边坡锚杆地震动特性的振动台试验研究

为研究锚杆在地震作用下的动力响应,采用振动台进行锚杆支护岩质边坡模型试验。模型与原型相似关系按照重力相似律、相似比1∶10推导。输入Wolong、El Centro、Taft三种地震波,监测锚杆轴力、坡面加速度和位移时程,研究锚杆在地震作用下的受力机制、锚杆轴力分布规律、不同位置锚杆在地震作用下的动力响应差别。结果表明:地震作用下锚杆的轴力动力受力过程是由外向里;输入相同幅值的不同地震波,锚杆轴力动力响应不同;地震波强度较小时,位于边坡腰部锚杆的轴力最大,但随着地震波强度的增大,坡顶锚杆轴力增加较快,与边坡腰部锚杆轴力均为最大。研究结果为更加合理的进行锚杆抗震设计提供良好的基础。     

坡顶超载下边坡稳定性极限上限分析

边坡的安全稳定目前仍是工程的重要问题。文中假定土体符合理想的弹塑性本构模型,建立了坡顶超载下的二级边坡计算模型,运用极限分析上限定理和强度折减法,确定边坡安全系数的上限解,同时探究边坡不同参数对安全系数的影响情况,结果表明坡顶超载的增大导致边坡安全系数的减小;边坡倾角越大,安全系数随坡顶荷载增大而降低的速度越慢;内摩擦角的减小和宽高比的增大,影响边坡安全系数逐渐减少;随着荷载至坡肩水平距离的增大,坡顶超载的影响不断减弱,当此距离足够远时,超载强度对边坡稳定性基本没有影响,说明坡顶荷载对边坡的稳定性影响具有一定的作用距离。分析结果对坡顶超载下的边坡稳定性评估及设计施工具有一定参考价值。     

不同间距双荷载作用下土质边坡稳定性研究

文中利用ABAQUS有限元软件建立某土质边坡的二维模型,通过改变坡顶两个条形基础上部附加荷载之间的距离,研究不同间距双重荷载作用下边坡的变形破坏特征,并从竖向位移场、竖向应力场、等效塑性应变以及安全系数大小等角度对数值模拟结果进行分析.研究结果表明,边坡在双重荷载作用下,竖向位移的最大值集中于荷载作用的下方坡体,且随着...     

节理边坡与锚杆耦合作用的空间效应分析

编制符合实际受力和变形情况的锚杆数值计算单元,利用拉格朗日差分计算方法建立节理岩体边坡的数值分析模型,分析锚杆在节理滑移和张开情况下的受力特征,以及与边坡岩体之间的相互耦合作用效果,结果表明:边坡在锚杆加固后,仍存在较大的变形,锚杆起到柔性加固作用;由于锚杆的加固作用,在节理面两侧岩土体的位移变化不大,锚杆对节理岩体起到了拉结作用,但这种拉结作用仅在滑体发生运动后才能产生;由于滑体的运动,导致与之相交的锚杆产生较大轴力,在与节理相交部位均存在锚杆轴力的峰值,从而锚杆呈现轴力多峰值的形态.     

黄土丘陵区边坡动力响应及震陷变形分析方法

黄土丘陵区易发生震陷型边坡失稳。通过动力离心模型试验和有限差分非线性动力分析方法研究地震时黄土边坡的动力响应及变形机制,探究了地震作用下概化黄土边坡的加速度及位移响应,提出了基于动单剪试验条件下黄土震陷系数经验公式及黄土场地震陷量估算方法,并应用于黄土边坡震陷变形计算。结果表明：黄土边坡对地震荷载具有放大效应,加速度放大系数沿高程呈非线性增大,且坡面动力放大效应大于坡体内部;边坡的震陷量与土层厚度关系密切,土层震陷系数随高程呈对数式增加;地震作用下黄土边坡的破坏形式是水平滑移变形与竖向震陷变形双向耦合的结果,震陷变形表现显著,边坡向临空面滑动,坡顶张拉裂隙和坡面错位裂隙大量发育,震陷沉降不均导致坡面形成错位阶梯。     

不同土工加筋方式对填方边坡稳定性的影响

针对某变电站填方地基边坡处理实际工程,开展不同土工加筋方式处理的填方边坡模型试验,测试坡体竖向沉降及侧向位移,对比素土边坡(未加筋)、普通加筋边坡和包裹式加筋边坡的变形和稳定性。在此基础上开展有限元分析,并将数值结果与试验结果进行对比。结果表明:加筋效应随着荷载增大而增大;普通加筋和包裹式加筋能有效减小边坡坡顶沉降和侧向位移;加筋对坡体塑性区贯通产生隔断效应,由此提高边坡稳定性;普通加筋和包裹式加筋的极限荷载分别是素土边坡的1. 7和1. 9倍;包裹式加筋的极限荷载是普通加筋方式的1. 12倍。     

大型钢结构球形支座力学性能试验研究

广州报业文化中心连廊为钢桁架结构,采用大吨位球形支座,包括固定铰支座和单向滑动支座。在不同荷载组合作用下,支座处于压转、压剪及轴压等复杂受力状态,需对支座在各种受力状态下的变形及转动力矩等进行检验,以评定其受力性能是否满足要求。以较高承载力的固定铰支座为例,进行力学性能试验研究,包括:受压状态下的支座转动性能试验(压转)、水平承载力试验(压剪)和竖向承载力试验(轴压)等。试验结果表明:支座实测转动力矩小于规范规定的转动力矩,支座水平位移与水平荷载、竖向压缩变形与竖向荷载、盆环径向变形与竖向荷载之间基本呈线性关系,转动性能、水平承载力、竖向承载力均满足规范和设计要求,且试验完成后支座变形能基本恢复。     

软弱破碎直立岩质边坡渐进性破坏及其锚固效应的模型试验研究

软弱破碎岩质边坡在自然界中广泛存在,且多表现为局部化渐进破坏模式。为进一步了解该类边坡的破坏性状及其锚固效应,以Ⅳ类破碎围岩为参照对象,并将其等效为单一均值地层,随后利用模型试验对有、无锚杆加固情况下直立岩质边坡的破坏特性进行研究。结果表明,软弱破碎岩质边坡的塌方主要是由于坡顶岩体的张拉和坡脚岩体的压剪共同作用的结果,且往往呈渐进性破坏机制;锚杆的锚固效应主要体现在抗剪止裂和抗拉伸两个方面,并且锚杆的加固不仅可以提高边坡岩体在破坏前的竖向承载力,而且还可减小岩体的竖向沉降,并允许岩体边墙有较大的侧向变形。     

全装配式钢筋混凝土楼盖竖向受力性能试验研究

为研究新型全预制装配式钢筋混凝土楼盖的竖向受力性能,对1∶2缩尺的楼盖模型进行了模拟竖向均布荷载作用的静载试验,对楼盖的竖向承载力、挠曲变形、应变规律和双向受力性能等进行了研究。试验结果表明：楼盖具有较高的承载力,在整个加载过程中楼盖梁-板连接件和板缝连接件都表现出良好的传力性能;在竖向均布荷载作用下楼盖的挠曲变形呈现出与现浇双向楼盖类似的“碟形”,具有双向板的变形特征;楼盖模型在竖向荷载作用下的跨中挠度约为同条件下单向板楼盖挠度的0.445倍,楼盖构造能有效减小变形;楼盖底部垂直板缝方向连接件可传递竖向荷载作用下的弯矩,使其具有双向受力的特点。     

地震作用下双排抗滑桩支护边坡振动台试验研究

利用大型振动台试验研究双排抗滑桩支护在地震荷载作用下的抗震性能。通过对比上部锚杆+下部双排桩共同支护与单一桩支护的破坏过程,分析两种情况下坡体的动力响应与破坏机制。试验表明在桩+锚杆共同支护下,桩后边坡坡脚首先发生剪切破坏,当地震动作用增大到一定范围,坡顶出现张拉裂缝,两者贯通时边坡发生越顶破坏;单一桩支护条件下,首先在坡顶出现张拉裂缝,裂缝随着地震动作用增大向下扩展,当同下部剪切滑移带贯通时,边坡失稳破坏。通过坡体裂缝发展过程、位移及加速度监测数据表明,前者的抗震性能显著优于后者;在地震动作用下,边坡破坏是张拉–剪切复合作用的结果。试验研究为双排抗滑桩抗震设计奠定了坚实的基础。     

基于有限元模拟的挖方边坡锚杆格构支护效果研究

采用有限元数值模拟法对某锚杆格构支护的挖方边坡的效果和变形规律展开了分析。结果表明,支护前的边坡最大侧向变形可达66.4cm,将会严重影响工程项目的安全;通过不同锚杆倾角支护的数值模拟对比分析,得出锚杆最优倾角约为15°,此时坡体侧向变形可比支护前减小62.4%;边坡变形最大的位置基本上都位于中间2级台阶;各个开挖台阶的变形规律大致都呈由下部台阶的“上大下小”式变形逐渐过渡成为上部台阶的“上小下大”式变形。     

下伏基岩堆积体边坡抗滑桩加固前后地震响应特征离心模型试验

 为研究抗滑桩加固上覆堆积体--下伏基岩二元结构边坡的抗震机制,开展2组1∶50比尺的离心振动台模型试验,以对比分析下伏基岩堆积体边坡在抗滑排桩加固前后的地震响应特征与抗滑桩的桩身弯矩分布规律。试验时,输入4级加速度峰值连续增大的El Centro波,监测边坡模型坡面与坡体内的加速度响应、坡顶沉降变形以及抗滑桩上静、动弯矩的分布。试验结果显示由于抗滑桩抑制了上覆堆积体的下滑,坡顶的加速度峰值(PGA)放大系数、加速度反应谱以及竖向沉降变形均有不同程度的降低。抗滑桩一方面加固了上覆堆积滑体另一方面在坡体内产生了地震波的反射叠加效应,使得边坡水平响应加速度放大系数出现了桩前增大桩后减小的现象。下伏基岩堆积体边坡坡顶沉降与Arias烈度在抗滑排桩加固前后均具有良好的正相关线性关系。地震荷载作用过程中抗滑桩动力响应弯矩变化幅值明显大于地震作用后的静弯矩增量,且静弯矩与动弯矩变化幅值的分布均在基岩面附近达到峰值,易在基岩面附近造成抗滑桩的破坏,类似工况下抗滑桩的抗震配筋设计应充分考虑这一特点。     

高陡斜坡区基桩水平承载特性模型试验研究

凭经验建造的高陡斜坡区桥梁基桩因水平作用引起病害的情况越来越多。为此,以红顶特大桥为原型,设计一套加载装置和试验方案,考虑基桩位于边坡中的位置与受力形式2个因素,对基桩水平承载特性进行水平静载与轴–横向组合加载模型试验研究并分别得到桩顶位移,水平荷载与相对位置及竖向荷载的拟合关系。结果表明,水平循环荷载作用下,桩顶水平位移与桩身弯矩均随荷载及其循环作用次数的增大而增大;水平荷载作用下,基桩水平极限承载力与其所在位置距坡脚的水平距离呈反比,即基桩越靠近坡脚线,其水平极限承载力越大,同时桩顶水平位移、桩身弯矩则越小;水平与竖向同时加载对基桩水平极限承载力的影响,与预加竖向荷载是否达到基桩竖向变形稳定荷载临界值有关,竖向荷载小于该临界值时,可提高基桩水平极限承载力,竖向荷载大于该临界值时,会降低基桩水平极限承载力。     

循环荷载下节理岩体边坡动力响应的试验研究

 在振动荷载的长期循环作用下,岩质边坡中的原生结构面可能扩大并产生新的破裂面,直接影响到岩质边坡的稳定性。以某节理岩体边坡为原型,根据相似理论制作模型框架并在其内建造室内节理岩体边坡模型,利用振动台对边坡模型进行振动加载,研究在振幅分别为1.0,1.25,1.5 mm的振动荷载作用下节理岩体边坡的动力响应规律,对比水平方向和竖直方向振幅都为1.5 mm时边坡模型的变形差异。循环加载试验表明,在振动荷载作用下,边坡变形随振动荷载振幅、振动时间的增大而增大;边坡模型对于竖向的振动荷载更加敏感;边坡模型在受到振动荷载作用时,顶部的变形大于底部的变形;长期的振动荷载作用会导致原生裂隙延伸、扩张、贯通,引起边坡变形增大;根据变形情况提出边坡在振动荷载作用下的变形过程及变形导致的整体性滑坡和局部滑塌2种可能的破坏模式。研究结果对节理岩体边坡在循环荷载作用下的动力响应、疲劳劣化机制和边坡工程的长期安全性等理论研究和工程应用具有参考意义。     

基于透明土技术土岩边坡滑移机理的模型试验研究

随着工程技术的飞速发展,土岩边坡滑移机理的研究具有重要的意义和工程应用价值。通过透明土模型试验研究坡顶荷载作用下土岩界面接触滑移机理和规律,实现了土岩边坡内部滑移变形的可视化。考虑了岩体Barton节理粗糙度系数、坡体角度和坡体高度等因素对土岩边坡稳定性的影响。利用粒子图像测速(PIV)和激光散斑技术,获得了土岩边坡在坡顶荷载作用下内部变形的特征。试验分析表明,土岩边坡的滑动可分为3个阶段:初始阶段、匀速阶段和加速阶段;在土岩边坡滑移过程中减小岩体Barton节理粗糙度系数、增大坡体高度、增大坡趾角度将引起边坡土体内部较大的位移,进而引发土岩边坡的失稳。采用双排抗滑桩的边坡防护措施后,有效地延缓边坡土体内部位移的发展,提高土岩边坡的稳定性。文中研究成果为揭示土岩边坡滑移机理及其工程防护的有效性提供了重要的理论依据,通过跟踪透明土颗粒的运动轨迹实现土体内部变形可视化的土岩边坡滑移提供了试验依据。     

汽车制造厂多功能空间连廊结构分析与设计

以某汽车有限公司新建整车厂内总长442 m的多功能空间连廊结构设计为例,详细阐述了此类复杂工业连廊设计中具有良好适用性的多层空间钢桁架结构的选型、受力特性、设计构造。结果表明:多跨连续桁架结构在竖向荷载作用下,受力类似连续梁,主要靠弦杆与腹杆的轴力来抵抗竖向荷载,桁架与钢柱铰接连接能较好符合杆件轴力为主的受力状态,桁架弦杆在侧向风荷载作用下的受力与变形不容忽视。     

喷锚网技术在高陡边坡防护中的应用

喷锚网支护是靠锚杆、钢筋网和混凝土层共同工作来提高边坡岩石的结构强度和抗变形刚度,减小岩石(土)体侧向变形,增强边坡的整体稳定性。察汗乌苏水电站工程,坝底到坝肩168m,高陡沟堑,石质边坡,需要加固防护的边坡分为喷锚挂网防护和素喷混凝土防护两种类型;对坡面松散破碎严重,且破碎岩层较厚的地方采用喷锚网防护;对于那些只有少量裂缝,破碎不严重的地方则采用素喷混凝土防护。     

锚杆长度对边坡稳定性影响的数值分析

为了探讨边坡锚固及锚杆荷载传递机理,利用双弹簧单元,通过FLAC3D建立数值计算模型,分析锚杆长度变化对边坡安全系数和滑动面的影响以及锚杆的力学响应。表明:①锚杆加固边坡时,存在一有效锚固长度;随着锚杆长度的增加,边坡潜在滑动面逐渐往坡内移动,破坏模式由浅层滑动变为深层滑动;当锚杆长度达到有效锚固长度时,边坡的滑动面位置发生突变;②各层锚杆轴力沿杆体不均匀分布;当边坡岩土体受到外界扰动而劣化时,边坡下部锚杆轴力值最大;因此,对于永久性锚杆支护边坡,应适当加长底层锚杆长度。     

公路岩质边坡应力场特征分析

针对岩质边坡（路堤边坡）在坡顶部位受到荷载作用而导致边坡失稳破坏的情况,进行了荷载效应的有限元数值分析,得出：在影响边坡稳定的指标性应力中,边坡上部的水平应力受荷载影响较大;在荷载边界与坡脚附近,指向坡体外的剪应力显著增加。     

土钉支护边坡动力性能参数分析

为研究土钉支护参数对土钉支护边坡抗震性能的影响,通过设计并完成振动台模型试验,研究了在不同支护参数(如土钉倾角、土钉长度、土钉间距等)下边坡的动力反应特征。试验结果表明:土钉支护边坡有较好的抗震性能;试验过程中,土钉支护边坡坡面的最大变形主要发生在边坡坡腹处,坡顶与坡趾的变形相对较小;增大土钉倾角会增大边坡的侧向位移,增加土钉长度以及减小土钉间距则会减小边坡侧向位移;土钉支护最大作用带基本位于土钉支护区的中前部,呈折线形,与滑裂面位置并不相同。