动力作用下锚杆格构支护土质边坡动态响应分析

地震边坡稳定性是岩土工程和地震工程中研究的重点问题之一。针对锚杆格构支护的均质土坡在地震荷载作用下的动力响应,通过振动台模型试验,分析了不同坡高地震加速度和速度响应规律、边坡位移特征及支护结构破坏特征,揭示了均质土坡及其支护结构在地震作用下的变形破坏机理。结果表明:随着振动次数的增加,边坡模型自振频率逐渐降低;低频动荷载作用下坡体上部加速度响应最大,但随着振动频率的增加,放大作用降低,即边坡对低频振动波有放大作用,而对高频振动波却有滤波作用;振动频率较小时,坡体整体速度较大,但不同高度差异较小,破坏并不明显;振动频率接近模型边坡自振频率时,坡体上部速度最大,下部速度最小,且变化明显,破坏性最大;动荷载作用过程中,滑坡体的变形模式表现为旋转位移和水平位移,滑体和基体间相对位移上部较大;支护结构破坏时,上层锚杆和中层锚杆被拔出,上部格构发生严重隆起;虽然边坡做往复运动,但最终仍有一定相对位移;在设计支护结构时,要适当加长上部锚杆的长度,并且对中、上部格构进行补强。     

黄土挖方边坡破坏机理及开挖方案对比分析

为寻求安全经济的黄土边坡开挖治理方案，以黄土地区某排水管网工程为研究对象，分析挖方边坡破坏机理，并提出2种开挖治理方案；探讨了不同开挖治理方案下坡体的破坏类型、滑动模式及稳定性，并进行了方案选取。结果表明：坡体开挖后抗滑力小于下滑力，原有的平衡被打破是变形破坏的直接诱因；按方案1、2开挖后，稳定系数变为1.402、1.363,均满足要求且有一定富余；前者虽能降低整体剪切破坏风险，但后者在“固脚强腰”改善剪应力分布的同时降低了整体与局部的剪切破坏风险；后者节省了工程造价18.9%,同时也避免了“削山皮”式开挖带来的安全隐患。     

露天矿反倾边坡破坏模式及加固机制模型试验

为研究露天矿层状反倾边坡出现的大规模弯曲倾倒破坏模式,开展在未支护及恒阻大变形锚索(NPR锚索)支护条件下的45°倾角多节理反倾边坡开挖物理模型试验.采用多源监测系统采集边坡开挖过程中锚索轴力、应变场及位移场等数据.结果表明：无支护反倾层状边坡开挖过程中表现出4种典型破坏模式：后缘带张拉破坏、坡肩叠瓦状破坏、坡腰弯折破坏以及坡底冲切破坏;采用NPR锚索支护后的边坡在相同的开挖条件下未发生大面积失稳破坏;边坡开挖过程中,NPR锚索轴力呈突增、突降及稳定波动3种模式循环演变,分别对应边坡变形过程中单元板裂缝发育、断裂及坡体复稳3种现象;NPR锚索具有吸能特性,且锚索轴力预警准则同样适用于NPR锚索支护下的岩质反倾边坡.     

公路岩质高边坡稳定性及支护分析

为探究边坡开挖加固时稳定性变化特征,依托公路岩质高边坡治理工程,运用MIDAS GTS建立高边坡三维模型,对开挖前及开挖不同阶段边坡的变形及稳定进行了对比分析。结果认为:经过分阶段开挖后的边坡,由于坡体自重的减小,坡体位移发展呈减弱态势,边坡整体稳定性增加;在仅采取框格梁支护后,坡体水平位移量远小于原始状态的边坡位移量,但大于坡体开挖完毕后的水平位移量;在框格梁的基础上增设预应力锚杆后,预应力锚杆的介入极大限制了边坡变形,使得坡体水平位移进一步减小;框格梁+预应力锚杆加固岩质边坡可以有效保证边坡的稳定性,建议在施工过程中加强边坡变形监测,确保工程安全。     

资兴高速K21段顺层岩质边坡支护过程数值模拟研究

以资兴高速K21段顺层岩质边坡为研究对象,借助现场调查、数值模拟研究段边坡的开挖和支护过程,对各阶段的稳定性、位移、应力等的变化规律进行分析,验证了开挖、支护设计的合理性以及边坡加固的安全性,研究了边坡在开挖支护过程中应力应变规律。结果表明,顺层岩质边坡开挖扰动开挖破坏了边坡原有的应力分布,导致岩体产生裂隙损伤和变形,并逐渐扩张,弱化岩体和层面自身的强度。同时,边坡开挖,直接破坏了边坡原有的连续受力体系,由于软弱层面的抗剪强度较低,从而导致岩层沿开挖揭露的软弱层面整体下滑。锚索框架一方面通过对坡体的位移的控制作用,增加坡体的稳定性,另一方面通过预应力锚索把层状岩体锚固在一起,使得各层之间摩阻力增大,内应力和挠度大为减少,大大提高了层面的抗剪强度。     

开挖边坡变形和稳定性有限元分析

采用有限元方法对边坡开挖进行数值计算,得到开挖后边坡的变形情况,并通过抗剪强度折减技术对开挖后的边坡材料进行强度折减,得到边坡破坏时的临界滑面和安全系数。有限元方法的计算结果不但能评价边坡的稳定性,还可得到潜在的危险区域,对边坡开挖施工有一定指导意义。     

平顶形煤系土边坡长期破坏规律及稳定性分析

煤系土边坡在开挖后存在一个长期破坏的过程,边坡安全系数随时间逐渐减小.针对这一问题,基于双剪统一强度理论,建立了平顶形煤系土边坡开挖后的坡脚剪切带分布模型.并通过煤系土边坡开挖后土体抗剪强度参数随时间变化规律,分析了不同坡高和坡角煤系土边坡开挖后长期破坏规律和煤系土滑坡形成机制,得出了不同坡高和坡角煤系土边坡安全系数长期弱化规律.最后结合实际工程实例对研究成果进行了验证.     

考虑岩土体变形的边坡临界高度上限解崔新壮

考虑岩石和土体变形，取对数螺旋面为破 坏面，利用塑性力学中的极限分析方法对边坡的临界高度进行了研究.由库仑材料相关联流动法则推得了变形破坏区的速度场.由变形破坏机 构得到了边坡临界高度上限解随坡角及岩土内摩擦角的变化规律.并通过比较发现：变形破坏机构对应的上限解略小于刚体平动机构对应的上 限解，略大于刚体转动机构得到的上限解.     

209国道线太矶头人工高边坡防治工程研究

在综合分析209国道线太矶头人工高边坡工程地质条件的基础上,首先对该边坡的稳定性进行了力学计算与评价,结果表明:北段边坡的整体稳定性安全储备不足,主要存在潜在的整体滑移及局部掉块和剥落破坏,而南段边坡则主要存在坡面局部掉块和剥落破坏.针对该边坡的实际地质地形条件、稳定性状况、边坡破坏后的危害程度等,将整个工程治理区划分为四个区段,确定了各区段具体的工程治理方案,并对细部结构进行了设计研究.最后,对加固后的边坡进行了稳定性验算,各项验算指标符合规范要求.     

基于强度折减法的填方边坡稳定性分析

通过对宁芜改线深基坑工程放坡开挖段填方高边坡采用有限元强度折减法进行数值模拟分析,讨论了在监测中高边坡坡顶发生大的裂缝的原因,根据有限元模型的受力和变形机理进行了分析,以此为根据提出填方高边坡的加固方案.     

开挖卸荷岩质坡体的断裂破坏机理

岩质坡体在开挖过程中的失稳破坏已成为道路工程领域日益严重的问题,目前有关卸荷坡体的断裂破坏机理还不清晰。为此,基于自然坡体实际结构特征,并结合岩石力学知识,首先分析了岩体原生裂纹在坡体开挖前后的应力状态。继而,借助断裂力学理论,解析了不同荷载模式下岩体裂纹失稳扩展的力学条件,探讨了求解裂纹扩展方向和规模的计算方法,构建结构面扩展贯通力学模型;最后,通过具体算例验证了模型的合理性。研究表明开挖岩质坡体的失稳是岩体内特定方向的原生裂纹萌生启裂并扩展贯通的结果,其本质是岩体应变能释放耗散与应力的调整过程。     

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。     

基于破坏接近度和强度折减法的边坡稳定性评价

采用数值分析法对某高边坡开挖后的位移、应力和塑性区做了分析,指出了需要重点加固的部位。并用有限差分强度折减法对边坡的整体安全系数进行了分析,通过破坏接近度的计算对边坡非破坏区的危险程度和破坏区的破坏程度进行了评价。结果表明:采用两种方法对边坡开挖稳定性进行综合评价,既能正确定量地评价围岩内各区域岩体的稳定程度,又能给出破坏区、损伤区和扰动区的位置和范围,及滑动面的位置,并能描述岩体稳定性状态随开挖过程的演化规律,对边坡的开挖稳定性具有指导意义。     

某一级水电站工程厂房高边坡处理设计

某一级水电站工程厂房为引水式地面厂房,厂房后边坡是该工程最高的人工边坡,其稳定性直接影响到厂房安全.采用平面极限平衡法和平面有限元法对该边坡进行了稳定分析.结果表明,该边坡不存在整体稳定性问题,只在浅表部位存在陡倾结构面松弛、局部楔形不稳定块体塌滑等问题.因此,采取开挖、排水、锚固等措施对厂房后边坡进行加固处理,并对该...     

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.     

岩石高边坡安全监测及稳定性分析

针对某水电站岩石高边坡的工程实际,为了有效的控制高边坡变形和准确的指导施工,在边坡布设了多套位移计和锚杆应力计,并且进行了边坡变形和应力监测。通过大量的边坡监测资料,并且结合变形、地质、开挖等因素,分析了边坡变形特征及锚杆的锚固效果,监测数据的分析主要采用回归方法进行。监测数据表明,边坡的锚固效果良好,边坡的变形得到了有效的控制。通过此岩石高边坡工程的施工监测,阐明信息化施工可以保证边坡的稳定性,正确指导施工。     

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。     

地震荷载作用下二元结构反倾开挖斜坡的变形破坏模型试验

选取彭州市龙门山镇王家坪滑坡所处斜坡作为二元结构反倾开挖损伤斜坡的典型实例,进行了地震荷载作用下变形破坏的室内物理模型试验。结果表明,开挖加剧了斜坡在地震荷载作用下的变形破坏。从破坏形式来看,反倾斜坡的坡变形破坏分为2个部分,一为浅表覆盖层的整体滑动,二为反倾岩层受浅表覆盖层滑动牵引而发生倾倒—崩塌,与野外调查结果吻合。从整个变形破坏过程来看,可以划分为以下阶段:地震初始阶段(浅表覆盖层与基岩接触面逐渐贯通过程)—浅表覆盖层滑动启动阶段—浅表覆盖层全面滑动及基岩牵引—倾倒阶段。试验重现和揭示了斜坡的变形破坏过程和规律。