分析,可达到良好的预警效果。     

土工格室加筋土等效强度计算方法研究

基于极限平衡理论,运用边坡稳定分析软件ZSlope进行数值模拟,分析了土工格室垫层对边坡安全系数及临界滑动面的影响。结果表明:土工格室加筋层对边坡安全系数有比较明显的提高,加筋后边坡的滑动面向坡体内部移动,滑楔体尺寸变大。在此基础上,探讨了将土工格室加筋边坡等效为素土边坡进行计算的一种方法。     

膨胀土径向条分法边坡稳定性研究

以Bishop条分假设为出发点,基于Mohr-Coulomb塑性本构关系,建立直角坐标下膨胀土边坡稳定性计算模型。基于滑面为圆弧的假设,计算所有潜在滑面相应的安全系数,以此获得了最小安全系数,进而确定了最危险滑面半径及圆心位置。然后,依据Bishop法所得的最危险滑面半径和圆心坐标,推导极坐标下最危险滑面方程。结合能量守恒思想,引入径向条分法对圆弧面进行划分,基于虚位移原理分析了坡体重力势能以及滑面摩擦力、黏聚力、膨胀力产生的耗散功,据此确定径向条分能量法下膨胀土边坡安全系数。最后,通过算例与传统Bishop条分法进行对比,发现两者所预测的边坡稳定性系数随膨胀力的变化趋势一致,并通过有限元方法进行了对比验证;径向条分能量法有望为膨胀土边坡稳定性分析提供数据积累和方法依据。     

崇遵高速三合头滑坡综合治理研究

分析了滑坡成因,并对其稳定性进行了评价。融深层侧向位移监测于工程地质勘察,明确了滑坡的主滑方向,准确定位了主滑动面。现场取样,经土工试验,确定了滑带土的密度P、内聚力c的取值。通过反分析法,在安全系数k=0．95的条件下,反算内摩擦角p的取值。根据滑坡剩余下滑力的大小,创造性地建立了h型抗滑桩模型,对滑坡进行分区综合治理,并取得了良好的效果。该滑坡的成功治理方案,为治理大推力滑坡提供了宝贵的借鉴。     

山区斜坡基底高填方边坡支护工程研究

依托某山区机场斜坡基底高填方边坡支护工程,运用midas-GTS有限元程序建立数值计算模型,对整体边坡稳定性、差异沉降、支护设计方法等进行研究分析。结果表明:通过优化边坡坡率、增设锚索抗滑桩和提高填筑体施工质量等方法,有效提高边坡整体稳定性,后期监测数据显示边坡整体稳定性良好。     

“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。     

中云台山超高岩质路堑边坡设计和稳定性分析

连云港东疏港高速公路中云台山路堑段最高岩质边坡高194 m,是目前国内高速公路最高的岩质边坡之一。采取工程类比法、赤平极射投影图解法、极限平衡法、楔体滑动分析法、有限元法等多种计算方法对中云台山路堑边坡稳定性进行计算分析,综合评价边坡的整体稳定性和楔体稳定性。根据边坡整体和局部稳定计算结果,设计了多层次防护方案。在施工过程中对边坡进行全方位安全监测,根据监测结果和现场开挖所揭示的地质信息进行动态设计,保证了超高岩质边坡的稳定性。通车运行6年多来,边坡稳定性良好。     

含软弱土层边坡稳定性分析的全局滑面自动搜索技术

提出了一种用于边坡稳定性分析的全局滑面自动搜索技术,首先采用三角网格进行了边坡土层的几何离散,然后,结合蒙特卡洛法等角/等边逐段扫描与模拟退火法,构建了全套的边坡全局临界滑面搜索扫描算法。以Fortran和Matlab为计算手段进行联合编程,采用简明Morgenstern-Price法进行了边坡稳定性分析计算。通过选用3个算例进行了算法的可靠性验证,计算结果表明:截面三角网格划分方法具有良好的适应性,能较好地对不规则层位几何形状进行离散;多段折线滑面具有较圆弧滑面更为优秀的极限滑面定位功能,其安全系数随着滑面段数的增加会逐步达到收敛;本搜索方法可不依赖于工程师经验进行多段折线初始滑面的大致范围选择,其能快速地、全自动地进行由弱到强不同复杂土质情况的边坡稳定性计算分析,并能找到全局临界滑面与安全系数。     

某软土地铁车站基坑纵向滑坡事故分析

狭长形地铁车站基坑在分层开挖过程中会形成临时纵向多级边坡。当挖方边坡位于软弱地层时,如果设计或施工不当将会面临基坑纵向失稳风险。针对某软土地铁深基坑纵向滑坡事故案例,在考虑参数变异性的基础上利用极限平衡法对坑内临时边坡展开调查分析,并从工程角度对土坡发生深层滑移破坏的原因进行探讨。调查结果表明： 第1级边坡的坡度是影响整体稳定性的关键因素,1∶1.75（V∶H）的施工坡度不能满足下卧软弱淤泥质土条件下该局部边坡的稳定性（失稳概率高达88.92%）,只有当坡度缓于1∶3时才能保证安全。为防止此类临时挖方边坡失稳,最后给出考虑土体强度参数变异性的最优边坡坡度。