岩质边坡开挖效应的有限元仿真分析

边坡开挖会影响自然斜坡内部应力场的原始状态.论文基于大型有限元软件,对具有代表性物理力学特征的岩质边坡进行了开挖效应的有限元仿真.通过对比开挖前后边坡内部的应力场特征,发现:在影响边坡稳定的指标性应力中,边坡上部的水平应力受开挖影响较大;在成坡坡脚附近,指向坡体外的剪应力显著增加.通过对水平和倾斜路径的应力追踪,提出了开挖效应对边坡内部应力场的影响程度和范围.     

厄瓜多尔某水电站左坝肩开挖边坡的稳定性评价

以厄瓜多尔某水电站左坝肩1 518 m高程以上开挖边坡为例,结合开挖后地表地质测绘成果,前期钻孔勘探、试验结果和最新的水平取芯钻孔结果,应用Swedge(Demo)软件对边坡开挖后可能形成的不稳定块体进行稳定性分析,根据开挖前、后的地质情况,对倾倒变形体的稳定性进行判断,并与现场变形监测结果进行对比.结果表明:无论是天然边坡,还是开挖后的边坡,均不存在大规模的深层滑动问题,左坝肩边坡整体处于稳定状态,现场变形监测结果也表明了这一点.最后根据分析评价结果提出了边坡的处理措施.     

基于MINDLIN解的边坡变形计算方法

通过对开挖荷载的模拟,使得开挖后土体的受力和变形满足弹性半无限体的要求。基于弹性半无限体的MINDLIN应变解,首次推导出基坑边坡变形的理论解,并利用该解研究了不同施工步数条件下基坑边坡侧向变形和竖向变形的规律,并据此提出了边坡加固方法和施工措施。研究结果表明：不同的施工开挖步数条件不但影响边坡的最大侧向变形及其分布,而且还影响边坡的破坏形式;与有关实测数据比较,该方法在计算边坡变形方面合理、实用。     

霍各乞铜矿边坡稳定性的有限元分析

利用有限元分析了应力场,位移场随边坡高度、边坡坡面角的变化而变化的规律,同时对霍各乞铜矿岩体边坡的稳定性进行了评价,得到了边坡角中陡的有价值的结论。     

爆破载荷作用下混凝土边坡动力响应数值分析

根据爆炸力学原理,利用有限元分析软件ANSYS对爆破载荷作用下混凝土边坡应力状态进行数值模拟,将所得混凝土边坡应力场分布结果与实验室试验结果进行对比分析,得到爆炸应力波在混凝土边坡中的传播规律。     

渗流对土质边坡稳定性影响分析

根据强度折减有限元法,采用Mohr-Coulomb屈服准则及关联流动法则,以收敛性准则结合特征点位移突变准则作为边坡失稳判据,研究了无渗流、渗流应力耦合及非耦合情况的土质边坡的稳定性.研究表明:1)渗流对边坡稳定性的影响十分明显,无渗流及渗流应力耦合两种情况的均质边坡的最小安全系数分别为1.84、1.115;2)渗流应力耦合效应对边坡稳定的影响极其不利,应该采用耦合方法评价边坡的稳定性,耦合、非耦合情况的最小安全系数分别为1.115、1.28.     

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.     

竹子坝料场边坡开挖支护的优化设计

以竹子坝料场边坡为实例,采用FLAC3D对开挖过程进行了动态模拟;采用强度折减法进行数值计算,得到了塑性区分布范围,并确定出了潜在滑动面;通过敏感性分析确定出c、φ值对边坡特定监测点位移的影响性强弱,并结合该点的实测位移值进行反分析确定出了潜在滑动面的力学参数。在分析锚固方式对锚固效果的影响的基础上,设计出了2种开挖支护方案。研究结果表明:采用强度折减法确定潜在滑动面是可行的,并与采用赤平投影的方式进行结构面分析取得的滑面较为接近;指定点的位移与φ之间的关系表现出了明显的线性关系,且在同一内聚力下,内摩擦角对该点位移的影响是相似的;在同一内摩擦角下,内聚力对该点位移的影响也是相似的;数值模拟方法可用于确定出特定边坡的最优锚固长度与锚固间距组合,以使建筑材料得到最优化利用。     

高陡路堑边坡开挖稳定性评价及应用

针对高陡路堑边坡设计一般只简单采用极限平衡法进行成型边坡稳定性验算的现状,以广贺高速公路高陡路堑边坡为工程背景,采用数值分析方法对高速公路高陡路堑边坡施工开挖过程进行了模拟,对比分析了不支护与及时支护开挖过程的边坡稳定性,指出了开挖过程的危险阶段,分析了及时支护的效果与必要性,提出了施工优化步骤。结果表明:有限元计算可以实现边坡分层开挖分层加固施工工序的优化设计,锚固支护有效改善了边坡体受力状态与临界塑性应变特征。     

岩石深凹边坡稳定性分析

当岩石深凹边坡滑移体向下滑移时，考虑到边坡水平环向应力对滑移体的作用，对传统的边坡稳定性分析方法进行了修正，推导出了适合于岩石深凹边坡的稳定性分析方法。     

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.     

根系固土边坡的滑移变形模拟

在平面应变的假定下求解均质无限长土坡的应力平衡方程以得到坡土应力分量。考虑根系固土作用,对沈珠江水滴形屈服面进行了修正。通过拟定坡土的滑移速度和黏塑性应变率的关系式,得出滑移变形速率的显式表达式。经修正黏滞性参数来改进模型的模拟精度。最后通过一个算例,将模型计算值和现场实测滑移数据进行比较,分析表明二者较为一致。     

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。     

Experimental study on performance of multidirectional geogrid and its application in engineering of high slope

By analyzing the grille mechanical property, tensile strength and creep tests, and the fi eld tests, we investigated the characteristics and the reinforcement principle of multidirectional geogrid, and obtained the effect factors of grid characteristics, load and time curve and the shear stress of grille and sand interface. The reinforcement effect of geogrid in combination of typical project cases was illustrated and the following conclusions were presented. Firstly, multidirectional geogrid has ability to resist structural deformation, node distortion or soil slippage under stress, and can effectively disperse load. Secondly, with the increase of tensile rate, grille intensity increases and the creep value also increases with the increase of load. Thirdly, the frictional resistance balance between horizontal thrust of damaged zone and reinforced soil in stable region can avoid slope failure due to excessive lateral deformation. Fourthly, the multidirectional geogrid is able to withstand the vertical, horizontal and diagonal forces by combing them well with three-dimensional orientation, realizing the purpose of preventing soil erosion and slope reinforcement, which has a wide range of application and development in engineering fi eld.     

考虑降雨入渗的某矿区滑坡数值模拟分析

矿区坡体土质粘粒较少,在二次翻采、随意堆弃工况下,极易造成滑坡区土质疏松、加大土体的孔隙率。根据矿区滑坡坡体的工程地质及工况特点,考虑土体内应力场与渗流场之间的流—固耦合作用,采用有限元法,对比分析了某矿区滑坡体的边坡在降雨前、后的边坡安全系数.数值分析表明,考虑降雨入渗的情况下边坡安全系数明显下降.     

陈家大院岩体滑坡稳定性研究

陈家大院岩体滑坡体地质条件复杂,其稳定性直接影响鲤鱼塘水库工程的进展.从研究区域的地质环境入手,分析了工程区域的地貌地质特征,由此获得符合实际的计算模型,在此基础上对在重力场作用下研究区域的边坡稳定性采用ADINA8.1程序进行了非线性有限元的数字模拟分析,分析了边坡中的应力场,不平衡力等;同时采用了边坡稳定性极限平衡分析软件对不同工况条件下的滑坡稳定性进行了安全系数计算,并得出了天然条件下该滑坡体主滑面稳定性现状良好,但前缘难以保持长期稳定的结论,以此提出了一些加固处理的建议以供建设时参考.     

考虑分区各向异性和渗流作用的边坡稳定性研究

土体强度各向异性和渗流作用是影响边坡稳定性的重要因素。为使稳定性计算时边坡土体强度的各向异性更切合实际,提出对成层边坡土体进行分级加载和分区考虑强度各向异性的方法：将边坡土体最大主应力方向角与成层土相交区域设置为初始分区,然后结合有限元计算结果,推导各成层土各向异性强度参数计算公式,并即时计算各分区内土体强度参数;在逐级施加荷载过程中,根据计算所得土体强度参数,进一步调整初始分区,通过初分、细分和精分3级控制,确定耦合计算分区和各分区土体强度参数。在此基础上,建立考虑土体分区各向异性、未分区各向异性和未分区各向同性3种工况的流固耦合模型,分析边坡体应力场、位移场和渗流场的变化规律和特点,并采用强度折减法计算边坡稳定性。结果表明：考虑土体分区各向异性时,坡体平均应力最大值较未分区各向异性时有所减小,但较未分区各向同性时有所增大,其渗流域和流速较其他两种工况均有所减小;考虑土体分区各向异性时,计算所得边坡稳定性系数为1.109,较其他两种工况分别下降了2.8%和21.3%。     

渗流作用下露天煤矿边坡稳定性数值模拟研究

对露天煤矿均质边坡的渗流场及其对边坡稳定性的影响规律进行研究,根据温度场和渗流场的可比拟性,利用有限元分析软件ANSYS提供的岩土非线性弹塑性Druker-Prager模型及其前后处理程序,对边坡在渗流影响下的内部应力、位移和稳定性进行分析,采用强度折减有限元方法计算边坡的安全系数并得到边坡可能产生破坏的滑移面,这有助于滑坡治理方案的制定。