重庆某护岸工程桩板墙加固效果研究

为揭示桩板墙对护岸工程的支护效果,以重庆某护岸边坡为例,结合挡墙现状调查,建立三维有限元模型与二维Geostudio-slope模型,在原护岸边坡、桩板墙支护完建工况和特殊工况下,对桩板墙边坡位移应力的分布规律及整体稳定性进行计算分析。结果表明,护岸边坡的位移在素填土区域内同一竖直方向,随高程增加而增大;护岸边坡整体处于受压状态,应力沿基岩底部向上不断减小;原护岸边坡整体稳定安全系数为0.76,经桩板墙支护后,完建工况和特殊工况的安全系数分别为1.62、1.31,边坡整体结构处于稳定状态,桩板墙加固效果显著。     

洛宁抽水蓄能电站排沙洞出口岩质边坡安全控制研究

洛宁抽水蓄能电站泄洪排沙洞出口边坡为高陡岩质边坡,该处边坡存在风险主要有:边坡岩体结构面发育、泥化夹层等不良地质风险;爆破开挖加剧岩体结构面扩张的施工风险;下方排沙洞隧道施工对上方边坡的稳定性影响.边坡施工期间出现小范围垮塌,为保证隧道口边坡的安全稳定性,开展了风险分析、边坡稳定性分析、支护优化设计、现场监测相结合的边坡稳定性研究工作.边坡稳定性分析表明:爆破施工引起的振动效应使得边坡的剪应变及位移增大,边坡应力增大有可能超过岩体抗剪强度,导致岩体沿结构面滑出.通过在边坡上埋设以阵列位移计及多点位移计为主的深部位移监测孔,以信息化思路指导边坡运营及隧道施工.目前隧道进尺50余米,边坡阵列位移计的竖向最大位移约为3mm,多点位移计的水平向最大位移约为4mm.现场监测及巡视结果表明:隧道口区域的边坡及隧道均处于安全状态.     

江坪河水电站溢洪道进口高边坡稳定分析

采用ANSYS软件,运用三维非线性有限元法模拟了各岩层、断层、风化层的结构和性能,计算了全断面开挖未支护工况、开挖过程与支护工况、正常蓄水位工况和水位骤降工况下的应力状态,并通过拉应力区分布、拉应力区深度和点安全系数的分布,综合评价边坡的整体稳定性,提出了合理的加固支护建议.     

某水库水位变化对库区围堰坝体边坡稳定性的影响

为查明水库围堰边坡设计的合理性及水位变化对边坡稳定性的影响,基于FLAC3D数值模拟软件,针对百色市某水库建立三维模型,模拟了围堰边坡在水位下降、水位上升和基坑排水3种情景下的变形情况,分析了水位变化对边坡稳定性的影响。结果表明,围堰边坡上游一、二级台阶及下游二级台阶区域易发生较大变形;库水位下降引起各监测点水平位移为40～230 mm、竖向位移为260～390 mm,库水位上升引起各监测点水平位移为60～360 mm、竖向位移约为150 mm,基坑排水引起各监测点水平位移为580～600 mm、竖向位移为21～57 mm,对围堰边坡变形的影响大小依次为基坑排水>库水位下降>库水位上升;边坡安全系数与水位变化呈正相关关系,安全系数增量随水位上升先增大后减小。研究结果为边坡设计和防护提供了理论依据。     

顺向高边坡与偏压隧洞开挖的稳定性分析

针对顺向高边坡、偏压隧洞工程中岩土参数不确定、地质条件特殊及工况复杂等问题,以涔天河水库扩建工程（#1泄洪洞出口顺向高边坡开挖与偏压隧洞掘进、支护）为例,在描述出口边坡地形、地貌及工程地质条件的基础上,建立了相应的三维数值计算模型。即基于弹塑性理论考虑岩土体的时效特性,在FLAC3D平台上进行了二次开发与数值计算。分析结果表明,围岩和管棚的变形量较小,出口段管棚支护方案基本能维持围岩稳定,但顺向边坡的变形量较大,需预防边坡表层发生破坏;紧邻放空洞未出现贯通塑性屈服区,但管棚两侧应力分布不对称、内侧拱脚应力较大,可能会造成局部失稳,进而对原有工程开挖、支护方案进行了合理优化,可为类似边坡、洞室的施工建设提供安全判据和参考。     

降雨入渗对浅埋偏压隧道洞口边坡稳定性的影响

以四川绵阳九岭岗隧道为背景,基于非饱和土流固耦合理论,采用MIDAS GTS NX有限元软件研究了降雨入渗对隧道边坡塑性区、整体位移及安全系数的影响,并根据数值分析结果探讨了不同支护措施的加固效果。结果表明,在降雨入渗条件下,左线隧道边坡及右线洞口浅层土体极易发生塑性破坏;随着降雨时长增加,边坡土体抗剪强度降低,整体位移明显增大,安全系数不断减小;对比分析锚索与抗滑桩对边坡位移的控制效果,最终选用锚索加固隧道边坡。     

数值模拟与实际监测相结合的边坡稳定性分析

鉴于单一利用数值模拟分析边坡稳定性的可靠性不高,应结合相应的监测数据来印证,以某边坡在暴雨工况下的变形破坏为例,基于强度折减理论,首先利用具有多样化建模方式及高精度特点的Rhino 5.0建模软件对边坡建立数值模型,然后通过室内试验、参数反演确定模型参数,再通过FLAC3D分别对该边坡在天然工况和暴雨工况下进行数值模拟计算,最后将数值模拟结果与监测数据对比分析。结果表明,该边坡在天然工况下处于稳定状态,暴雨工况下受持续性降雨影响潜在滑动面岩土力学性质急剧减弱将会发生失稳破坏;数值模拟找到的潜在滑动面与实际监测情况吻合,边坡变形发育阶段与雨水集中期基本吻合。     

考虑地下水作用的渗流场与应力场耦合分析

以大岗山水电站右岸整体边坡为例建立三维有限元模型,模拟了考虑地下水作用的渗流场与应力场耦合分析的初始、开挖卸荷加固、运行期蓄水三种计算工况,采用FLAC3D软件计算了相对位移场、渗流场和应力场及塑性区的分布情况.通过监测边坡开挖卸荷加固过程的不平衡力,并绘制关键点位移变化曲线,可直观地分析边坡各级平台开挖的变形情况.结果表明,当水库蓄水至正常蓄水位1 130 m时,高程1 255 m的缆机平台和1 275 m平台区域出现朝向临空面的位移,建议布置监测设备测斜管监测变形.     

柔性铰接框架锚固边坡抗震效果分析

传统框架锚固结构为刚性设计,在地震作用下框架梁与锚索支座连接部位及锚头易破坏失效。对此,根据"刚柔结合"的抗震思路及边坡—支护"共同承载"的思路,释放锚固支座与框架梁处的自由度,将刚性变为柔性铰接支护体系,利用Flac3D进行数值模拟,并对比了柔性与刚性支护体系下的边坡状态。结果表明,柔性框架锚固支护可有效控制边坡滑动并改善内力状态。新的柔性铰接框架锚固支护体系为边坡加固提供了新思路。     

降雨作用下高速公路边坡稳定的非连续变形分析

应用非连续变形分析(DDA)对粤赣高速公路K32+632右坡进行稳定性分析,建立了DDA块体系统分析模型,分析了在自然状况下和持续降雨工况下的边坡位移与强度参数间的关系,得出边坡在支护前后的极限内摩擦角及相应安全系数.结果表明,在边坡上增加锚索支护和排水设施等可有效提高稳定安全系数,满足正常运用要求.     

开挖条件下大礼溪滑坡变形机理分析

为分析开挖条件下大礼溪滑坡变形机理,根据现场调查,并结合滑坡变形特征,运用定性评价方法分析了滑坡的变形发展过程及其机理;发现软弱易风化的粉砂质泥岩坡体、不利的层状同向坡体结构及发育的节理构造是滑坡发生的内因;人工开挖与爆破引发的地震是引发滑坡的外因,降雨作用加速了滑坡变形。最后,通过数值模拟分析开挖条件下滑坡的应力场与位移场的变化,发现滑坡的应力调整与位移变化均具有渐进式变化的特点,分布在滑坡前缘、中部和后缘观察点最小总应力的平均值分别为18.347、-21.888、-76.450kPa;位移平均值分别为147.83、111.14、39.29mm。研究成果对防治滑坡灾害有重要意义。     

引水沟渠冻结法施工中的温度场、冻结壁演变和开挖稳定性分析

为准确计算冻结壁厚度、了解开挖引水沟渠对地层稳定性的影响,从而确保工程的安全稳定性,结合工程实例,根据冻土的热物理参数及力学性质,运用解析方程和经验公式分别计算了引水沟渠冻结法施工的冻结壁厚,并对比计算结果与现场实测温度反推出的冻结壁厚度,同时利用多物理场耦合软件模拟冻结壁的形成及开挖后的受力变形,分析了引水沟渠在冻结暗挖过程中冻结壁的安全稳定性。结果表明,理论计算中拉麦公式考虑的因素少,计算结果偏大,维亚洛夫公式设计冻结壁厚度相对合理;数值模拟可得出引水沟渠周围土体的应力场、位移场分布,可验证施工方案的合理性;在实际工程中可结合经验估算、现场实测理论计算与数值模拟计算来最终确定设计方案。     

某工业园区岩质古滑坡复活影响因素及开挖优化方案

古滑坡以相对平坦的地形优势成为山区工程建设的利用场地,但场地建设过程中的不合理开挖利用,可能造成古滑坡复活而影响工程建设。以某工业园区建设开挖过程中引起局部复活变形的侏罗系岩质古滑坡为例,在对其自动化实时变形数据分析的基础上,通过关联度计算确定了坡体开挖为复活变形的主要影响因素。通过离散元强度折减法反演了岩土体的强度参数,并以模拟结果分析了斜坡的破坏模式。由此,基于滑坡岩土体性质的空间分布,设计了满足场地建设要求的3种优化开挖方案,并以边坡稳定性系数与最大水平位移为评价指标,获得了保证边坡安全的最优开挖方案。研究结果对古滑坡场地利用及边坡开挖方案优化有一定的参考价值。     

过渡式台阶溢洪道的水力特性研究

鉴于台阶式溢洪道的研究多集中于台阶尺寸﹑坡度﹑流态﹑消能等方面,而对台阶本身的布置形式研究很少,提出了新的过渡式台阶溢洪道布置形式,采用紊流数值模拟方法研究了不同坡度﹑不同单宽流量以及不同过渡形式下的过渡式台阶溢洪道的水力特性。结果表明,与连续等高的台阶溢洪道相比,在相同条件下过渡式台阶溢洪道台阶面上的负压区较小,消能率较高且随单宽流量的增加而增加,所提出的台阶布置形式可供相关工程参考。     

黄金峡水利枢纽大坝左岸Ⅰ区结构面控制型边坡变形机制及稳定性分析

黄金峡水利枢纽大坝左岸Ⅰ区边坡开挖施工阶段发现了多条断层和多组裂隙,出现了多次变形突变现象,呈台阶状跳跃增长,且变形大多位于深部10~30m,局部累计监测变形值超过100mm。根据地质、监测及坡表开裂等资料综合分析影响边坡变形的关键因素,并采用三维数值计算方法论证加固效果,复核边坡稳定性。结果发现Ⅰ区边坡是典型的结构控制型边坡,变形范围及深度与结构面fz39、L920位置吻合,变形破坏模式主要是结构面fz39、L920构成的块体KT21滑动破坏。现状条件下边坡已接近临界状态,考虑削坡减载和边坡中下部增加大吨位锚索后,边坡安全性得到显著提升。研究结果丰富了边坡稳定性研究的工程实例,为工程自身建设提供了重要的技术支撑。     

软基路堤拓宽对原路堤桩体受力特性的影响

      目的     交通量日趋饱和与建设用地日益紧张促使道路需要进行拓宽改建,为了进一步研究路堤拓宽时的稳定性,对软基路堤拓宽时原路堤下桩体受力特性的变化进行分析。      方法     采用Abaqus对离心机模型验证后,分别建立拓宽路堤与原路堤有限元三维数值模型进行对比分析,研究拓宽路堤自重、不同拓宽路堤土体参数对原路堤下不同位置桩体的受力和变形性状以及破坏模式的影响。      结果     数值仿真结果表明:路堤下各桩对抗滑的贡献不同,接近坡脚的桩主要受弯剪作用,远离坡脚的桩主要受轴力作用;拓宽路堤土体自重使得原路堤下桩体所受弯矩及剪力减小,所受轴力增大,越靠近拓宽路堤的桩受影响越大,原路堤下桩体的位移增大,其中靠近原坡脚处的竖向位移增量最大,横向位移增量最大处位于原路堤中部;拓宽路堤土体重度能显著影响原路堤的竖向位移,而其变形模量和强度参数对原路堤的竖向位移影响不明显;路堤拓宽后在荷载作用下,原路堤下桩体的受力特性较拓宽前会发生改变,潜在破坏模式由弯剪区、压弯区和受压区三个分区变为压弯区和受压区。      结论     所建模型能较好验证离心机试验结果,研究结果能对路堤拓宽的稳定性分析提供指导。     

考虑围岩稳定性评价的引水隧洞施工过程仿真系统

根据施工过程中的围岩稳定情况确定出合理的施工进尺并实时可视化评价结构安全状况具有重要的工程意义。首先利用BIM建模软件建立三维基础模型,通过对建模软件进行二次开发并结合系统仿真原理得到引水隧洞施工进度;其次将几何模型转换为数值计算模型并建立进度数据库与引水隧洞数值模型之间的映射关系,通过有限元分析围压系统的安全状况,根据不同进尺下的进度计算及围岩稳定分析结果,合理选择施工进尺;最后基于Python+VB.net混合编程技术编制了引水隧洞施工进度与围岩稳定安全仿真系统。工程应用表明,该系统将隧洞施工进度、支护体系与围岩稳定性进行结合,可为合理制定施工计划及施工现场控制提供可视化技术及数据支持。