基于ANSYS的边坡稳定性关键参数分析

基于ANSYS有限元分析,采用不同边坡综合安全系数进行数值模拟分析,即假定黏聚力和内摩擦角按不同折减系数进行强度折减,依据算例结果探讨黏聚力和内摩擦角对边坡安全系数计算的影响规律,结果表明:①黏聚力c与内摩擦角φ的折减系数之间不存在惟一确定的函数关系,且黏聚力的变化对岩质边坡的影响较小,内摩擦角φ对岩质边坡的稳定性影响较大;②通过假定黏聚力c和内摩擦角φ按某一比例进行强度折减的处理方法可以为提高边坡支护设计效率;内摩擦角φ值对边坡稳定性分析有较大影响,准确测量φ值对边坡稳定性设计与节约成本具有重要意义。结果可为实际工程的支护设计提供参考。     

大尺寸设备冻融循环次数对天然盐渍土抗剪强度参数的影响

为研究天然盐渍土的抗剪强度，针对罗布泊地区亚硫酸和亚氯盐渍土，应用大尺寸冻融循环设备进行多次冻融循环试验，考察冻融循环次数对抗剪强度参数的影响。试验表明:亚硫酸盐渍土黏聚力随冻融循环次数增加有减小趋势，内摩擦角随土柱高度表现为“３”型曲线规律，且冻融次数越大其值越小；亚氯盐渍土黏聚力随土柱高度表现为“反Ｓ”分布规律，内摩擦角随土柱高度呈现“３”型曲线规律，且冻融次数越大其值越大。     

冻融循环对新型高分子材料SH固化黄土力学特性的影响试验研究

西北和华北地区广泛分布的黄土受到季节性冻融循环的破坏,导致黄土构筑物强度逐渐降低,引发各种不良问题。采用新型高分子固化剂(SH)对黄土进行固化,开展室内冻融循环对固化黄土抗压、抗剪强度影响的试验研究。结果表明:加入固化剂SH可以显著提高黄土的抗压强度,SH掺量越高,黄土抗压强度提升越大,经冻融循环后强度损失率越小,质量损失率越低,试样完整性越好;固化黄土的抗剪强度随冻融循环次数增加而减少,冻融循环对黏聚力影响明显;固化黄土经历3~4次冻融循环后黏聚力与内摩擦角下降最大,5次后下降幅度减小并渐趋于稳定。试验结果为固化剂SH在黄土冻融区的推广及应用提供参考,并为黄土冻融区治理提供一些理论依据。     

非饱和-饱和状态变化对土质边坡稳定性的影响研究

土质边坡在降雨条件下发生的破坏失稳与土体的非饱和-饱和状态变化存在必然的内在关联。考虑土质边坡的非饱和-饱和状态变化,以此建立非饱和土抗剪强度与基质吸力之间的函数关系,并结合基质吸力的理论分布规律,运用非饱和土边坡的稳定性分析方法研究边坡安全系数,分析土体由非饱和状态向饱和状态的转变过程中边坡安全系数的变化规律。结果表明,雨水入渗使得土体由非饱和状态向饱和状态进行转变;在坡脚处最先出现塑性区,并逐渐向坡顶发展,直至形成贯通塑性区而使土体破坏;土质边坡的滑移面由浅层滑移向深层滑移发展;结合不同的入渗深度下边坡的瞬态安全系数值的变化规律,能够量化计算边坡失稳的临界入渗深度值,为实际工程提供合理的判断依据。     

直剪试验方法对轻量土抗剪强度的影响规律研究

【目的】为了快速、准确地获取轻量土抗剪强度相关指标,确定不同直剪试验方法对轻量土抗剪强度的差异,【方法】通过快剪、固结快剪以及慢剪试验,分析了轻量土剪应力-剪切位移曲线、黏聚力和内摩擦角在不同剪切方法及不同配比下的变化规律。【结果】结果显示：轻量土的抗剪强度及抗剪强度指标随着其配比不同表现出一定的差异,其中,随着EPS颗粒体积比的增大,剪应力-剪切位移曲线由应变软化型转变为应变硬化型,轻量土抗剪强度大幅降低。随着水泥掺量的增加,轻量土抗剪强度总体呈现增大的趋势,同时轻量土黏聚力随EPS颗粒体积比增大而大幅减小,随水泥掺量的增大略有增大;内摩擦角随EPS颗粒体积比的增大急剧减小,随水泥掺量增大略微减小。其中以快剪试验为例,当水泥掺量为15%、EPS颗粒体积比由20%增长至40%和60%时,轻量土黏聚力相对减少量为22.20%、44.73%。【结论】结果表明,不同EPS颗粒体积比下,慢剪方法对轻量土试样黏聚力的变化较为敏感,而快剪方法对轻量土试样内摩擦角的变化较为敏感。与素土相比,三种直剪方法下得到的不同配比轻量土剪应力-剪切位移曲线形态、抗剪强度值均比较相近,实际工程中可用直剪快剪方法获...     

桩基工程对长江防洪堤边坡稳定性的计算分析

针对某工程在软土地基上的长江防洪堤边坡架设管廊后的边坡稳定问题,采用抗剪强度折减有限单元法,选取3个典型断面,对比分析了现有边坡以及桩基施工并承载后边坡的稳定性。结果表明,桩基的存在和其所承受的荷载分别对边坡的稳定性具有有利和不利的影响,通过将桩端设置在合适的持力层上,正反两方面的影响基本可以抵消,桩基及管廊施工后对江堤边坡的稳定性影响很小。     

冻融循环条件下罗布泊天然盐渍土强度变化规律的研究

取罗布泊镇某建筑一定深度天然盐渍土进行室内常规试验,控制天然盐渍土在一定密度和一定含水率状态下进行多次冻融循环,找寻多次冻融循环条件下天然盐渍土强度变化规律。试验结果表明:无论采用击样法还是击实法制备的土样在经历多次冻融循环后,其黏聚力呈现先增大后降低的趋势,而内摩擦角呈现不断增大的趋势;随着冻融循环次数的增加天然盐渍土的干密度不断减小,孔隙比不断增大。更多还原     

节理岩体边坡浅表层稳定性分析

通过引入无黏性土坡休止角和一定假设条件,考虑岩块间的黏聚力,推导出了节理岩体边坡浅表层稳定性计算公式,并结合某工程实例进行了分析.结果表明:节理岩体休止角对稳定性的影响最为显著,其次是边坡坡角,再次是坡高和岩体容重,影响最小的是岩块间的黏聚力.     

南宁市粉细砂层抗剪强度参数取值研究

广西南宁市粉细砂层分布广泛,随着许多大型基础设施建设项目的相继启动,粉细砂抗剪强度的确定对工程有重要意义且势在必行。在南宁市轨道交通深基坑中获取92组原状样进行室内试验,在3个轨道交通深基坑中进行原位试验,同时收集南宁市岩土工程勘察报告中粉细砂经验取值,将试验数据与经验值进行对比分析,结果显示：南宁市粉细砂层抗剪强度比地区经验取值稍低,与现行有效标准取值一致。     

土石坝坝体土抗剪强度现场测试结果的分析研究

基于松塔水电站土石坝现场取样的固结不排水三轴剪切试验,分析了反映土体抗剪强度两个关键指标的测试结果,即四个参数:粘聚力C、内摩擦角φ、有效粘聚力C’、有效内摩擦角φ’,然后与土石坝主体工程初步设计中坝坡稳定分析选择的坝体土抗剪强度指标值进行了比较,并基于测试统计值的稳定分析计算结果,认为坝体填筑土的抗剪强度指标能够满足设计要求。     

冻融循环对软土力学性质的影响分析

为探究冻融循环过程中软土的冻胀融沉规律、力学性质及力学参数特性等,对松花江避暑城战备路工程软土试样进行室内冻融循环试验。通过改变冻融循环次数测定试件体积膨胀与收缩率,并通过室内三轴试验,测得不同冻融循环次数及不同围压条件下的软土抗剪强度。宏观试验数据及微观分析结果表明:软土在冻胀融沉过程中体积变化率随冻融循环次数的增加逐渐增大,6次冻融循环后,土体冻胀率、收缩率基本保持不变,冻胀融沉现象趋于稳定;随着冻融循环次数的增加,软土抗剪强度先增大后减小,且在第6次冻融循环作用下达到最小值,在后续6~15次冻融循环过程中,抗剪强度逐渐增大,且接近冻融循环作用之前的抗剪强度值;冻融循环作用对软土黏聚力c有显著影响,而与内摩擦角φ无相关性。     

冻融循环条件下亚氯盐渍土盐冻胀试验研究

为研究亚氯盐渍土的盐冻胀特性,对罗布泊地区天然亚氯盐渍土进行多次冻融循环试验,研究了含硫酸盐亚氯盐渍土的温度变化规律和盐胀特性。试验结果表明:在冻融循环作用下,同一土层的温度升降基本一致,每一土层的温度分布形式成抛物线型,离冷端面较近的第1层和第2层温度变化较大,而第3层到第5层温度变化较小;低液限粉土的亚氯盐渍土具有较好的盐胀累加效果,盐胀量随着温度的降低而增加,随着温度的升高有所回落,最大盐胀量可达到7.61 mm;前4周期的盐胀效果明显,产生的盐胀量约占总盐胀量的80%;盐胀在前6次冻融循环逐渐增大,但增大的趋势慢慢降低,并在第7次冻融循环作用时趋于稳定。研究成果可为分析含硫酸盐亚氯盐渍土的盐胀机理和治理盐胀病害提供参考。     

土质边坡归一化变形量失稳判据研究

为建立土质边坡失稳的微观机理和宏观位移之间的关系,应用有限元强度折减法,分析了失稳过程中土质边坡土体单元应力状态和整体稳定性的联系,定义了边坡渐进破坏时潜在滑动面上土体单元的应力差;分别采用塑性应变区贯通、特征点位移突变、应力差等不同失稳判据对均质土坡的稳定性进行判断分析,验证了不同边坡失稳判据间的一致性与统一性。通过单因素敏感性分析方法,分析了边坡几何参数(坡高、坡比)与物理力学参数(弹性模量、重度、黏聚力、内摩擦角和泊松比等)对极限状态下边坡坡顶水平位移的影响;结合归一化变量的变异系数法,构建了以变形量为基础,同时考虑几何因素与物理因素的土质边坡归一化失稳判据,提出了边坡稳定性的评价方法。     

土石坝边坡稳定性分析的应用研究

极限平衡法结合有限元强度折减法分析、计算边坡稳定是一种趋势,对两种方法进行了比较计算,有限元强度折减法是基于真实应力场的计算方法,能够自动寻找最小安全系数以及相应的滑动面。     

网格划分对边坡稳定有限元分析的影响

网格划分对边坡稳定性有限元分析的准确性有很大影响,而目前对此影响的研究相对不够。以有限元强度折减法在边坡稳定性分析中的一标准算例为依据,探讨ABAQUS中网格划分技术、网格形状、网格密度、局部加密网格、网格生成算法和单元积分方法对边坡稳定性计算的影响。最后用一复杂土坡案例分析以上诸因素对边坡稳定性分析的敏感性,得出在适当范围内加密网格可节约计算时间,二次积分单元计算精度高但更耗成本等结论,对边坡稳定分析的网格划分具有一定参考价值。更多还原     

饱和-非饱和渗流下膨胀土坡稳定性评估的有限元法

总结了膨胀土坡饱和-非饱和渗流场中影响边坡稳定性的一些因素,建议了饱和-非饱和渗流下考虑强度降低、密度变化等稳定性影响因素的膨胀土坡稳定性评估三维强度折减有限元方法,研制相应的强度折减有限元程序。通过与传统极限平衡法分析结果对比研究,对抗剪强度折减有限元法分析边坡稳定问题的适用性进行了评价,得出采用三维强度折减有限元法确定考虑饱和-非饱和渗流场的膨胀土边坡稳定性安全系数是可行的结论。     

克孜尔石窟砂岩PS加固抗冻融试验

室内试验循环冻融条件下,对克孜尔石窟的砂岩加入不同质量百分比和不同浓度的PS(Potassium Silicate,硅酸钾)溶液进行加固,测量冻融后砂岩试样的质量、体积、波速以及抗压强度,得出PS溶液的较优加固浓度以及质量百分比。结果表明:质量百分比为25%的PS溶液加固效果最好。其原因是质量百分比过低会导致砂岩黏聚力不够;当百分比过高,颗粒之间将不能直接接触,摩擦力降低,黏聚力较差。PS溶液浓度为20%时,其质量、体积、波速和抗压强度损失率最小,浓度越高,加固效果越强。     

季节性冻土区铁路路基冻融变形规律

为探究冻融循环作用对季节性冻土区铁路路基变形特性的影响,以兰新铁路的路基填土为研究对象进行冻融循环试验和固结压缩试验,得到了冻融变形和压缩特性的变化规律,并利用正交试验对压缩特性的影响因素进行显著性分析。试验结果表明:随着冻融循环次数的增加,冻胀率和融沉系数均呈多项式函数增加;在相同冻融循环次数下,两者均与含水率呈正相关,与压实度呈负相关。压缩模量随冻融循环次数的增加先增加,最终趋于稳定,各因素及其交互作用对压缩模量的影响从高到低依次为压实度B、含水率C、冻融循环次数A、B和C的交互作用BC、A和B的交互作用AB、A和C的交互作用AC。建议选取9次冻融循环后的压缩模量作为兰新铁路路基强度设计值,该研究成果对防治冻胀融沉和控制路基变形具有一定的指导意义。     

边坡坡面浅层加固稳定性分析及设计参数探讨

基于有限差分的强度折减法,探讨坡面浅层土体加固边坡的稳定性,并针对地基与边坡土质相同和采用岩石地基2种工况,综合分析边坡加固区宽度和土体黏聚力、加固区进入地基土深度和边坡几何参数等因素对稳定性和滑动面的影响。结果表明:当地基与边坡土质相同时,不同加固宽度下边坡安全系数随加固区土体黏聚力增加均呈先减少后增加的趋势,且当土体黏聚力达到临界值时安全系数趋于稳定;随着加固区土体黏聚力的增大,边坡由浅层滑动变成深层滑动并最终完全不通过加固区,通过将加固区适当深入地基土可以提高边坡安全系数;当采用岩石地基时,随加固区土体黏聚力增加,安全系数总体上呈现先减少后近似线性增加,相同几何尺寸和土质条件下边坡安全系数比地基与边坡土质相同时整体上提高了0.5~1倍,加固区土体黏聚力越大即抗剪强度越高时,边坡安全系数越高。