无粘结预应力锚索在岩质边坡支护加固工程中的应用

首先将无粘结预应力锚索与普通锚杆（索）在边坡支护加固中的性能进行了对比分析,并以大连某大型岩质边坡支护加固工程为实例,分析总结了无粘结预应力锚索在岩质边坡支护中的设计方法、关键施工技术。     

无粘结预应力锚索在岩质基坑支护工程中的应用

本文首先将无粘结预应力锚索与普通锚索在支护加固中的性能进行了对比分析,接着以某大型岩质基坑支护工程为实例,介绍了无粘结预应力锚索在岩质基坑支护中的应用,最后总结了无粘结预应力锚索在基坑设计及施工中应该注意的问题。     

高切坡半隧道超前支护结构研究

 在山区基础设施建设过程中,经常发生因开挖边坡造成坡体失稳并诱发地质灾害的情况发生,为此,提出高切坡超前支护的思想。以西藏S306线段为依托,提出一种新型的高切坡超前支护结构型式——半隧道超前支护结构：它由普通的半隧道结构与边坡超前支护结构有机组合,以达到稳定边坡、减少开挖量、环保经济的目的。采用数值方法对超前支护半隧道结构的作用机制进行研究,分别模拟无支护开挖和超前支护结构的4种不同组合加固后开挖时的情况,分析高切坡的稳定性、应力分布及塑性区开展的情况,通过比较得出高切坡半隧道超前支护结构的合理组合方式。     

软岩边坡锚索预应力定量损失规律研究

 预应力锚索是各类永久性岩质边坡最有效的加固手段之一,但其预应力损失使锚索锚固效果难以保证。以一高速公路软岩边坡支护工程为依托,通过现场实测分析,得到锚索预应力的定量损失规律：锚索预应力损失分为瞬时损失和时程损失。前者可达到初始张拉荷载的8%左右;后者又可分为短期和长期损失,其中长期损失的损失量可达到锚索初始张拉荷载的15%左右,该过程约需50 d以上时间完成。分析所得结果为预应力锚索定量补偿张拉和超张拉提供了理论依据,可为同类软岩边坡支护工程提供有益参考。     

破碎岩质边坡预应力锚固机制数值模拟研究

以金华-丽水-温州高速公路破碎岩质边坡预应力锚固工程为例，对破碎岩质边坡的预应力锚固机制开展系统的数值模拟分析。首先，依据现场实测预应力锚索张拉吨位与岩体变形的关系曲线，通过数值反分析，确定边坡岩体的力学参数，建立岩体力学计算分析模型。结合现场监测数据和室内试验研究成果，重点分析锚索预应力的扩散方式，探讨岩体质量、锚索张拉吨位以及外锚固结构对加固坡体应力和变形分布的影响规律，揭示预应力锚索体系的应力传递规律和坡体变形响应规律，从力学机制上揭示预应力锚索加固该类破碎岩质边坡的机制。     

边坡加固机理探讨

笔根据参与的十几个岩土边坡加固设计,审查和施工体验对边坡加固中预应力锚索传力深度,自由段概念,削坡开挖边坡安全系数,群锚形成“岩壳”,补赏张拉等问题进行了讨论。中介绍了边坡治理中开挖控制变形工法。工法的主要素为：安全监测,超前支护,分层分段开挖,及时进行坡面支护,加强边坡底部支护和施工工艺管理。中着重讨论了预应力锚索钻孔中水泥砂浆芯柱受力分析,把问题归结为压杆稳定提出了预应力锚梁结构。该结构大大提高了预应力锚索的承载力。     

边坡加固机理探讨

根据十几个岩土边坡加固工程的设计、审查和施工经验，对边坡加固中预应力锚索的传力深度、自由段概念、削坡开挖边坡安全系数、群锚形成“岩壳”、补赏张拉等问题进行了讨论。介绍了边坡治理中开挖控制变形工法，总结出施工的6项工法要素为：安全监测、超前支护、分层分段开挖、及时进行坡面支护、加强边坡底部支护和施工工艺管理。着重讨论了预应力锚索钻孔中水泥砂浆芯柱的受力分析，把问题归结为压杆稳定。并介绍了一种新型预应力锚梁结构，该结构大大提高了预应力锚索的承载力，从而使边坡达到更好的加固效果。最后，对边坡加固中的几个重要问题进行分析和探讨。     

基于FLAC3D的多台阶岩质边坡的稳定性分析

为掌握多台阶岩质边坡在开挖过程中的动态变形特性及预应力锚索加固对其稳定性的影响,以具体岩质边坡工程为例,利用FLAC3D模拟分析其在开挖过程中及形成后的变形特征;对比分析两种加固方案时的加固效应。研究结果表明,开挖易使局部岩体发生破坏;预应力锚索的使用使岩体边坡的安全系数提高了21.3%;采用边开挖边支护方案能很好地约束岩体水平位移,并可有效改善边坡的应力分布。     

岩质边坡动力稳定性分析的几个要点

 重点讨论动荷载作用下岩质边坡稳定性的3个基本问题：(1) 动荷载作用下裂隙岩体的力学特性;(2) 边坡动力响应及安全评价;(3) 边坡加固措施(主要指锚索)在动力荷载作用下的安全性问题。在总结多年来的工作经验与研究积累的基础上,探讨边坡动力稳定性评价方法,特别是对于在地震、爆破动荷载作用下,岩质高边坡稳定性的安全评价;总结提出岩体在动荷载作用下的强度特性与研究重点;系统分析岩质边坡的动力响应;提出从动安全系数走向、潜在滑动面的动态开裂和滑移及边坡关键点的质点振动速度3个方面来评价边坡动力稳定性的思路与方法;最后就如何评价边坡预应力锚索加固措施在动荷载作用下的安全性提出科学的设计原则与评价指标。     

框架预应力锚索在高边坡支护中的应用

介绍了土质和岩质边坡常用的稳定性分析方法,对框架预应力锚索支护中预应力锚索数量、锚索锚固长度以及基于Winkler弹性地基模型框架体系内力的求解进行了说明。以贵州省毕节市某边坡为工程实例,对边坡的稳定性系数进行了分析,设计了该边坡的框架预应力锚索支护方式的参数,根据此方案进行施工取得了良好的加固效果。     

锦屏一级水电站左岸坝肩边坡施工期高效三维可靠度分析

 基于可靠度理论的边坡稳定性分析是一个重要的发展趋势,然而目前国内外关于复杂三维高边坡可靠度方面的研究几乎还是空白。以锦屏一级水电站左岸坝肩边坡为例,研究了施工阶段三维边坡可靠度问题。由于三维边坡稳定性分析有限差分强度折减法计算量较大,并且安全系数没有显式表达式,通过参数敏感性分析减少随机变量数目,提出三维边坡可靠度分析的非侵入式随机有限差分法。探讨了预应力锚索和深层混凝土抗剪洞2种主要加固措施失效对边坡变形、稳定及其可靠度的影响规律。研究了施工阶段边坡横河向位移、安全系数以及失效概率的变化规律。结果表明：参数敏感性分析可以有效地识别敏感性较大的随机变量,从而提高边坡可靠度计算效率。非侵入式随机有限差分法实现了概率分析与通用商业软件如FLAC3D的有机结合,极大地简化了可靠度分析过程,而且能充分利用参数敏感性分析中边坡稳定性计算结果,为解决三维高边坡可靠度问题提供一种有效的工具。此外,锦屏一级水电站左岸坝肩边坡所采取的预应力锚索和深层混凝土抗剪洞联合加固措施能够有效地控制边坡变形和确保边坡稳定性。施工阶段边坡开挖扰动作用对边坡稳定可靠度有着重要的影响。     

花岗岩深基坑边坡稳定性分析与加固设计

采用有限元数值计算软件 ANSYS6.0对某大型花岗岩深基坑边坡工程进行了二维有限元分析 ,在了解该边坡变形受力规律基础上 ,为克服过去支护设计中土、岩不分的问题 ,采用新的国家规范进行了该花岗岩边坡的预应力锚索支护设计 ,该法与传统支护设计相比可降低成本 3 0 %左右 ,且支护后的变形监测表明该法安全、可靠     

危岩锚固计算方法研究

危岩是三峡库区典型的地质灾害类型之一，根据失稳类型将危岩分为坠落式危岩、滑塌式危岩和倾倒式危岩3类，其破坏机理分别属于剪切破坏、压剪破坏和拉剪破坏。支撑、锚固、充填等是治理危岩的常用技术类型，其中锚固技术使用频率最高。作用在危岩体上的荷载主要有自重、裂隙水压力和地震力，其中裂隙水压力包括天然状态和暴雨条件下的裂隙水压力，可构成3种荷载组合。按照坠落式危岩和倾倒式危岩稳定系数不小于1．5、滑塌式危岩稳定系数不小于1．3的治理目标，基于极限平衡理论并遵循每类危岩的破坏机理，建立了每类危岩的锚固计算方法，包括非预应力和预应力锚固2类技术，获得了确定每种锚固技术所需要的最小锚杆数计算式。所提出的计算方法已经在三峡库区数百个危岩体治理中得到成功应用，为重庆市有关地方标准的修订完善奠定了基础。     

确定岩质边坡地震安全系数的简化方法

 作为岩质边坡地震稳定性评价的规范方法,拟静力法忽略岩体的动力特性和地震动大部分特性的影响,而地震时程分析法考虑的因素较全面,却相对费时费力。目前岩质边坡地震稳定性评价缺乏较好地考虑岩体的动力特性和地震动特性的简化方法。为此,综合利用时程分析法和拟静力法的各自优点,建立地震安全系数与拟静力安全系数间的关系,提出2种岩质边坡地震稳定性评价的简化方法：(1) 对于重要边坡,建立边坡地震安全系数与地震动峰值、边坡拟静力安全系数的统计经验公式;(2) 对于一般边坡,统计边坡地震安全系数与拟静力安全系数的修正系数,建议相应的修正方案。以典型岩质边坡为例,采用显式波动有限元–极限平衡法,阐述所提出的简化方法的详细实施步骤,初步证明所提出方法的可行性和合理性。所建议的简化方法为重要工程岩质边坡震后快速评估和一般工程岩质边坡抗震稳定性评价提供有益的思路和重要参考。     

框架预应力锚杆加固多级高边坡地震响应数值分析

依托实际工程,基于Geostudio岩土分析软件,建立了框架预应力锚杆加固多级高边坡的动力分析模型。通过设置边界条件,输入水平地震作用,分析了边坡在地震作用下的位移响应、速度响应、加速度响应和锚杆轴力响应。结果表明:水平地震作用下,边坡内的位移、速度、加速度和锚杆的轴力等均随地震持时呈波动性变化。水平位移随时间变化显著且具有累积效应,边坡水平位移远大于竖直位移。坡体临空面水平加速度幅值明显增大,临空面对地震加速度具有放大效应。边坡总应力从坡底沿坡高递减,在坡底总应力最大。预应力锚杆的自由段与锚固段轴力均随地震持时波动性变化,自由段轴力较大,锚固段轴力沿远离自由段方向递减。分析结果可为框架预应力锚杆加固多级高边坡的地震响应提供一定的依据。     

矮寨大桥基础岩体稳定问题研究

由于各构筑物及其与高陡边坡紧邻,准确把握构筑物围岩的稳定性及其相互影响,是设计方案能否成立的关键。总结分析矮寨大桥基岩稳定的4个方面的关键问题,并介绍大桥基础岩体勘察所采用的多种手段、主要的地质缺陷、基岩稳定分析结果及施工期监测结果。开挖揭露的地质条件、稳定分析及监测结果表明,多种技术方法是全面认识岩体工程地质条件的必要手段。矮寨大桥基岩的稳定问题集中在两岸高陡边坡上,设计荷载并未引起岩体产生明显变形,各构筑物之间相互影响不明显。只要通过适当的加固措施保证边坡岩体的稳定,桥基岩体稳定性就可以得到保证。设计采用的塔梁分离式悬索桥结构,以及各构筑物的布置是可行的,研究成果支撑了结构设计上的创新。隧道锚因围岩“夹持效应”而产生强大的抗拔能力。由于国内外大型悬索桥采用隧道式锚碇不多,对隧道锚碇围岩的岩石力学问题研究还不够深入,其承载能力可能被严重低估。     

Stability assessment of landslide-prone road cut rock slopes in Himalayan terrain:A finite element method based approach

Large-scale slope destabilization could be aggravated due to swift urbanization and ever-rising demands of geoengineering projects such as dams,tunnels,bridges and widening roads.National Highway-58 connects Delhi to Badrinath in India,which passes through complex geomorphological and geological terrain and often encounters cut slopes susceptible to slope failures.In the present investigation,a detailed geotechnical appraisal is conducted along the road cut slopes from Rishikesh to Devprayag in the Himalayas.Twenty vulnerable road cut slopes were demarcated for detailed slope stability analysis using Phase2D finite element modeling simulator.Nonlinear generalized Hoek-Brown(GHB) criterion was adopted for stability analyses.Out of 20 slopes,five slopes(S6,S7,S18,S19 and S20) are unstable with factor of safety(FoS) less than or equal to 1,and thus needs immediate attention.The FoS values of four slopes(S2,S9,S13 and S17) lie between 1 and 1.3,i.e.marginally stable,and slopes S1,S3,S4,S5,S8,S10,Sll,S12,S14,S15 and S16 are stable.Mohr-Coulomb(MC) criterion was also adopted to compare the slope stability analysis with GHB criterion.The FoS calculated from GHB criterion is close to that using MC criterion for lower values of FoS whereas for higher values,the difference is marked.For the jointed rock in the Himalayan region,the nonlinear GHB criterion gives better results as compared to MC criterion and matches with the prevailing field conditions.Accordingly,some suggestions are proposed to strengthen the stability of cut slopes.     

膨胀土边坡自平衡预应力锚固方法研究

针对膨胀土吸水膨胀的特点,提出膨胀土边坡自平衡预应力锚杆加固方法。该方法结合黏结型锚杆和预应力锚杆的优点,使用预应力锚杆结构,但在锚杆施工时仅施加少量或不加预应力,利用膨胀土吸水膨胀特性在边坡中形成自平衡的预应力锚杆加固体系。根据锚杆与土体变形协调关系,推导自平衡预应力锚杆初始应力计算公式,并探讨该方法的有限元计算过程。理论分析、数值计算和工程应用结果表明,自平衡预应力锚固结构在保证边坡稳定和锚固结构安全的前提下,边坡变形较小,同时经济上较为合理,对于类似工程具有广泛的推广应用价值。     

加锚岩质边坡稳定性评价的极限分析上限法研究

基于极限分析上限法的基本原理,考虑岩石锚杆的支护效应、地震作用力和裂隙水压力的影响,提出加锚岩质边坡稳定分析计算模型。通过该岩质边坡极限分析上限法计算模型,可以将滑体按照滑裂面和侧向结构面离散为不同的滑体单元,并可构建一个机动许可的速度场。根据相关联流动法则和位移协调条件,相邻滑体单元的移动不能导致它们重叠或分离,进而可以得到应变速度场的数学表达式。应用该计算模型,不仅可以合理计算出由滑体自重、地震力、裂隙水压力和锚固力所做的外力功率,而且可以得到产生于滑体底滑裂面和侧向结构面的内能耗散。根据滑体处于极限状态时两功率相等(虚功率方程)的条件,可以推导得到加锚岩质边坡的极限分析上限法稳定系数计算公式。通过典型算例的稳定性分析计算表明,考虑裂隙水压力和地震作用力的边坡稳定系数将会减小,而合理加锚后稳定系数将会得到提高。