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。     

软质破碎岩体高边坡复合喷锚支护设计及施工

预应力锚索、锚杆挂网喷射混凝土复合喷锚网支护技术是有效的岩石边坡防护措施。结合工程地质条件,对压力分散型锚索方案、构造及施工流程、注意事项进行分析,并介绍加固坡体中部、控制坡面变形,开挖后及时封闭岩体及边坡防排水等关键技术。     

锦屏左岸拱肩槽边坡稳定性及预应力锚索加固措施研究

应用大型分析系统软件FINAL,采用特有的接触界面单元模拟潜在滑动面和特殊的锚索单元模拟预应力锚索,对锦屏一级水电站左岸拱肩槽边坡潜在不稳定块体进行稳定性分析和加固措施研究。高边坡开挖、预应力锚索加固施工过程的数值仿真分析结果表明,采用界面单元、锚索单元,充分考虑了岩体中的不连续结构面以及预应力锚索的预应力和刚度对岩质高边坡稳定性和应力场、位移场的重要影响,较好地反映出预应力锚索在各种工况下的工作性态及加固机制,对工程中岩质高边坡的稳定性分析、加固设计有较好的借鉴和指导作用。     

岩质边坡开挖及支护有限元模拟与分析

以岩质边坡为研究对象,结合相关工程资料,对岩质边坡岩体的稳定性以及破坏形式等内容进行了综合分析,并运用ADINA软件建立三维弹塑性有限元模型,对边坡的开挖和加固过程进行动态模拟,系统地研究开挖及支护过程中边坡岩体的变形、应力特征以及边坡的整体稳定性。     

预应力锚索框格梁体系加固破碎岩质边坡合理间距研究

以金丽温高速公路K81边坡为例，建立分析计算的力学模型，根据现场试验数据，通过数值模拟的方法，研究预应力锚索张拉在破碎岩质边坡坡面的压缩变形和附加应力规律，并以此为依据探讨了预应力锚索合理间距的问题。研究结果表明：对于破碎岩质边坡锚固工程，考虑到边坡岩体变形模量小，应采用小张拉力的预应力锚索，以500-750kN张拉力为宜；为减少相邻锚索张拉的影响，锚索间距不应太小；为避免锚索之间出现应力跌落，锚索间距也不能过大，以4～6m为宜。     

某厂房边坡施工过程仿真及稳定分析

针对某厂房后边坡问题,采用非线性有限元分析方法,给出初始应力场、开挖、加固施工过程的数值仿真,岩体本构关系用弹粘塑性模型及新流变模型,按预应力锚索工作原理建立锚索模型,研究边坡塑性应变形成过程,以此过程分析提出边坡加固方案,并采用强度储备方法评价边坡稳定.     

西南山区挖方边坡稳定性及加固分析

采用Geo-Studio软件建立挖方高边坡模型,通过对三种不同挖方施工方案进行数值模拟,分析挖方高边坡的变形破坏特征和稳定性,探究不同放坡坡率对挖方高边坡稳定性的影响。根据三种开挖施工方案下位移、稳定性的变化情况,优化边坡放坡坡率,提出合理的加固方案。研究表明,边坡开挖之后,三种方案均可能出现失稳破坏,采用预应力锚索加固后边坡稳定。经方案比选,综合放坡坡率1∶1.3时的开挖量最小。采用预应力锚索加固后,三种方案位移均有减小,产生位移主要原因是表层红粘土变形较大,建议在优化坡比的基础上采用预应力锚索加固边坡。     

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。     

基于FLAC~(3D)数值模拟的让压锚索边坡加固机理研究

高地应力或软岩地区开挖边坡的卸荷变形量及范围均较大,普通锚杆(索)已不能满足此类变形的需要,探索新型支护措施已成为必然趋势。提出一种能够体现让压锚索工作原理的本构模型,结合FLAC~(3D)软件和FORTRAN编程语言成功实现了让压锚索边坡加固的数值模拟方法。以锦屏一级左岸边坡加固设计为例,对边坡开挖卸荷过程中不同锚索的边坡加固效果和影响规律进行模拟分析。结果表明,较普通锚索加固效果,让压锚索在边坡大变形方面具有明显优势,且其数值模拟方法的实现也为让压锚索支护方案的设计及优化提供了科学依据。     

顺层岩质边坡开挖稳定性研究

用地质力学模型试验方法,在实验室对顺层岩质边坡进行分期开挖破坏试验;同时,利用三维快速拉格朗日差分分析(FLAC3D)程序模拟开挖破坏过程。2 种方法所得结果具有较好的可比性,揭示了顺层岩质边坡在开挖状态下岩体变形破坏的一些规律。提出在实际工程中,为避免开挖过程中边坡出现顺层滑动,宜边开挖边支护,且首先在坡脚处设置锚杆。     

锚固边坡楔体稳定性地质力学模型试验研究

以李家峡水电站左岸岩质高边坡加固工程为背景，采用地质力学模型试验方法，完成了预应力锚索加固边坡模型和无锚索加固边坡模型的对比试验，研究边坡双滑面楔体稳定性和锚固效应的问题。给出了复杂岩体边坡和预应力锚索体的相似物理模拟方法，锚固和未锚固状态下边坡双滑面楔体的相对位移和绝对位移的变化形态、锚索预应力时程变化特征、锚索轴力变化特征以及边坡不同部位的锚索的受力破坏特点等结果。在此基础上，对上述两种状态下边坡楔体的安全稳定性进行了计算和对比分析，结果表明锚固边坡比无锚固边坡安全系数高1.4倍以上，并总结给出了预应力锚索对边坡双滑面楔体的加固效应。     

预应力锚索锚固机理的数值模拟试验研究

为研究预应力锚索对三峡船闸高边坡岩体的加固效果，采用三维显示有限差分法，建立预应力锚固数值仿真模型，进行一系列计算机模拟试验。结果表明：预应力铹索在张拉过程中在岩体内形成了表层压缩区，由于多根预应力锚索的应用，每根锚营的压应力集中区相互叠合形成一个连续发布的压缩带，其分布形态与锚索布置方式、间距、锚索根数以及预应力的大小有关。对于三峡船闸高边坡，在预应力锚索和系统锚杆的共同作用下形成表层压缩带，构成了所谓的岩石锚固墙，进而缓解岩体力学性关随开挖爆破的优劣过程，限制边坡岩体的变形，改善了坡的稳定性。     

长河坝水电站右坝肩边坡裂缝成因分析

 大渡河长河坝水电站右岸坝肩边坡属于高陡岩质边坡,在开挖过程中先后出现16条贯通性裂缝,对边坡稳定与后续施工安全均存在影响。结合工程地质条件、岩体结构特征与监测成果,确定坡体的主要变形区域和主滑方向,分析坡体变形与裂缝形成的主要成因,以及边坡的潜在失稳模式,提出进一步开挖与支护建议。开挖使J1组结构面临空,导致边坡下部岩体沿J1组结构面产生剪切滑移变形,上部岩体沿J4组结构面产生拉裂,坡顶板裂状岩体倾倒变形;F0断层及其下盘岩体压缩变形,上盘岩体下沉加剧这种变形破裂。边坡变形破坏模式为前缘滑移–中部拉裂–后缘倾倒型破坏。采取强化加固措施后,裂缝变形得到控制,边坡基本达到稳定要求。     

边坡加固锚索预应力变化规律分析

目前，边坡预应力锚索加固技术已经得到广泛应用，但对锚索锁定后的预应力变化规律还缺乏系统深入的研究，特别是对破碎岩质边坡锚固后，锚索预应力的瞬时损失和长期稳定性还缺乏系统全面的认识。通过对工程边坡锚索预应力变化的系统监测和资料分析，探讨了锚索预应力的锁定损失、短期变化规律、长期变化规律和降雨对锚索有效预应力的影响，揭示了加固破碎岩质边坡的锚索预应力衰减变化的基本规律。     

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。     

不同锚固方式下软弱破碎岩质边坡渐进破坏特性的模型试验研究

在软弱破碎岩体中进行人工边坡开挖,往往因局部坡体应力集中或变形过大而导致边坡失稳破坏,为此需要采用大量的锚杆加固岩体。为进一步了解该类边坡的变形破坏机制及其支护加固效果,以 Ⅳ 类围岩为参照对象,将其等效为单一均质地层,并根据相似理论建立其地质力学模型,随后开展了不同锚杆加固方式下岩质边坡破坏特性的试验研究。试验结果表明,当不采取加固措施时,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;当采取锚杆加固时,一方面,锚杆加固可有效提高边坡岩体的承载能力和抵抗变形能力,锚杆的作用主要体现在抗剪止裂和抗拉伸两个方面,另一方面,不同的锚杆直径、锚杆长度和锚固间距对边坡岩体的加固效果和最终破坏模式有较大影响。     

小湾水电站进水口高边坡监测及信息反馈研究

针对小湾水电站垂直开挖高度81m进水口直立边坡大量监测资料,结合变形、地质、开挖和加固处理影响因素,分析了边坡变形特征;评价了以f3为控制性底滑面不稳定楔形体的加固效果以及对抑制卸荷松弛变形作用;通过监测信息反馈,设计有针对性地及时进行边坡动态支护优化,使预应力锚索达到了较佳工作状态,充分发挥了锚固作用。     

基于Plaxis强度折减法的开挖边坡稳定分析

利用Plaxis有限元软件,针对某开挖高边坡地质地形特征,采用有限元强度折减法对边坡无支护的情况和采用预应力锚索加固两种方案进行了模拟,模拟结果表明,无支护边坡其安全系数小于1,稳定性较差,无法满足规范要求;采用预应力锚索加固后,安全系数增加,且边坡潜在滑裂面从浅层风化岩体向下部岩体移动,边坡稳定性增加。同时,对计算结构的精度做了对比,与极限平衡Bishop法结构相比其误差在2%以内,且潜在的危险滑裂面形状和位置基本一致,论证了其准确性和工程实用性。     

复杂环境地质条件下城市岩质高边坡加固治理研究与实践

某坡顶有住宅、坡底有办公楼和锚索墙、坡中有多道挡墙的岩质高边坡受滑坡影响出现变形开裂,虽经应急处理后仍未有效阻止其变形发展,以此边坡为例,通过地质勘察探明该边坡具有多层复合外倾软弱结构面、岩体卸荷现象强烈的单斜缓倾复杂构造地质;通过采用测缝计、测斜孔、渗压计、倾斜盘、GPS、锚索测力计进行了挡墙伸缩缝开度、水平位移、倾斜度、边坡深部位移及锚索应力的监测;基于边坡的变形成因和特征提出了加固方案以同时治理岩质高边坡和加固变形桩板式挡墙为目标,以稳固多层潜在滑移面为基础,采取了锚拉桩为主、墙前回填反压相结合的措施。项目建成四年多并经监测后,取得了良好的效果,案例较为典型,值得类似工程借鉴。     

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。