边坡复合支挡结构设计计算方法探讨

边坡支挡结构是岩土工程的重要组成部分,随着我国国民经济和工程建设的快速发展,在过去六十年中,特别是改革开放三十年来,边坡支挡结构越来越得到大规模的使用,同时,其结构形式和设计理论也得到了长足的发展。目前,边坡支挡结构按结构形式不同有:重力式挡土墙、衡重式挡土墙、卸荷板式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙、加筋土挡土墙、锚定板挡土墙、锚杆挡土墙、土钉墙、抗滑桩、锚索挡土墙、托盘式挡土墙、桩基托梁挡土墙等基本形式。     

兰州地区某黄土高填方边坡的稳定性分析与联合支护设计

以西北某高陡填方边坡为依托,通过稳定性计算和数值模拟等手段对该边坡的稳定性进行详 细分析,并提出相应的联合支护设计方案。结果表明:对于高陡填方边坡的稳定性计算推荐采取不同的 方案,对于原边坡可根据规范进行稳定性分析;对于边坡的支挡设计可根据边坡的坡度、填方量和边坡 部位等因素划分断面分别计算。该计算结果在保证安全的同时对支挡结构的设计及选取也具有较好的 针对性。对于高填方边坡的坡顶可采取加筋土挡墙支护设计;对于填方量较大且坡度较陡的坡面,推荐 采用预应力锚索框架结构;坡脚可采用重力式挡土墙。通过控制施工填筑速率和提高压实度等方法,可 有效减小黄土高填方边坡的工后沉降和位移。     

岩土预应力锚固作用三维数值模拟的等效力法

预应力锚索(杆)加固岩土是一典型的岩土与结构的空间相互作用问题。为可靠模拟这种结构与岩土的相互作用,提出了与工程中预应力施加和锁定工况相符的三维数值模拟分析等效力法。在ABAQUS有限元软件平台上,首先将该方法运用在单根预应力锚索的数值模拟试验,并与等效降温法和等效应变法进行对比分析,结果表明了该方法的优越性,此外,也分析了锚固段锚索轴力衰减速率与锚固体刚度有关,且与理论认识一致。然后,将等效力法应用在一实际预应力锚索加固边坡工程三维数值模拟中,分析了预应力锚索对加固边坡内部应力分布、边坡稳定性及锚索轴力分布的影响,表明该方法能可靠地应用于分析预应力锚索加固岩土的效果及锚索自身内力。     

预应力锚索边坡加固作用的离心机试验研究

预应力锚索具有主动支护与被动支护的特点。预应力锚索施加初期,锚索预应力能够提高岩体整体性和破坏强度,有利于限制下部边坡开挖对上部边坡岩体的松弛卸荷影响作用,体现出了主动支护的作用。但是在边坡长期运行过程中,由于边坡岩体受外部应力产生的变形导致预应力锚索后期张拉受力,进而约束岩体变形发展,则体现出了被动支护。本研究利用离心机模型试验,对边坡中安装的锚索进行了运行过程中的受力分析,揭示了锚固边坡在运行过程中的预应力锚索支护作用发挥机理。研究结果对今后的岩质边坡支护设计具有重要的指导作用。     

预应力锚索外锚固十字梁传力格构三维应力分析

本文采用有限元法对预应力锚索外锚固十字梁传力格构进行了三维应力分析。预应力锚索加固方法在防止边坡滑塌、倾倒、剥落等方面发挥重要作用,作为其主要构造之一的传力结构具有集中荷载传递到坡面（岩面）和调整坡面（岩面）受力方向的作用。本文分析了该“十字梁格构”传力结构的应力状态,总结了其在边坡锚固中的受力特点。     

支挡结构类型及设计原则

支挡结构包括挡土墙、抗滑桩、预应力锚索等支撑和锚固结构,是用来支撑、加固填土或山坡土体,防止其坍滑以保持稳定的一种建筑物。在铁路、公路路基中,支挡结构主要用于承受土体侧向土压力,广泛应用于稳定路基、路堑、隧道洞口及桥梁两端的路基边坡。在水利、矿场、房屋建筑工程中主要用于加固山坡、基坑边坡和河流岸壁。     

考虑预应力损失的锚索加固条件下边坡长期稳定性分析

实际工程中,岩土体存在的蠕变性质使得加固于边坡上的锚索其预应力随时间而发生损失,从而引发边坡长期稳定性问题。为了正确评估预应力锚索加固边坡的长期稳定性,基于滑动面底面应力假设,并融入锚索预应力损失模型,建立一种新的预应力锚索加固条件下边坡长期稳定性极限平衡计算方法,以此来求出预应力锚索加固条件下不同时期边坡安全系数大小,进而反映边坡稳定状况的动态变化。通过工程实例分析,验证了该方法的可行性,并证实了锚索预应力损失可使得边坡长期稳定性变差。同时,经锚索预应力损失对边坡长期稳定性影响的多参数研究,表明提高锚索的初始预应力值是改善边坡长期稳定性的一种可靠有效途径。     

三峡工程无粘结端头锚索现场试验研究

为满足三峡水利枢纽工程边坡支护的需要,特别是永久船闸边坡的支护要求,在三峡工程永久船闸南坡现场进行了无粘结预应力锚索专项试验。从锚索体结构、锚固材料、施工工艺和设计参数等方面论证了无粘结锚索用于三峡工程高边坡支护的可行性和必要性。     

可拆卸锚索的现场试验研究

摘要：随着国家基础工程建设的发展,预应力锚索在岩土工程中的应用越来越多,预应力锚索支护技术已经成为了土木工程中一项重要的加固措施。尤其是在岩土工程中,预应力锚索常常作为临时性支护措施进行岩土体的加固处理。但是,作为临时性岩土支护措施的锚索,在工程完工后,大量地存在岩土中,不仅能够污染土壤或地下水,也会造成极大的资源浪费。因此,开发可拆卸的预应力锚索具有非常重要的工程意义。本文所提出的可拆卸锚索,拆卸原理科学,结构合理,工艺简单,通过室内与工程现场的试验,验证了开发的可拆卸锚索的工程适用性。     

浅谈锦屏一级水电站高边坡预应力锚索破坏性试验

锦屏一级水电站左岸边坡高度大、坡度陡、地质条件复杂,在开挖过程中,采用浅层支护与深层支护相结合,在整个左岸边坡布置了大量的预应力锚索。为验证岩体预应力锚索设计参数,优化锚索施工工艺,加快施工进度,并为大规模施工积累经验,在复杂的地质条件下做了预应力锚索破坏性试验(受力性能试验)。试验表明,工程采用的锚固材料和锚固结构满足安全要求。     

引江济淮工程软岩及膨胀土边坡锚固现场试验

引江济淮试验工程河道边坡存在膨胀土及软岩,考虑耐久性引入GFRP锚杆加固边坡。为了比较GFRP锚杆和钢筋锚杆的锚固效果,开展现场水位升降试验,观测相同地质条件、不同加固方式下锚杆荷载和边坡位移差异。结果表明:GFRP筋和钢筋框架锚杆加固河道边坡时,水位升降导致的边坡位移相近且均小于2.2 mm,锚杆应力峰值远小于各自抗拉强度,两种锚杆的锚固效果相近;GFRP锚杆承担荷载小于钢筋锚杆,且无水期荷载表现更稳定;在无锚固条件下,水位升降10 m仅影响边坡1 m深度内的软岩,加长锚杆对提高软岩边坡稳定性无明显作用;水位骤降时,5 m长GFRP无框架锚杆应力和加固区边坡位移增量分别为1.21 MPa和1.38 mm,而8 m长GFRP框架锚杆应力和加固区边坡位移无明显变化,框架锚杆加固形式效果显著占优。具有低模量特征的GFRP锚杆与膨胀土和软岩具有较好的变形协调性,控制相同变形量需要承担的荷载较小,更有利于边坡耐久性。     

锦屏水电站高压线塔基边坡处理施工

锦屏水电站锦~右35 kV高压出线终端塔基所在的山坡下部因基岩裸露、覆盖层结构疏松,在雨季暴雨作用下,坡体出现裂缝并滑动,危及塔基安全,须进行处理。为此,采取了以下综合治理措施,即锚喷支护、系统锚杆、挂网喷混凝土、格构梁、锚筋桩、锚索加固等。详细介绍了施工方法。综合治理后,塔基边坡的稳定性得到了提高。     

水管冷却作用下岩锚梁混凝土施工温度应力分析

针对水电站地下厂房中岩锚梁混凝土结构施工期易开裂的问题及其结构特点,采取了水管冷却和表面保温相结合的温控措施。依托某岩锚梁工程,利用考虑水管冷却的不稳定温度场和应力场的有限元方法,对典型岩锚梁施工段进行仿真计算,从温度、第一主应力以及抗裂安全度3方面分析了水管冷却和表面保温措施的温控效果。结果表明,水管冷却和表面保温相结合的温控措施能够把岩锚梁施工期应力控制在允许范围内,使其满足允许抗裂安全度,并认为运用抗裂安全度的方法评价混凝土结构的抗裂能力更为合理。     

格构锚固体系承载机理及破坏模式的试验研究

通过开展格构锚固体系与滑坡体相互作用的室内物理模型试验,测得格构锚固体系的梁下土体抗力、格梁内力、位移及变形破坏等关键数据,进而得出滑坡防治中格构锚固体系的承载机理与破坏模式。结果表明在滑坡推力及锚索锚固力作用下,格梁节点处下部受拉、上部受压,跨中处下部受压、上部受拉,整体受力呈“S”曲线状;随着荷载的增加,格梁节点处向坡内弯曲变形、跨中处向坡外弯曲变形;格梁的主要破坏形式有跨中“弓”形弯折破坏、节点处受压碎裂破坏、格梁中间土体拱出破坏、格梁上方土体挤出破坏4种类型;格梁的主要破坏模式为塑性多绞弯折破坏。     

软土深基坑组合开敞式支护数值模拟与监测分析

以某沿海地区深基坑工程为背景,介绍了软土地区采用分级卸荷、重力挡墙和桩锚组合的开敞式基坑支护型式。通过建立三维有限元模型模拟基坑开挖过程,对比数值模拟和现场监测结果,分析了基坑支护桩水平位移和锚杆力的变化规律。结果表明:支护桩变形和锚杆力的模拟值与监测结果趋势一致,实测结果与预测值的整体偏差在15%以内,基坑工程处于安全稳定状态;三维有限元模型可以较好地考虑基坑在组合支护情况下重力挡墙和空间效应对桩锚结构受力的影响,具有较高的可信度;对于软土基坑,将重力挡墙和桩锚组合,并结合分级卸荷,改变了支护结构上的土压力分布规律,能够有效控制基坑变形,确保支护结构稳定。应用成果可以为同类工程提供参考。     

某岩质边坡稳定性分析及支护方案优化设计

为了保证岩质边坡和坡顶输电铁塔的稳定性,采用边坡稳定理论分析法对该岩质边坡进行稳 定性分析,确定边坡可能破坏模式为沿外倾结构面交线滑移及局部掉块。采用摩尔－库仑等面积圆Ｄ －Ｐ屈服准则来代替传统摩尔－库仑准则,经计算表明与摩尔－库仑准则十分接近。选取合理的岩土 体物理力学参数,运用大型有限元软件Ｍｉｄａｓ／ＧＴＳ对桩锚挡墙和板肋式锚杆挡墙两种设计支护方案进 行对比计算分析,计算表明桩锚挡墙支护方案优于板肋式挡墙,采用桩锚挡墙的优选支护方案。通过对 比现场监测结果,验证了桩锚挡墙支护体系的可靠性,指导桩锚挡墙的信息化施工,为类似工程边坡支 护方案设计提供参考。     

地下厂房岩锚梁施工质量控制

宝泉抽水蓄能电站地下厂房岩锚梁是土建施工中的重中之重,岩锚梁及桥机运行的全部荷载,通过锚杆及混凝土与岩壁接触面上的摩擦力传到岩体上,充分利用厂房围岩自稳承载能力。岩锚梁是一种悬臂梁结构,因此施工中对岩壁成形、锚杆施工和混凝土浇筑等关键工序进行了严格的质量控制,并取得了良好的效果。     

基于边坡锚固荷载监测数据的反分析

对于施加锚固作用的边坡处治工程,其监测数据主要是以锚固荷载为主,通常的位移监测只是针对边坡表面结构,不能客观反映边坡内部岩土体的力学效应.故基于锚固荷载监测数据的反分析方法将成为位移反分析方法的有益补充.通过分析预应力锚杆的力学效应,将锚固荷载转化为锚杆轴力,利用ANSYS参数化设计语言(APDL)对边坡锚固荷载进行优化反分析.根据反演获得的岩土体力学参数可用于边坡稳定性分析.实例计算结果表明,基于锚固监测数据建立反分析的途径是可行的.     

陡坡傍山双层行车结构体系受力特性分析

以山区常见的40°陡坡地形条件下修建4车道高等级公路为例,提出一种环境和经济效益俱佳的新型"桩-锚-框架"复合双层行车结构体系,该体系具有双层行车、山体锚固、边坡支挡和路面支撑等众多功能。采用ABAQUS大型有限元分析软件对该双层行车结构体系进行三维数值模拟,探究其受力特性。研究结果表明:该结构体系具有良好的承载能力和静力稳定性,对陡坡山体有较强的支护作用;支撑柱和横梁的相交位置是整个结构体系应力较集中的部位,应适当增加该节点的配筋量以提高强度、改善节点受力情况。     

土工格栅加筋在两河口水电站场地平整设计中的应用

两河口水电站位于高山峡谷、少数民族地区,工程区内山高、坡陡,可直接利用的施工场地极度匮乏,而工程建设需要的施工场地面积较大,必须在工程区内的缓坡地、滩地上采取工程措施,形成较大面积的施工场地。借鉴土工格栅加筋土结构在锦屏一级水电工程场地平整中的应用经验,并通过对土工格栅加筋土结构和传统的支挡结构进行比较,两河口水电站物资仓库场地平整边坡支护采用土工格栅加筋土方案。