开挖深度悬殊的相邻基坑的支护稳定分析

按小变位土压力理论，对深浅悬殊的毗邻基坑提供考虑整体位移的稳定分析方法，由实测证明该方法的可靠性，并讨论相关的设计注意问题与分析方法的改进方向。     

圆形基坑抗隆起稳定性分析的三维轴对称圆弧法

为了解决计算圆形基坑抗隆起稳定性时未考虑空间效应和支护结构的问题,基于圆弧滑动模式的极限平衡法,考虑支护结构的刚度与位移,假设支护结构产生抛物线变形,采用弹性地基梁与轴对称圆环计算方法,考虑滑移面环向应力作用,推导了圆形基坑抗隆起稳定性安全系数的计算公式,建立了验算圆形基坑抗隆起稳定性的三维轴对称滑动圆弧法.通过工程实例验算,与其他计算方法进行了对比分析,同时还分析了支护结构的最大水平位移、基坑半径、开挖深度、嵌固深度以及土体参数对圆形基坑抗隆起稳定性的影响.结果表明:三维轴对称圆弧法与采用其他平面算法的方法相比,不仅考虑了基坑支护结构的刚度与变形的影响,还在滑移面处考虑了圆形基坑的空间效应,计算结果更为合理;随着支护结构最大水平位移的增大,滑移体与相邻土体的相互约束降低,圆形基坑的空间效应或自稳性能降低,进而导致圆形基坑抗隆起稳定性安全系数降低;采用三维轴对称圆弧法,圆形基坑的抗隆起稳定性安全系数高于采用其他平面算法,在相同的抗隆起稳定性安全系数情况下,可以优化支护结构的嵌固深度.     

边坡稳定性中BISHOP法的解析计算

针对简化Bishop法,采用精确积分代替有限条块的求和,获得了边坡安全系数的解析表达式．这样只需通过迭代求解一代数方程就可获得边坡的安全系数,避免了有限条分法中计算繁杂以及在试算时初值选取不当可能存在不收敛的缺点．此外,利用该解析算式可容易获得边坡的最危险圆弧滑裂面和最小安全系数．在同样的边坡条件下,简化Bishop法的安全系数一般比瑞典条分法高6％～7％．     

软土超深基坑失稳破坏的离心模型试验研究

通过土工离心机对三组挖深24 m软土超深基坑的开挖施工过程及失稳破坏进行模拟,研究了软土超深基坑稳定影响因素、破坏特征与征兆等.结果显示,墙趾进入硬土层后的嵌固作用对"踢脚"变形控制非常有利,也显著提高了基坑稳定性.嵌固作用在墙趾插入到硬土层中一定深度以后不再随插入深度增加而增强.挡墙位于上海典型软黏土中且不进入硬土层时,其临界插入深度比为0.78.软土深基坑失稳破坏征兆:(1)挡墙"踢脚"明显,量值约为墙体最大水平位移1/3;(2)坑外地表沉降达到1.38%H(开挖深度),地面出现大量横裂缝;(3)坑底靠近挡墙的土体隆起大于基坑中部,最大量值达到3.1%～3.8%H;(4)坑内土体处于被动土压力极限状态.可用于综合评判基坑的稳定性,指导类似超深基坑的设计、施工和安全监控.     

改进的岩质边坡临界滑动场计算方法

针对岩体介质的不连续性的特点,将岩质边坡临界滑动场进行改进和推广.充分考虑结构面存在对岩质边坡稳定性的影响,对结构而采取新的处理方法,并基于岩体介质具有抗拉性的考虑,灵活设置张拉裂缝.用改进后的岩质边坡临界滑动场计算方法,编制相应的程序,对边坡进行数值模拟分析,使边坡在满足力与力矩平衡的条件下,按推力最大原则,快速、准确地找到岩质边坡临界滑动面并得出其相应的安全系数.并将此方法应用于5个算例和1个工程实例边坡的稳定性分析,和其他方法进行比较,结果说明改进后的该方法在岩质边坡稳定性分析中的准确性和高效性.     

基坑开挖的若干简化计算方法

基于伽罗温解，根据圣维南原理，得到基坑开挖平面应力解；基于Bowles法，提出地表沉降简化计算方法；基于伽罗温解，推出基坑回弹量的简化估算方法。     

Morgenstern—Price改进法在边坡稳定性计算中的应用

在边坡稳定性分析中应用改进的Morgenstern-Price法具有极好的收敛性，计算用的STAB程序具有多功能的特点，稳定性计算结果，客观反映了边坡实际状态，可以为边坡的加固处理提供依据。     

库区边坡稳定性及临界滑动场分析

对水库库区边坡稳定性问题分析方法进行综述,并阐述了各种分析方法的理论基础和应用特点.     

软土基坑支护深度滑移线解研究

基于滑移场理论,分析了基坑底部被动滑移区BDE、过渡区BCD和主动滑移区ABC的区域应力状态,推算出基坑底部在假设支护深度为t时的土体极限承载力滑移线解,并以此反算出满足软土基坑抗隆起稳定安全性要求的支护深度。此外,还可求出软土基坑抗隆起稳定性安全系数以应用于抗隆起稳定性验算,并且在均质土前提下,经过简单换算得到与普朗德尔极限平衡理论公式的基坑抗隆起稳定性安全系数k相同的结果。结合工程实例验证了软土基坑支护深度滑移线解和软土基坑抗隆起稳定性安全系数的合理性。     

对称破坏机制下的边坡稳定三维滑动场分析方法

针对现有边坡三维极限平衡分析方法,提出了一种对称破坏机制下的边坡稳定三维滑动场分析方法,该方法基于剩余推力法原理,采用优化控制理论求解危险滑面并进行评价.同时,结合矿山人工开挖边坡的特点,应用三维滑动场方法进行反向搜索,即在指定安全系数下计算最大允许坡角,从而实现边坡优化设计.     

基于位移变形分析的边坡滑移面分布规律

为了进一步探究土质边坡临界滑移面的分布规律, 找到快速定位临界滑面的方法, 首先基于强度折减法获得的临界位移场, 提出了临界滑面位置点的概念, 再从理论上研究临界滑移面在临界位移场中的分布概况, 最后对采用不同方法定位临界滑面的6个算例进行分析, 对理论分析的结果进行验证, 并得出相关结论.分析结果表明:匀质土坡的临界滑面与水平位移等值线重合度较高, 临界滑面位置点取值约为0.42, 二维与三维情况均可借助临界滑面位置点快速定位临界滑面;具有各向异性特征的分层土坡的临界滑面与等值线的重合度相对较差, 可用临界滑面位置点法定性分析临界滑面的分布特征, 二维情况可借助临界滑面位置点, 用光滑曲线近似表征临界滑面的位置.     

土质边坡空间临界滑动面搜索的优化算法

将二维均质土坡作为平面应变问题,假定滑动面是一个圆弧,将滑弧圆心与半径转变为后缘剪入点、坡脚剪出点和过后缘点滑弧切线与x轴的交点等3个点的横坐标,然后以这3个参数为变量,给定合理的取值区间,应用黄金分割法搜索二维边坡的最小稳定系数及相应的临界滑动面。进一步假定均质土坡的三维空间滑动面为一旋转椭球体,旋转椭球体的竖向中轴面和二维的圆弧面一致,给定椭球体不同的水平轴半径值,采用以上二维滑动面搜索方法可求出不同水平半径所对应的三维最小稳定系数及相应的椭球面。结果表明:边坡的三维稳定系数没有极小值,但有极限值;对于横向延伸长的无限边坡,三维稳定系数逼近二维稳定系数,当旋转椭球长轴与短轴之比大于3时,二者很接近,边坡稳定性可简化为二维来分析;对于受地形、地下水等条件约束的短边坡,三维效应明显,在考虑实际边界条件的情况下按三维来分析。     

埋深对圆形洞室爆破临界破坏振速的影响研究

采用多极坐标和复变函数方法，利用一个半径很大的圆近似代替半空间的直边界，运用应力波理论，研究了爆破振动作用下，洞室埋深对圆形地下洞室临界振速的影响。以埋深为9m和600m的地下洞室为例，比较了爆破地震波作用下，不同埋深地下洞室的应力和振速分布；根据实际工程需要，求出了爆破地震波以不同角度入射，洞室埋深不同时围岩的弹性临界破坏振速。     

基于余力矩的边坡临界滑动场方法及应用

基于常规极限平衡条分法的瑞典法、Bishop法以及不平衡推力传递法的条间力假定,将圆弧滑动面整体的滑动力矩与抗滑力矩之差定义为余力矩,在给定的安全系数下,利用简单有效的和声搜索算法寻求余力矩最大的滑动面作为给定安全系数下的危险滑动面,变化安全系数直至找到的危险滑动面的余力矩为零,该危险滑动面即为边坡的临界滑动面;鉴于取矩中心对计算结果的影响,对于非圆弧滑动面,采用滑面滑出端的余力替代余力矩作为控制指标,采用与圆弧滑动面下类似的寻找步骤即可得到非圆弧滑动面下的临界滑动面.通过两个典型土坡的算例分析证明了本文方法的可行性.     

明流条件下城门洞形隧洞临界水深的直接计算法

为了改善明流条件下城门洞形隧洞临界水深无显函数计算方法的现状,通过对城门洞形断面临界流方程的数学变换,并对引入的无量纲参数与相对临界水深关系进行分析及计算,将求解正常水深的超越函数采用指定的幂函数形式逼近,并应用改进粒子群优化算法求解该函数,得到了城门洞形断面临界水深的直接计算式.实例计算及误差分析表明:在工程实用范围内(临界水深与拱顶半径之比在1.00到1.85之间),该公式最大相对误差仅为0.37%,且物理概念清晰明确,形式简捷,能为水工设计手册的编制及工程设计提供有益的参考.     

几个常用断面明渠均匀流水深和临界水深的迭代算法

对于明渠均匀流水深h0和临界水深hk的计算,传统的试算法和查图法比较繁琐.经过长期的工作实践,总结出了迭代算法,列举了梯形(含矩形)、U形和圆形断面明流h0和hk的迭代算法.并用数学的方法进行了验证.与传统的计算方法相比,迭代算法更为简便、精确.     

复合地基承载力深度修正研究

目的 提出一种简单适用的复合地基承载力深度修正方法和修正参数.方法 通过对复合地基的不同分类,研究加固体的工作机理和复合地基的破坏特征,探讨复合地基承载力的影响因素和深度修正相关问题.对散体桩复合地基采用Plaxis有限元软件进行数值模拟分析验证.结果 散体桩单桩承载力的发挥受桩周土的应力水平约束,复合地基承载力深度修正可按桩体和地基土分别进行,桩体部分深度修正系数为土层的被动土压力系数与桩体材料被动土压力系数的乘积的1/4.结论 散体材料桩复合地基承载力的深度修正包含桩体修正和桩周土修正两部分,刚性桩、柔性桩宜只对桩周土进行修正.复合地基承载力深度修正系数可根据已有规范取值,深度修正可按照笔者推导出的公式计算.     

基于变形分析的3维边坡滑动面搜索新方法

针对3维强度折减法定量化确定滑动面的不足,提出了一种新的3维边坡滑动面搜索方法。边坡岩土体变形只有超过临界值后,才能产生滑裂破坏。因此可以根据3维强度折减法所得的位移场,采用临界位移等值面（即3维滑体与稳定体的分界面）定义临界滑动面。根据特定剖面边界的剪应变增量极大值点确定滑体剪出口位置,据此求解对应的临界位移值。采用自编的FISH程序将临界位移节点3维坐标和对应的位移值输出,通过离散节点网格化搜索滑动面。对不同实例进行分析,包括匀质边坡、坡顶荷载作用下的边坡、含软弱夹层的边坡以及凸面边坡等。研究表明,即使是匀质边坡,其滑动面形状都不能简单地假设为球面、椭球面或对数螺旋面。算例分析也进一步说明了3维强度折减法的优势,即不需要引入滑动面形状,更能真实地反映3维边坡破坏机制。     

黏土边坡稳定性分析的一种快捷方法

为减少黏土边坡稳定性分析手工试算的工作量,提出一种快捷方法,先通过最危险的平面滑动面来确定滑动体的大小,在保持滑动体大小不变的情况下,通过简单的迭代计算将平面滑动面调整为实际滑动面,如圆弧滑动面等,并求出相应的稳定安全系数,用以判断边坡的稳定性．结果表明,本法所求得的边坡稳定安全系数均接近或小于文献所给出的结果．