基于动力强度折减法的地震边坡稳定性分析

目前关于动力作用下边坡稳定性的分析方法仍存在一些不足之处,如动力问题按静力处理、未充分考虑加载地震波的动力效应、仅考虑剪切破坏、未考虑边坡滑动面形成的渐进破坏过程等。鉴于此,本文同时考虑坡体拉剪强度参数的折减及边坡渐进破坏的过程,结合动力有限元强度折减法原理及边坡动力失稳判据,从监测点位移及加速度突变、计算数值收敛性及拉剪破坏面贯通情况3个方面,确定边坡的动力稳定安全系数及拉剪破坏面。结果表明:动力有限元强度折减法能够定量有效地进行地震作用下岩质边坡稳定性评价,并充分反映了边坡渐进破坏过程,其结果可为地震作用下岩质边坡的抗震设计及动力稳定性分析提供参考。     

静水压力下海底隧道安全稳定性研究

将强度折减法引入静水压力下海底隧道衬砌的安全稳定性研究,利用Flac3d软件建立了海底隧道-岩土体-海水相互作用的强度折减法数值分析模型,对比判定了强度折减法的两种折减方式,考虑海底隧道在静水压力作用下的位移变化、剪应变增量变化和塑性区变化情况,确定了衬砌局部破坏的极限平衡状态和整体破坏的极限平衡状态,分析了海底隧道在静水压力作用下的破坏机理。研究结果表明:海底隧道采用同时折减衬砌和围岩的折减方式进行计算较为合理;衬砌局部破坏的安全系数为1.83,整体破坏的安全系数为2.125,衬砌主要因剪应力产生破坏。     

库水位变化对岩质边坡稳定性影响的数值分析

以某水库库岸边坡为研究对象,基于强度折减理论,采用有限差分法FLAC3D对库岸边坡稳定性进行数值分析计算,利用fish语言编程建立位移与折减系数关系,将位移不连续作为边坡失稳判据。进而得出随库水位上升,边坡位移逐渐增加,在1/8~3/8满水位下边坡位移增加不明显,水位上升至满水位的6/8后边坡位移变化趋缓,对应的水位为126 m库岸边坡临界稳定水位。基于试验数据拟合出饱水-失水循环次数n与岩石强度指标的关系,得出水位的循环变化对边坡稳定性影响较大,且最低变化水位线越高边坡的安全系数变化越明显,水库蓄水、放水过程中最高水位不应超过满水位的6/8,建议为满水位的1/2左右。     

倒T型导管墙桩基防波堤循环承载力有限元分析

为考虑软土地基循环软化效应,通过二次开发将软土的循环强度嵌入大型通用有限元软件ABAQUS平台中,基于拟静力分析建立倒T型导管墙桩基防波堤结构稳定性计算模型。通过有限元法分析了结构在波浪荷载作用下的循环承载力,并探讨了土体循环软化效应对结构破坏模式产生的影响以及结构尺寸参数对循环承载力的影响。研究结果表明:考虑土体循环软化效应时倒T型导管墙桩基防波堤结构的循环承载力较不考虑土体循环软化效应时极限承载力明显降低,降低程度在28.72%~41.20%之间;考虑土体循环软化效应后,该结构破坏模式有可能发生改变,其破坏模式可能由桩身屈服引起结构失稳转化为土体强度不足导致结构破坏。     

考虑张拉的强度折减法在岩质边坡稳定性评价中的应用

岩质边坡的安全稳定性一般由其内部的软弱夹层控制。建立了几种典型的软弱夹层分布的岩质边坡,基于强度折减法,并考虑破坏过程中的张拉作用,逐步增大折减系数,得到不同折减系数的岩质边坡的稳定性计算结果,并与传统强度折减法的计算结果对比。结果表明,在软弱夹层控制的岩质边坡的顶部存在张拉破坏;考虑抗拉强度计算得到的塑性区更加符合实际情况,且结果偏保守。     

基于强度折减法的复杂地基重力坝抗滑稳定分析

以某水电工程重力坝为例,基于有限元强度折减法,建立了含有2条裂隙的重力坝二维有限元模型,并以下游坝趾点位移突变作为大坝失稳判别指标,分别对校核水位、设计水位和正常蓄水位3种工况下重力坝的稳定性进行计算分析.结果表明:校核水位下大坝安全系数最低,仅为1.8,设计水位和正常蓄水位分别为2.4和3.0,上游水位越高,大坝稳定性越低;大坝稳定性受下游裂隙2影响最大,危险滑裂面沿着上游坝踵和下游坝趾裂隙分布,应加强对裂隙2的加固处理.对于类似包含复杂地基的重力坝抗滑稳定分析,建议采用有限元强度折减法进行计算.     

基于接触模型的重力坝稳定分析

重力坝的深层抗滑稳定是大坝安全重要内容之一。基岩中的软弱结构面是造成大坝失稳的关键因素。采用接触单元模拟坝基结构面的法向和切向行为,通过分析不同折减系数下接触面的滑移状态和关键点的位移变化规律来综合评价坝基的稳定性。以中国某重力坝为例,建立三维非线性有限元模型,分析了在不同折减系数下坝体-地基系统的接触面滑移状态、关键点位移变化规律,并对大坝的稳定性进行了综合评价。     

基于强度折减法的土石坝稳定性分析及失稳判据选择研究

针对强度折减法分析土石坝稳定性的研究较少且失稳判据不统一的现状,基于ＦＬＡＣ３Ｄ建立某 水库土石坝模型,用强度折减法分别计算该土石坝在正常蓄水位渗流稳定期及水位骤降条件下的稳定 安全系数,同时针对强度折减法中三种失稳判据计算结果不统一的现象,分析坝体材料参数与失稳判据 计算结果统一性之间的关系,并进一步探讨基于强度折减法的土石坝失稳判据的选择方法。结果表明: 该土石坝在渗流稳定期稳定性较好,而水位骤降会导致坝坡稳定安全系数迅速减小;剪胀角和抗拉强度 对强度折减法三种失稳判据的计算结果均有一定影响,计算中应重视其取值。     

比较两种折减法在岩质边坡稳定性分析中的差异

为分析不同强度折减法计算结果对岩质边坡稳定性影响,采用有限元软件Plaxis,以东风水库岩质边坡为例,从边坡安全系数、位移及塑性破坏区三方面比较了整体强度折减法与改进的局部强度折减法在分析边坡稳定性过程中的差异。分析表明,边坡天然状态下,采用整体折减法和局部折减法得到的安全系数分别为1.474和1.476,而对边坡进行加固处理后,两种方法得到的安全系数几乎一致,且支护效果明显;两种方法反映出的边坡整体位移随折减系数变化趋势较为接近,而折减系数相同时,采用整体折减法得到的水平和竖直位移均较大,且边坡发生破坏时,水平位移值比局部折减法大5 mm左右,竖直位移比局部折减法大11mm左右;两种折减法确定的危险滑裂面相同,但整体折减法下的塑性点和拉断点明显较局部折减法中的分布更多,范围更广。     

基于Phase2的强度折减法土质边坡稳定性研究

基于Phase2有限元软件强度折减法,根据塑性区贯通以及特征点位移突变两个判据分析土质边坡的稳定性。依据地基塑性区开展深度和数值模型下部边界深度之间的关系,根据模拟塑性区的贯通情况确定土质边坡边界的范围。采用Mohr-Coulomb模型和Duncan-Chang模型模拟不同折减系数下监测点的位移,结果表明:Mohr-Coulomb模型强度折减法得到的安全系数与极限平衡法得到的安全系数相同,建议采用Mohr-Coulomb模型强度折减法确定安全系数;当折减系数在一定范围内时Duncan-Chang模型计算得到的位移值比Mohr-Coulomb模型计算得到的位移值更符合工程实际,建议采用Duncan-Chang模型强度折减法确定变形场。     

港珠澳大桥隧道人工岛暗埋段基坑防渗方案研究

拟建的港珠澳大桥,为实现桥隧平顺过渡,设置了东、西两座海中隧道人工岛.人工岛地基土上部为深厚淤泥及粉质黏土夹砂层,下部为承压水中砂层,基坑最大开挖深度达15.5 m.为达到基坑干地安全施工目的,综合考虑人工岛支护结构、地基处理方案等因素,对西人工岛暗埋段基坑防渗降水的保留粉质黏土防渗层方案和设置升浆混凝土封底方案进行了...     

考虑土性参数空间变异性的单桩竖向承载力分析

岩土体是自然界的产物,其性质具有较大的空间变异性。在已有土体随机场模拟研究成果基础上,考虑了土体强度参数的变异系数和相关距离,通过数值方法研究了竖向荷载作用下土体空间变异性对桩基础承载力的影响。结果表明,考虑土体空间变异性后,桩基承载力的中值都小于确定性分析得到的桩基承载力;随着变异系数和相关距离的增大,桩基承载力的不确定性越来越大,实际工程中需重点关注土体参数变异性大的工况。考虑土体强度参数空间变异性的桩基竖向承载力分布规律可以用对数正态分布曲线来描述,当样本数足够多时,可依此获取任一荷载下桩基础的失效概率。     

龙滩水电站碾压混凝土大坝建基面开挖轮廓设计

龙滩水电站碾压混凝土大坝为目前世界上最高的碾压混凝土坝，最大坝高216．5m，其坝基的工程地质条件优越，坝基岩体较完整，力学强度高，大坝不存在沿坝基础深部的滑动失稳条件。但如何避开进水口反倾向岩质高边坡，充分利用坝址的岩体条件设计大坝建基面的开挖轮廓，达到既安全又经济的目的，一直是勘测、设计和科研等方面的重要课题，这一问题已基本得到解决。本文主要介绍龙滩水电站碾压混凝土坝整体稳定控制面确定结论及坝基可利用岩体选择依据、开挖轮廓设计、岩体质量检测标准及地质缺陷处理方法等。     

临海环境基坑渗流特性研究

依托港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道的深基坑工程,针对海域环境中基坑工程的渗流破坏问题,展开渗流特性研究。基于流固计算理论,利用 PLAXIS 计算程序,采用了摩尔库伦与 PLAXIS 自带的硬化( HS) 模型对常水头、海流与潮汐作用下基坑周围渗流特性进行了系统深入的研究。结果表明,相对高频的波浪作用对临海基坑周围的渗流性状、基坑稳定影响较小,潮汐作用对支护墙侧的孔压波动有一定影响,对支护墙上的水土压力、墙身内力和变形、基坑的稳定性影响均较小。当考虑承压水层的水位与海水相通的时候,开挖过程中部分支护剖面的施工工况有发生承压水突涌破坏的危险,工程设计中可以采用简化解析解计算公式分析基坑开挖全过程支护结构两侧的稳态渗流问题。研究结果可为海域环境基坑稳定性控制技术提供理论依据。     

水位快速变动下边坡稳定性分析

针对库区水位快速变动引起坡体内渗流场的变化、应力场变化,滑带的抗剪强度参数的降低、坡体稳定性变化。在考虑水土共同作用和水位波动速度情况下,通过FLAC3D软件进行了水位变化过程坡体渗流场数值模拟。结果表明:上升过程中安全系数随时间的变化表现为上升下降型,随水位的变化表现为下降上升型;下降过程中安全系数随时间的变化、随水位的变化都呈现为下降上升型。水位下降工况对边坡稳定影响最不利,在坝堤设计时应充分予以重视。     

超固结因素影响下桩柱结构地震响应

地震荷载作用下饱和地基的循环加载响应以及动力液化问题成为地震工程研究中的重要课题。为更好研究饱和地基在考虑超固结因素下的影响及其在循环加载下的演化规律, 在下负荷面剑桥模型理论框架下分别通过排水和非排水三轴压缩试验对循环加载下土体的加载响应进行数值模拟研究。在以上研究基础上, 基于ADINA81平台开发负荷面剑桥模型本构关系模块, 建立两相饱和地基下的桩-土耦合体系的动力非线性有限元数值模型, 对不同模型下桩柱结构的地震响应进行了数值模拟对比研究。研究发现在下负荷面剑桥模型下结构的动力响应数值模拟结果介于弹性模型与经典剑桥模型之间, 考虑超固结因素影响后, 地基表现出更好的抗液化特性与更高的承载能力, 能改善结构的动力响应与受力状况。     

深挖方溢洪道黄土地基承载力取值问题研究

深挖方溢洪道土质地基承载力的选取关系到边墙支挡结构的设计和溢洪道底板的配筋设计,对于溢洪道设计至关重要。本文结合陕西某水库溢洪道消力池的黄土地基工程,分析了几个规范的不同点认为:对于溢洪道边墙这样的支挡结构和底板,由于其受力机理不同于建筑物的整体失稳,不应该进行板宽和挖深校正;同时由于土体的卸荷再加荷模量较加荷模量大得多,而载荷试验由于载荷板尺寸较小,测定的地基承载力只能反映地基土卸荷膨胀区域的值,较实际承载力小。建议对于挖深大于5m的土质地基,在载荷试验测定地基土承载力后,应该比较该值与原上覆土体自重应力,若前者小于后者应该按照后者取值。     

水泥搅拌桩和高压旋喷桩结合在虎门港海堤加固工程中的应用

通过采用水泥搅拌桩加固海堤堤身,高压旋喷桩加固海堤护岸基础,提高海堤堤身和堤基土体的整体抗剪强度,从而解决该海堤的深层滑动稳定问题,这种加固方法在技术上可行,经济上较为节省,值得类似工程参考。     

引江济汉工程中膨胀土的危害及防治措施

引江济汉工程膨胀土区段出现了渠道边坡失稳,边坡承载力降低,混凝土渠道衬砌变形、开裂等技术问题。本文在说明现场地质条件、阐述膨胀土工程危害的基础上,总结论述了当前膨胀土区段的工程施工治理措施。针对膨胀土在水下及地下水位变动区易发生渗透变形而影响基础稳定的特点,提出了采用柔性沥青混凝土边坡的设想,以提高渠坡的稳定性。     

水域水位变化对邻近复合地基支承路堤稳定性的影响研究

针对在水域边发生的复合地基支承路堤滑塌事故的问题,为研究水域及其水位变化对邻近复合地基支承路堤稳定性的影响,采用有限差分方法建立了三维数值模型,研究了水域及其水位变化对于桩体受力以及路堤变形的影响。结果表明:水域的存在将大幅提高桩体的受力,水域与路堤形成的先后顺序不同其影响也不一致,水位的突然降低将大幅增加桩体发生弯曲破坏的风险,对路堤的稳定性产生不利影响。不考虑水域以及水域水位变化的影响采用传统复合地基稳定分析方法将显著高估路堤稳定性。