不同锚杆类型加固二元结构边坡的 地震响应规律对比研究

二元结构边坡是由上部土体和下部岩体构成的坡体结构类型,由于其潜在滑动剪出口位置较 高,一般采用三种类型锚杆进行加固。分别建立此三种锚杆加固边坡模型,采用动力有限元法模拟分析 地震过程中边坡动力变形特性及锚杆结构的内力变化规律,并对三种锚杆加固后边坡在震前及震后的 稳定性进行对比研究,探讨此三种锚杆加固二元结构边坡的支护效果差异。结果表明:地震作用下,拉 力型或压力型预应力锚杆结构对边坡整体变形控制效果无显著区别,而采用通长粘结的非预应力锚杆 能更好控制边坡潜在变形范围;地震作用下锚固边坡对坡面ＰＧＡ放大系数具有抑制作用,预应力锚杆 支护对坡面加速度放大作用的抑制效果优于全粘结非预应力锚杆支护;经历地震作用之后的应力重分 布,锚杆的轴力显著增大,锚杆轴力调整具有“滞后性”。     

不同降雨持续时间的组合结构支护边坡稳定性分析

组合结构在边坡支护工程中应用十分广泛。结合一组合结构支护边坡工程,利用数值模拟的方法 ,对不同降雨持续时间下,经组合结构支护边坡的各项指标进行分析。结果表明：(1)在持续降雨工况下,坡脚的体积含水率较大,应注意坡面排水以及合适的排水方式;(2)坡脚的孔隙水压力较大,在类似降雨工况下支护边坡时应关注边坡坡脚。(3)经组合结构支护后,边坡的塑性应变与位移明显减小,边坡的稳定安全系数提升显著。未降雨时稳定安全系数提升了40.2%,持续降雨12 h仍能提升28.4%。以上研究成果对类似边坡支护工程具有参考意义。     

土质边坡开挖试验及其数值模拟研究

通过室内土质边坡开挖试验,研究了加载和开挖条件下边坡变形和应力变化规律,并通过数值模拟方法,探讨了边坡失稳的应力-应变机制,最后分析了开挖对坡体稳定系数的影响。结果表明:顶部载荷和坡底开挖均会降低边坡的稳定系数;初始条件下边坡的稳定系数为1.84,加载120 kg重物后减为1.332,开挖15cm后减为1.093,坡体处于失稳边缘状态;坡体应力在靠近荷载处变化最大,越远变化越小,开挖主要造成坡体竖向受力逐渐减小。     

暴雨工况下组合支护结构的边坡治理研究

在复杂工况条件下,组合支护结构在边坡治理中得到了广泛的应用,但现阶段关于暴雨工况下组合支护结构的内力以及边坡稳定性的研究仍有些许不清晰。针对此问题,本文结合具体边坡治理工程,利用有限元软件,建立暴雨工况下抗滑桩+锚杆组合支护结构的边坡治理模型,继而对组合支护结构的内力与边坡稳定性进行分析。研究结果表明：暴雨工况下,抗滑桩对边坡的约束减小,抗滑桩内力减小,内力峰值下移;暴雨工况下,锚杆轴力显著增大,锚杆承担了更多的滑坡推力;经抗滑桩+锚杆组合结构支护后,一般工况与暴雨工况下,稳定安全系数显著提升,暴雨工况下,最大总位移降低了71.4%。以上研究为类似工程提供了参考。     

三种倾角结构面对岩体变形破坏特征影响研究

以山西朔州麻家梁煤矿砂岩以及张集煤矿闪长岩为例,将岩样加工成60°,75°,90°三种倾角结构面的岩样,并对加工后的结构面进行水泥填充,进而研究3种倾角结构面对岩体力学特性与破坏形态的影响。单轴压缩试验与数值模拟试验结果表明:随着倾角的增大,两种岩性岩样单轴抗压强度都呈现上升的趋势,同条件下的闪长岩岩样单轴抗压强度要小于砂岩岩样单轴抗压强度;结构面倾角为60°与75°的岩样主要从顶部与侧面结构面附近萌生裂隙开始发生破坏,随着加载应力不断增大,岩体顶部应力集中部分将出现破碎并使岩体完全破坏,而结构面倾角为90°的岩样主要是由于岩体顶部萌生出大量竖向扩张劈裂隙使岩体发生破坏。     

雨水入渗对边坡稳定性影响研究

降雨入渗导致土体强度参数劣化是影响坡体稳定性的主要因素。为了分析非饱和土渗流特性对边坡稳定性的影响规律,本文基于数值模拟分析了模型中不同参数对边坡渗流场及稳定性的影响。结果表明a值的减小会导致边坡浸润线的升高;m值的变化对边坡浸润线的分布及边坡的稳定性系数影响不大;n值的变化对浸润线位置影响较大,对稳定系数的影响是非均匀的。研究结果对边坡稳定性分析提供参考。     

抗滑桩深度对边坡稳定性影响数值模拟研究

边坡失稳是水利工程中常见的一种灾害,为研究抗滑桩对土质边坡支护效果的影响,采用数值模拟方法分析抗滑桩深度对边坡稳定性的影响。结果表明随着桩深增加,抗滑桩所承受的土体压力增大,在抗滑桩深度为5.80 m时达到最大应力。采用强度折减法,当折减系数为2.3时,边坡的坡脚处出现位移突变,当折减系数达到2.75时,边坡发生破坏。研究结果对于土质边坡抗滑桩的设计提供参考。     

基于强度折减法的二元结构边坡潜在滑动面位置分析

边坡工程中,潜在滑动面位置与边坡支护、治理措施密切相关。为确定二元结构边坡潜在滑动面位置变化规律及影响因素,基于强度折减法重点研究了二元结构边坡底面与土层交界面相对位置、土层黏聚力c和内摩擦角φ的相对大小对边坡滑动面位置的影响。研究结果表明:当二元结构土体黏聚力c1、c2一定时,两层土体内摩擦角比值φ2/φ1存在临界值k,即当内摩擦角比值逐渐增大且超过该临界值时,二元结构边坡滑动面将由同时通过上下两层土体转变为仅通过上层土体;同时,内摩擦角临界值k随土体黏聚力比值c2/c1的增大而减小,说明二元地基两层土体抗剪强度比值大小能够改变潜在滑动面位置,对边坡稳定性产生较大影响。更多还原     

降雨优先流下竖向加筋的膨胀土边坡变形破坏机理研究

为了探究降雨入渗引起的膨胀土边坡变形破坏机理,利用ＧｅｏＳｔｕｄｉｏ有限元软件,分别用砂井和竖向植筋带模拟裂缝的优先流,对降雨工况下的膨胀土边坡进行计算和对比分析,同时还研究了在不同竖向植筋带长度、设置间距等影响因素下膨胀土边坡的变形破坏特征。结果表明:竖向植筋带作为一种柔性加筋和持水材料,能有效地减小膨胀土边坡的水分波动和胀缩变形,提高膨胀土边坡的稳定性;植筋间距越小,竖向植筋带对膨胀土边坡的膨胀变形的抑制作用越好。植筋带的持水作用还可以为膨胀土－植被－降雨之间的和谐共处提供重要保障。     

降雨对土质边坡稳定性影响的研究分析

水库边坡保持稳定是水库正常使用的前提和基础,降雨是边坡稳定性的重要影响因素.通过Geo-studio软件构建土质边坡模型,模拟在降雨条件下土质边坡稳定性特征参数的变化情况,研究结果表明:边坡土体在降雨的整个周期过程中稳定性特征参数不断减小,直至在雨停后的1d左右达到最小值,随着停雨期的不断延长,边坡稳定性特征参数不断缓...     

某多次开挖边坡治理失效机制分析

朝天中学滑坡位于朝天区朝天中学后山斜坡中下部,为一牵引式开挖型滑坡。2010年-2012年该滑坡由于两次开挖和极端降雨因素的影响,出现了多次失稳变形迹象。正确认识滑坡变形机制及演化过程是预防及治理滑坡地质灾害的重要前提,基于现场详细的调查和滑坡资料,并结合数值模拟方法,对朝天中学滑坡发生多次的变形失稳机制及其演化过程进行了分析,研究成果表明:首次切坡条件下,边坡沿原生结构中最"活跃"的基覆界面发生了牵引式堆积层滑坡失稳;在第二次切坡和部分加固手段实施后,由于坡体临空条件和自身结构的改变,促使坡内应力向深部转移,边坡也因此转为沿强-中风化接触面发生失稳的牵引式滑坡;鉴于前两次边坡失稳对坡体自身完整性的破坏,又逢区域性极端降雨,大量地表水的入渗致使坡体抗滑力和下滑力的此消彼长再次造成了边坡整体严重失稳。     

反倾层状岩质边坡倾倒变形破坏机理综述

倾倒变形破坏常见于层状岩质边坡工程,其机理研究对边坡稳定性分析具有重大意义。在国内外相关研究基础上对弯曲倾倒、块状倾倒及块状弯曲倾倒3种不同破坏模式进行了分析,就边坡几何形状、岩层强度和长细比、层面力学参数、地下水、开挖作用等因素对倾倒变形的影响进行了阐述,介绍了倾倒变形破坏机理在物理模型试验、极限平衡、数值模拟3种方法中的研究进展,指出了不同方法的适用性和优缺点,说明了研究中需要改进和深化的内容。     

基于模型试验的涉水堆积体岸坡变形-破坏模式研究

为了进一步探究涉水堆积体岸坡变形-破坏模式,自主设计制作了模型试验平台,选取三峡库区碎石土样,测定了土样基本力学特性,开展了水位升降作用下堆积体岸坡的物理模型试验。依据试验现象,重点分析了不同坡度的岸坡模型在不同水位作用条件下的破坏模式。结果表明:坡度对岸坡变形-破坏特征影响显著,坡度较大(50°及60°)时,在水位上升期间便发生大规模塌岸现象,变形-破坏模式表现为水位上升→剥蚀、淘空↔塌岸→下错平台→整体滑塌→次稳定状态;坡度为40°时,在水位下降期间发生了较大规模的滑动破坏,对应变形-破坏模式为水位上升→坡体沉降→贯穿裂隙形成→水位下降→贯穿裂隙扩展↔滑面形成→整体滑移;岸坡坡度较小(35°)时,多次升降循环中并未出现明显的变形-破坏迹象。     

水位变化时折线型均质黄土岸坡失稳过程试验研究

西北黄土地区库岸边坡破坏有滑坡和崩塌两种基本形式。为进一步研究水位变化时折线型边 坡破坏的形式和坡型对黄土岸坡稳定性的影响,通过不同坡角的折线型黄土均质岸坡模型试验,观察并 分析相同的水位升降条件下不同坡型岸坡的失稳破坏现象。试验结果表明:在相同的水位升降作用条 件下,上陡下缓型岸坡,坡面破坏形态以淘蚀为主;上缓下陡型岸坡,坡面破坏从坡面转折处开始,以崩 塌为主。     

地质力学模型试验在高边坡研究中的应用

应用地质力学模型试验技术研究岩体边坡的稳定问题,尚属需要进一步开拓的领域。三峡双线5级船闸开挖后,两侧均形成高边坡。边坡岩体为花岗岩;岩体中存在有断层和裂隙,并受高达5MPa以上的地应力作用。 国家“七五”科技攻关要求用地质力学模型试验技术研究其边坡的稳定。首先进行一个平面地质力学模型试验。并且结合平面模型进行平面弹塑性有限元分析,最后进行三维地质力学模型试验。试验成果分析认为:三方面的成果具有较好的可比性;三维模型相似模拟较全面;用逐级释放反荷载的方法模拟逐步开挖的地应力释放过程,通过实验验证是可行的。     

膨胀土渠坡处理效果的离心模型试验研究

 南水北调中线工程是解决华北水资源危机的一项重大基础设施,全长 1 400 余 km ,穿越膨胀土 ( 岩 ) 渠段长约 340 km 。为研究南水北调中线工程膨胀土渠坡处理方案的处理效果,在总结已有研究成果的基础上,采用离心模型试验方法,开展了衬砌、换填黏性土＋衬砌、土工格栅回填弱膨胀岩＋衬砌 3 种处理方案的离心模型试验,并比较了换填黏性土方案中不同厚度的影响。试验研究中,模拟了衬砌失效的漏水工况、渠道长年输水工况及快速疏干的检修工况。观测了垂向变形、孔隙水压力和土压力变化,并采用图像处理技术,分析了试验过程中渠坡的变形,比较了各处理方案的处理效果。     

地震作用下岩质斜坡破坏机制研究

以地震作用下的非贯通节理岩质斜坡为研究对象,利用大型有限元软件ANSYS建立数值模型。数值模拟结果表明:地震作用下非贯通节理岩质斜坡的稳定系数受结构面的长度、密度、贯通率、展布方向等因素影响;节理面的位移放大效应和变形积累效应明显;岩桥的破坏在地震初期比较剧烈,之后在地震作用下继续发生破坏,在经过地震波波幅较大的波段后,斜坡的变形破坏才稳定下来;地震作用下,岩桥内部应力波动剧烈,拉剪共同作用导致了岩桥的最终破坏;层间节理位移和层间摩擦应力分布很不均匀,不同位置的节理的动力响应也有较大不同。     

岩石边坡锚固机理研究综述

从数值模拟、模型试验、现场试验和理论分析4个方面对岩体边坡锚固机理研究的发展现状进行分析总结,指出对岩石边坡锚固机理的研究已远远落后于工程实践,并制约其发展,同时提出目前研究中存在的问题和研究方向。     

反倾岩质边坡弯曲倾倒-剪切滑移破坏分析方法研究

目前反倾岩质边坡弯曲倾倒破坏分析方法仍以基于极限平衡理论的悬臂梁模型为主,但大多未考虑坡脚岩层的剪切破坏。为准确评价该类边坡的稳定性,建立考虑坡脚岩层剪切破坏的分析计算方法。首先,根据岩层变形破坏特征,将边坡分为后缘稳定区、中部弯曲倾倒区和前缘剪切区3个区域;其次,建立弯曲倾倒-剪切滑移破坏模式的稳定性分析方法;最后,通过工程实例验证,并进行参数分析。研究结果表明:提出的分析方法与工程实际符合性较好;边坡在倾角较陡、坡角较大时稳定性最差,坡角对边坡稳定性影响大于岩层倾角的影响;岩层厚度及层面内摩擦角增加有利于边坡稳定性,且会扩大坡脚剪切区范围。研究成果对反倾岩质边坡破坏的防治具有实践指导意义。