某开挖边坡应力分析

介绍了某边坡地质特征,在此基础上应用有限元法分析了该边坡应力场,并着重对比边坡开挖前后应力场变化,描述了应力集中现象及应力分布特征.最后给出了该边坡支护加固措施的建议.     

开挖工程对岩土体渗透特性影响分析

基于渗流场-应力场耦合理论,分析了开挖工程对岩土体渗透特性的影响,通过算例数值模拟对分析结果进行了验证,并得到了基坑、边坡和地下洞室开挖过程中渗流场中的自由面和溢出点位置和水力梯度的变化规律。结果表明:有限元模型边界条件、岩土体渗透系数、工程开挖均对渗流场分布及流态和研究区域应力分布有较大影响。     

岩质边坡锚杆框架梁加固的有限元分析

针对石家庄至武汉铁路客运专线岩质边坡,采用有限元数值计算方法分析了锚杆（索）框架梁加固岩质边坡的受力情况.得到了边坡位移场和应力场分布规律和锚杆（索）轴向力的大小.计算结果表明：实际工程中采用锚杆、预应力锚索加抗滑桩这种新型的复合式支护结构能有效地限制边坡的水平位移,提高边坡的稳定性,锚索的布置和预应力设计值大小显著影响坡体内部的位移及应力场分布,研究结论对岩质边坡的工程设计具有一定的借鉴意义.     

渗流-应力耦合效应对非饱和土边坡稳定性影响分析

基于VG模型得到土-水特征曲线与渗透系数函数曲线,通过建立有限元数值分析模型,采用有限元软件SIGAM/W与SEEP/W分别进行渗流-应力耦合分析与只考虑渗流的非耦合分析,将得到的渗流场与应力场导入SLOPE/W计算安全系数并对土坡内应力应变进行分析,研究耦合效应对边坡稳定性影响的相关规律。结果表明,渗流-应力耦合效应使得土体中雨水下渗速度更快,土中基质吸力消散更快;降雨对土坡稳定有不利影响,耦合分析土坡安全系数比非耦合分析小,耦合效应对非饱和土边坡稳定性影响不可忽略;降雨入渗条件下,土坡浅层出现应力集中现象,湿润锋深度处出现应力集中带,土坡易发生浅层破坏;坡脚水平位移比坡顶大,土坡失稳多从坡脚开始。     

基于弹塑性有限元的深挖路堑碎裂岩质边坡稳定性分析

西部地区地形地质条件复杂,对于岩体破碎、裂隙发育的边坡,前期地勘和试验工作获取到的信息非常有限,难以确定岩体力学参数统计特征。本文结合边坡施工开挖逐步揭示的工程地质信息,建立切合工程地质特征的三维弹塑性有限元模型,模拟边坡开挖过程对工程岩体岩石力学参数进行反分析,对比开挖过程测斜监测获得的位移变形,获得了接近实际情况的最优计算参数,并利用获得的参数分析边坡的稳定性,预测开挖加固效果。结果表明,采用基于弹塑性有限元的边坡稳定性分析是有效可行的,可以计算得出岩体位移场,应力场的变化特征,揭示边坡开挖变形的内在机制。本研究为复杂地质条件下信息化施工设计提供了一种新方法。     

大温差条件下港口门座起重机结构温度场应力分析

为研究由太阳辐射引起的短期温度效应对我国北方地区冬季日照温度场下港口门座起重机结构应力及结构变形的影响,首先采用试验的方法对该日照温度场下港口门座起重机的温度场分布规律进行了分析;然后,运用ABAQUS有限元分析软件对港口门座起重机实际温度场下和假设温度场下的结构应力场进行有限元仿真分析,通过将港口门座起重机实际温度场下的结构应力场仿真结果与实际试验应力数据进行对比,验证了有限元仿真分析的可靠性;通过将港口门座起重机实际温度场下的结构应力场仿真结果与假设温度场下的结构应力场仿真结果进行分析,得到了太阳辐射引起的温度效应对港口门座起重机结构应力场的影响规律。     

降雨条件下非饱和土边坡流固耦合数值模拟

在传统的应力平衡方程基础上,结合岩土介质饱和-非饱和渗流理论,考虑边坡岩土体的非饱和性及渗透系数的非线性特征,建立了渗流场-应力场耦合方程,并将其时间、空间离散后得到增量形式的有限元方程组.结合数值算例,对降雨条件下非饱和土质边坡进行了流固耦合分析.研究结果可为降雨条件下边坡稳定性分析和滑坡预测提供技术支持.     

露天矿边坡注浆帷幕止水效应数值模拟

以某南方富水石灰石矿为工程背景,研究了注浆帷幕的止水效应。取该石灰石矿某典型边坡横剖面,建立了FLAC~(3D)流固分析数值模型,研究了开挖和渗流作用下边坡应力、边坡变形及孔隙水压力的变化特征。数值模拟分析结果表明:边坡应力、边坡水平位移和孔隙水压力均随着高程的降低而减小;在同一高程下,边坡开挖侧的孔隙水压力相对较小,说明注浆帷幕可有效减少水的渗入量,这对于露天矿业的安全开采和控制周边环境具有重要意义。     

山岭浅埋隧道进洞方案优化与洞口段稳定性分析

若隧道洞口开挖时未采取合理的边坡加固措施，易导致边坡产生开裂、滑坡甚至崩塌等危害.以格鲁吉亚F3标5号公路隧道为背景，探讨了隧道洞口在微型桩墙支护和锚网喷支护两种加固方案下，隧道开挖引起的围岩位移场及应力场变化特征.利用有限元分析软件MIDAS-GTS建立三维模型，模拟隧道施工过程，并结合实际工程监测数据，对比研究了两种支护方案优劣性.结果表明：锚网喷支护方案围岩最大横纵向位移分别为3.55 mm和8.73 mm,最大拉应力为1.91 MPa;衬砌沿隧道开挖方向的最大弯矩为33.71 kN·m,最大横向位移为3.55 mm.锚网喷支护方案较微型桩墙支护方案更为有效，显著提高了洞口边坡稳定性.因此，锚网喷支护方案在该地形中更具合理性.其结论对山岭地区公路隧道的建设提供一定的指导作用.     

鲁坨路路堑边坡爆破应力波传播规律

为了解决边坡岩体内爆破应力波与介质相互作用以及爆破荷载作用下边坡动力稳定性问题,依托鲁坨路路堑边坡爆破工程,在现场爆破振动测试的基础上采用数值模拟的方法对边坡坡面以及岩体内部质点的振动速度、应力场等分布规律进行深入研究.结果表明:1)对于坡面质点,水平爆心距与高程的增加均会使爆破峰值振速总体呈衰减趋势,但台阶边缘"鞭梢效应"明显,且距离爆源越近,峰值振速放大系数越大. 2)边坡台阶坡角处应力集中显著,但峰值应力与峰值振速并非在同一位置出现.因此,不能将台阶外缘峰值振速作为评价边坡稳定性的单一指标. 3)对于岩体内部质点,爆破振动响应也随爆心距的增大逐渐衰减,但坡面和岩层分界面对应力波的反射叠加会造成岩体质点的峰值振速和应力均有所放大.     

锦屏一级水电站左岸边坡高地应力区卸荷松弛特征及其控制措施

岩体开挖卸荷松弛效应对边坡的稳定性影响巨大,如何控制岩体卸荷松弛程度非常重要。以锦屏一级水电站左岸高边坡为研究对象,区域3维地应力场反分析结果表明:工程区域内地应力水平较高,水平构造应力较大,河床处的最大主应力达到40～50 MPa。施工期声波波速及钻孔变模的测试数据表明:边坡高地应力区的岩体卸荷松弛现象非常明显,岩体卸荷松弛深度随着地应力的增大而增大。边坡高地应力区开展的先挖后锚和先锚后挖的两种岩体卸荷松弛控制试验表明:先锚后挖能够有效地改善岩体的应力释放,同时能够较好地控制岩体的变形。     

某偏压连拱隧道分步开挖时边坡位移响应分析

采用现场监测和数值模拟2种方法,对偏压连拱隧道分步开挖过程的边坡位移响应进行对比分析,结果表明:在隧道分步开挖过程中,1)隧道正上方位置边坡沉降变化最为明显,谷侧隧道上台阶开挖步为对沉降影响最为明显的开挖步;2)隧道正上方中间部位及边坡下部水平位移较大,边坡上部较小。谷侧隧道上台阶开挖步为对水平位移影响最大开挖步;3)边坡地表位移有增大趋势。开挖对边坡体位移的影响范围从隧道向上直至边坡自由面,在其他方面约为3倍隧道尺寸。其中,隧道正上方地表位移量远大于边坡上部与下部位置,谷侧隧道上台阶开挖步为边坡中部地表位移影响最大的分析步。     

浅埋岩体隧洞初始地应力场位移反分析方法研究

对于隧洞开挖数值计算问题,能否合理的模拟初始地应力场是技术关键.由于在浅埋岩体隧洞数值计算过程中,初始地应力场控制隧洞围岩变形规律,岩体力学参数控制围岩变形大小.根据初始地应力场的数值计算方法,假设垂直方向的初始地应力为岩体自重,在考虑两个水平方向的初始地应力不相等基础上,提出了以开挖相对位移比例和开挖相对位移增量比例为对象的浅埋隧洞初始地应力场反分析方法,并且通过-简单隧洞反分析实例,说明了该方法简单易行、结果合理,符合工程实际.     

小湾拱坝坝基开挖及加固的三维弹粘塑性有限元分析

采用三维弹粘塑性有限元法对小湾拱坝坝基开挖及加固进行了分析,计算了初始地应力和渗流场的作用,模拟了分步开挖的过程,考虑了锚杆和锚索的加固效应,评价了爆破松弛对边坡稳定的影响.计算结果表明,边坡整体是稳定的,开挖设计合理,锚固措施得当.由于安全系数并不高,故提出了相应的建议,以进一步提高开挖边坡的稳定性.     

航运码头边坡影响因素分析及影响规律研究

码头工程结构复杂、自重大、受力集中，往往给码头地基基础造成极大的负担，严重影响航运码头边坡的稳定性．以江苏省连云港港疏港区某沿海航运码头为例，结合二维数模计算结果以及大量实测资料，对航运码头边坡影响因素及影响规律进行了分析，发现整个施工期内码头边坡土体的水平位移码头后方堆载引起的水平位移、码头打桩引起的水平位移以及码头边坡开挖引起的水平位移这三部分组成，且这三个因素对码头岸坡稳定的影响作用逐次减小．     

基坑开挖与围挡支护的数值模拟研究

为了研究基坑开挖及围挡支护对周围土体的影响,以某地铁站工程为例,采用有限元软件对基坑开挖及围挡支护过程进行模拟。结果表明:在坑底和边坡区域容易出现应力集中的现象,最大主应力主要集中在坑底和围护结构的两侧;基坑底部和基坑周围的土体有明显的隆起,最大水平位移发生在基坑的上半部分。     

深基坑钢支撑预加力对围护墙变形影响

深基坑工程的钢支撑轴力初始实测值时常小于设计预加力。预加力的不足严重影响钢支撑的支撑效果,是造成深基坑围护墙出现较大变形的一个重要因素。以南京某地铁车站深基坑工程为例,运用Midas GTS软件建立二维数值计算模型。基于现场监测数据与数值计算结果,验证了计算模型与参数的合理性;分析不同预加力值对围护墙水平位移值、钢支撑最终轴力值的影响。研究表明：预加力是克服钢支撑的理论抗压刚度小的有效方法,是提高钢支撑的实际抗压刚度的手段;以钢支撑轴力设计值为参考,预加力比值与围护墙深层水平位移最大值具有负线性关系,对支撑轴力最终值的影响不显著;从施加的预加力效果看,预加力比值为40%时,经济性最佳。最后提出了低、高双向预警和对应的预加力取值方法。