水平与竖向加速度-时程曲线叠加效应下边坡永久位移计算的极限上限分析

实际边坡动力稳定性受地震竖向与水平方向效应共同作用,传统边坡地震永久位移计算方法较少考虑竖向地震波影响,采用实际地震的竖向与水平方向加速度时程曲线共同效应更符合工程实际。基于极限分析上限法和Newmark刚塑性滑块模型,提出一种基于实际水平向与竖向地震加速度时程曲线的边坡永久位移计算改进方法,以3个工程边坡为例,探讨了两组具有代表性实测典型水平和竖向地震地面运动记录对边坡地震永久位移计算的影响。研究结果表明:不考虑竖向地震加速度时程曲线时,本文方法可蜕化为与前人方法兼容;不同地震波的竖向与水平地震动时程曲线的叠加效应不同,竖向地震对边坡永久位移的影响不可忽略。     

基于锈胀开裂的预应力锚杆（索）使用寿命预测研究

锚杆（索）腐蚀后其体积发生膨胀并形成锈胀力,而锈胀力的增大可导致外围注浆体开裂,从而加速锚杆（索）的腐蚀,故可以此时的锈蚀量作为预测锚杆（索）使用寿命的判别条件。当对外围注浆体进行受力分析时,采用平面应变情况下的圆孔模型弹性理论计算注浆体开裂时的极限锈胀力,并以锚杆（索）与外围注浆体接触面的变形协调条件来计算极限锈胀力时的锚杆（索）锈蚀量。同时,比例参数λ被采用来考虑岩土体对锚固体的约束作用,且将是否考虑注浆体内部裂缝影响作为2种方法计算锈胀力作用下的注浆体变形。然后,将参数选取在一定范围内经曲线拟合得极限锈胀力及对应锚杆（索）锈蚀量的简单表达式,进而根据2种不同适用条件下的锚杆（索）锈蚀速率计算式对锚杆（索）的使用寿命进行预测和分析。经算例对比验证了本文方法的可行性,并对锚杆（索）使用寿命的影响因素进行了参数分析,可知：①不考虑注浆体内部裂缝影响而计算得的锚杆（索）锈蚀量值偏于保守;②外围岩土对注浆体的约束作用对锚杆（索）的使用寿命有积极影响;③铁锈体积膨胀率n对锚杆（索）的使用寿命影响微小,而注浆体泊松比μ_c和保护层厚度c越大则锚杆（索）的使用寿命越长。     

任意滑动面搜索新方法应用于三维复杂土坡稳定性分析

在提出任意三维滑动面搜索方法的基础上,针对滑动体非对称情况（包括准线不对称和长度不对称）、母线不在滑动体内沿滑动方向断面尺寸最大的面上、土坡含软弱夹层的情况,采取了一些解决措施,并将其应用于工程上常见的填挖方复合土坡、水平分层填方路堤、公路纵断面为平斜坡的土坡和含软弱夹层的土坡这4种算例中。分析表明：①此方法可以对一些较复杂条件下的土坡进行稳定性分析,并能够寻找到较优的最危险滑动面（包括整体和局部稳定性）;②当填挖边坡上填方段和挖方段的材料不一致时,更容易在抗滑稳定性差的材料处发生失稳,但当填方段和挖方段的材料重度γ相同时,两种材料的φ/c是否相等在一定程度上对滑动体的对称性和大小有影响;③对于公路纵断面为平斜坡的土坡,其潜在最危险滑动面更倾向于平坡段,斜坡对边坡的稳定系数有一定的积极影响;④在含软弱夹层的土坡中,当滑动体的长度无限长时,其三维稳定性趋于二维稳定性,与以往研究成果相比较时,得出本文方法计算出的结果与之非常接近,说明本文方法可行。     

稳定渗流条件下土坡稳定性分析的一种新方法

在提出随机角生成曲线滑动面方法的基础上,通过改变选定参数来搜索临界滑动面,对渗流作用下的不同士质边坡进行稳定性分析.考虑渗流效应时,将士体视为三种土条划分情况,并进行受力分析,推导出简化Janbu法中土条的浮力和渗透力计算公式.同时,对实际渗流场做出合理简化,以便应用于计算机编程.算例对比分析表明:①此方法计算出的最小安全系数与已有研究成果非常接近,得到的最危险滑动面也颇为相似,可证明本文方法的正确性;②以非圆弧滑动面与圆弧滑动面计算出的最小安全系数相比,前者明显要小,建议在有渗流作用时应采用非圆弧滑动面;③对两个不同水位下的均质土坡,以水位与坡高之比为参数对边坡状态进行分析时,结果表明随着地下水位的升高,边坡安全系数急剧下降,因而,渗流效应是边坡发生失稳的一个重要因素,工程实际中应特别注意边坡排水设施的设置.     

基于强度折减法的深基坑周边环境安全性评价

城市深基坑工程周边环境变形要求非常严格。因基坑开挖引起的土层扰动,可能会造成建筑物及地下管线破坏,甚至引起基坑失稳。为解决其安全性评价这一难题,吸收强度折减法的优点,提出了基于强度折减技术的深基坑周边环境安全系数的计算方法。以深基坑支护结构水平位移值达到设计控制值作为周边环境破坏的临界判据,通过不断搜索折减系数F,将岩土体材料的力学参数按F值折减代入计算模型中,达到临界条件的折减系数即为安全系数F_s。工程实例分析表明,该方法可以客观、有效地评判深基坑施工中周边环境的安全裕度,为城市深基坑施工顺利进行提供参考。     

大颗粒红砂岩高填方路基强夯加固理论与试验研究

假设夯坑周边隆起量较小,夯坑下土柱的侧向变形可忽略,夯坑的体积等于土体夯后孔隙减小的体积,强夯前后土柱质量不变,按照体积相同的原则等效为一圆柱体,推导出大颗粒土体在夯击时其压实度、孔隙比与有效影响深度的理论计算公式以及夯沉量、孔隙比、压实度与夯击能量之间的理论计算公式,利用这一理论对常吉高速公路的路基加固进行施工设计。研究结果表明：理论计算结果与实测结果较吻合,证实了上述理论的有效性;强夯后土体的压缩模量提高15％,夯沉量随夯击次数的增加而逐渐减小。     

Influences of nonassociated flow rules on seismic bearing capacity factors of strip footing on soil slope by energy dissipation method

Seismic bearing capacity factors of a strip footing placed on soil slope were determined with both associated and nonassociated flow rules. Quasi-static representation of earthquake effects using a seismic coefficient concept was adopted for seismic bearing capacity calculations. A multi-wedge translational failure mechanism was used to obtain the seismic bearing capacity factors for different seismic coefficients and various inclined angles. Employing the associated flow rule, numerical results were compared with the published solutions. For bearing capacity factors related to cohesion and equivalent surcharge load, the maximum difference approximates 0.1%. However, the difference of bearing capacity factor related to unit weight is larger. With the two flow rules, the seismic bearing capacity factors were presented in the form of design charts for practical use. The results show that seismic bearing capacity factors related to the cohesion, the equivalent surcharge load and the unit weight increase greatly as the dilatancy angle increases, and that the nonassociated flow rule has important influences on the seismic bearing capacity.     

Limiting drainage criterion for groundwater of mountain tunnel

Large amount of groundwater discharging from tunnel is likely to cause destruction of the ecological environment in the vicinity of the tunnel, thus an appropriate drainage criterion should be established to balance the tunnel construction and groundwater.To assess the related problems, an limiting drainage standard ranging from 0.5 to 2.0 m3/（m·d） was suggested for mountain tunnels based on survey and comparative analysis. After that, for the purpose of verifying the rationality of the standard, a calculated formula for dewatering funnel volume caused by drainage was deduced on the basis of the groundwater dynamics and experience method.Furthermore, the equation about the relationship between water discharge and drawdown of groundwater table was presented. The permeability coefficient, specific yield and groundwater table value were introduced, and then combined with the above equation, the drawdown of groundwater table under the proposed limiting drainage criterion was calculated. It is shown that the proposed drainage standard can reach the purpose of protecting ecological environment under the following two conditions. One is the permeability coefficient ranges from 10-4 to 10-5 m/s and the specific yield ranges from 0.1 to 0.001. The other is the permeability coefficient varies from 10-6 to 10-8 m/s and the specific yield varies from 0.1 to 0.01. In addition, a majority of common geotechnical layers are involved in the above ranges. Thus, the proposed limiting drainage standard which ranges from 0.5 to 2.0 m3/（m·d） for mountain tunnel is reasonable.     

非线性Mohr-Coulomb破坏准则下边坡可靠度上限

传统边坡可靠度分析往往在岩土参数服从线性Mohr-Coulomb（简称线性M-C）破坏准则的假设条件下进行,并且常常采用极限平衡法或有限元法计算安全系数。然而,岩土介质破坏准则具有一定的非线性。为能更加实际地描述岩土破坏机理和得到严格精确的解,基于非线性Mohr-Coulomb（简称非线性M-C）破坏准则,结合极限分析上限法和蒙特卡洛法,进行边坡可靠度上限分析。当非线性参数m=1时,与等效的线性M-C破坏准则进行对比计算,验证了方法的可行性。同时,将初始粘聚力、内摩擦角arctan（c₀/σ_t）和非线性参数作为随机变量且服从截断正态分布,进行了参数变异性和敏感性影响分析。研究表明：非线性M-C破坏准则下,边坡可靠度随初始粘聚力、内摩擦角arctan（c₀/σ_t）和非线性参数变异性的增大而减小;边坡可靠度随初始粘聚力和内摩擦角arctan（c₀/σ_t）的增大而增大,随非线性参数的增大而减小。     

冲击压实技术在高速公路高填方路基中的应用研究

基于冲击压路机在含石量很高(60%～70%)的土石混填高填方路基施工中的应用实践,对路堤的沉降变形、干密度、孔隙比以及影响深度进行试验研究。阐述高含石量土石混合料的特性、土石混填路基施工工艺及质量评价控制指标,进一步分析高含石量土石混填料在冲击压路机冲击碾压作用下压实的工作特性和作用机制。研究结果表明,冲击压实技术用于土石填方高路堤的压实施工不仅可明显改善填料的压实质量,而且由于冲击碾压后路堤产生压缩沉降,对减少路堤施工的工后沉降也有明显的效果。