弹塑性有限单元法在边坡稳定分析中的应用

采用弹塑性有限单元法对某电站尾水出口边坡的开挖进行了仿真模拟计算,通过有无锚固条件下边坡的变形、应力状态、塑性区分布,对锚固效果进行了评价.计算结果表明,坡脚部位变形较大,且分布有一定范围的压剪屈服区,对该部位应加强支护.     

边坡筋锚三维网柔性防护结构的稳定性分析

针对降雨时边坡筋锚三维网柔性防护结构可能沿坡面滑动失稳的问题,基于极限平衡理论,考虑雨水击溅和坡面水流冲刷作用,建立了降雨条件下边坡筋锚三维网柔性防护结构的稳定性分析模型,并进行了实例分析,探讨了边坡倾角、降雨强度、防护结构层厚度、锚钉间距、锚钉锚固长度对防护结构稳定性的影响。结果表明:与无降雨相比,降雨条件下边坡筋锚三维网柔性防护结构受到的下滑力增大,抗滑力减小,防护结构的稳定性明显降低;在相同的防护结构设计参数下,防护结构的稳定性随边坡倾角增加而减小,当坡面形成径流后,降雨强度对防护结构稳定性的影响比较小;在相同的边坡条件下,防护结构的稳定性系数随锚钉间距、结构层厚度的增大而减小,随锚钉锚固长度的增加而增大;锚钉间距和锚固长度对防护结构稳定性的影响最显著,锚钉间距可通过建立的模型合理确定,锚固长度不宜小于0.5 m。     

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。     

思茅引水工程二级泵站边坡稳定性分析及处理措施研究

边坡稳定性对水利工程的安全运行至关重要。以思茅引水工程二级泵站边坡稳定性分析为例,在详细分析泵站边坡地质条件基础上,以极限平衡理论为基础,利用等安全系数法得出边坡安全系数为0.986,并得到边坡最不利滑动面,通过有限元方法对该滑动面进行变形与应力分析,得到该边坡安全系数为1.07,最后提出边坡开挖与支护措施,可为此类工程设计和建设提供借鉴。     

基于FLAC~(3D)的边坡锚固效果及锚杆受力分析

锚杆支护是维护岩土边坡稳定的重要手段之一。结合南京某边坡工程实例,采用有限差分软件FLAC~(3D)对该边坡的稳定性进行分析,所得结果(处于不稳定状态及潜在滑动面)与实地勘查结果一致、与实际情况相符。进而对锚固后边坡的稳定状态及锚杆受力情况进行了分析,结果表明,全长黏结式锚杆对边坡滑动面有缝缀作用且改善了坡体的结构性,从而提高了边坡的整体稳定性。     

人工开挖高边坡支护结构加固作用数值模拟分析

为提升人工开挖高边坡的稳定性，以湖北武汉森林大道挖方高边坡为研究对象，利用强度折减法，通过数值模拟研究了未开挖、开挖未支护、抗滑桩支护和肋柱式预应力锚索+抗滑桩支护等4种工况下的边坡稳定性、变形特征及支护结构作用机理。结果表明：(1)边坡开挖后稳定系数大幅度下降，抗滑桩能有效阻止坡脚土体的变形，板肋式锚索对抗滑桩以上的土体加固效果较好，各工况的稳定性由大到小依次为未开挖边坡、肋柱式预应力锚索+抗滑桩支护边坡、抗滑桩支护边坡、未支护边坡；(2)抗滑桩主要受剪力作用，悬臂段剪力为负，嵌固段为正，最大值在一级坡坡脚附近，其弯矩基本为正值，最大值处距桩顶约13 m;(3)在肋柱受力方面，锚固点处剪力最大，近似于集中点荷载，弯矩大小接近0,锚固点中间段肋柱剪力由受压向受拉状态转换，在中点附近达到最大拉剪应力，弯矩则先为正值再变为负值。     

不同锚杆类型加固二元结构边坡的 地震响应规律对比研究

二元结构边坡是由上部土体和下部岩体构成的坡体结构类型,由于其潜在滑动剪出口位置较 高,一般采用三种类型锚杆进行加固。分别建立此三种锚杆加固边坡模型,采用动力有限元法模拟分析 地震过程中边坡动力变形特性及锚杆结构的内力变化规律,并对三种锚杆加固后边坡在震前及震后的 稳定性进行对比研究,探讨此三种锚杆加固二元结构边坡的支护效果差异。结果表明:地震作用下,拉 力型或压力型预应力锚杆结构对边坡整体变形控制效果无显著区别,而采用通长粘结的非预应力锚杆 能更好控制边坡潜在变形范围;地震作用下锚固边坡对坡面ＰＧＡ放大系数具有抑制作用,预应力锚杆 支护对坡面加速度放大作用的抑制效果优于全粘结非预应力锚杆支护;经历地震作用之后的应力重分 布,锚杆的轴力显著增大,锚杆轴力调整具有“滞后性”。     

长河坝水电站高边坡开挖扰动及支护效应研究

通过对开挖、支护等施工过程的详尽数值模拟,深入分析了长河坝水电站左坝肩边坡的开挖扰动特征及支护效应,得出该岩石高边坡岩体变形、应力及塑性屈服区的开挖扰动及支护效应,并和监测成果相对比,进一步验证所得结论的合理性。采用分步开挖并逐级锚固支护的方案对边坡的加固作用明显。锚固支护除了可以约束岩体的变形,还可以降低边坡岩体的卸荷强度。对类似的西南岩质高边坡开挖支护提出了若干建议。     

压力分散型预应力锚索加固边坡的设计与施工

在运用预应力锚固体系加固路基边坡的过程中,工程技术人员一直在努力改进预应力锚固体系的锚固效率,以提高加固后边坡的稳定性和耐久性。预应力锚固体系按其锚固段的受力状态来分类:有拉力型、压力型和荷载分散型三类,荷载分散型又分为拉力分散型、压力分散型和拉压分散型,压力分散型又常称为分段承压型、分散压缩型。传统加固边坡所采用的预应力锚固体系多为拉力型锚索体系,虽然这种预应力锚固体系工艺相对简单,但由于受其锚固段应力分布不均匀的受力特性影响,决定了它无法提供大吨位锚固力以及不适应复杂地层的局限性。     

一种新型竹材生态护岸型式及其稳定性模拟分析

本文以济南创新谷小刘河山区河流段为研究区域,提出一种竹材式柔性锚固框架生态护岸结构,并对该结构进行稳定性模拟分析,旨在确定新型竹材生态护岸所能发挥最佳锚固作用的合适工况.研究通过ABAQUS有限元软件进行强度折减计算,将竹筋模拟为"锚固杆"的部件作用于边坡,模拟不同的坡角、土质类型对于边坡模型稳定性的影响.数值模拟计算...     

降雨对边坡稳定性影响分析

为了分析降水对某水利工程边坡稳定性的影响,根据现场调查,建立边坡工程的PLAXIS 3D数值分析模型,研究不同降水强度对边坡的变形、稳定性的影响。计算结果表明：降水发生后,边坡首先出现浅表层的滑动,之后滑动范围不断向深部扩展,这与降水在边坡中的入渗情况关系密切,随着降水入渗,岩土体含水量增大、强度降低,导致边坡稳定性下降。采用锚杆支护后,边坡稳定性系数与未支护条件一致,均表现为先减小后增大的变化规律,但支护后边坡稳定性系数显著增大,因此,该水利工程边坡采用锚杆支护较为有效。     

开挖和隧洞掘进对洞脸边坡影响的有限元分析

水电站引水洞进口边坡一般都比较陡峻,该边坡的变形、稳定情况是引水隧洞乃至整个工程建设的关键问题。为了解边坡开挖、隧洞掘进对边坡的影响,采用有限元方法,利用单元生死技术全真模拟边坡开挖、隧洞掘进。根据分析结果进行了边坡支护设计,并采用强度折减法得到安全系数,通过分析该边坡变形、应力、屈服破坏情况,对其稳定性及支护措施的合理性进行评价。计算结果表明:边坡开挖使坡体产生一些竖直方向的回弹变形和水平向坡外的变形,并出现不同程度的张拉应力区域;深埋隧洞开挖仅对隧洞附近边坡影响较大;采取的支护形式能够有效的加固边坡,符合工程要求。     

深埋软岩隧洞施工过程动态数值模拟研究——以西藏某引水隧洞为例

以西藏某引水隧洞工程施工为例,采用通用软件FLAC3D对深埋软岩隧洞施工开挖过程中的围岩稳定性和锚固支护受力演化过程进行分析,揭示了塑性区、围岩变形和应力分布的总体规律。通过对该引水隧洞施工开挖和锚固支护的模拟计算,论证了隧洞开挖的稳定性以及锚杆、喷混凝土、钢拱架的支护作用,并提出洞室结构锚固支护合理时机宜为滞后掌子面一个施工进尺。对同类深埋软岩隧洞工程具有一定借鉴意义。     

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。     

基于 ＧｅｏＳｔｕｄｉｏ的路堑高边坡锚杆支护优化设计与实践

路堑高边坡对市政道路存在一定的安全隐患,为了研究坡率、锚杆间距、锚固角度、锚杆支护位置等设计参数对边坡变形及稳定性的影响规律,采用ＧｅｏＳｔｕｄｉｏ软件进行有限元分析,并根据模拟分析结果,提出优化支护方案。研究表明:边坡坡率、锚杆间距和支护位置对边坡稳定性影响较大,锚固角度影响较小。坡率越大稳定性越小,设计坡率须结合现场实际情况取值;当锚杆间距为２．０ｍ～２．５ｍ时边坡处于稳定状态;锚杆的最佳锚固角度是１５°;锚杆支护位置对边坡稳定性影响由大到小是第二级坡＞第一级坡＞第三级坡,设计依此对锚杆参数进行差别设计。经各项监测结果验证:锚杆支护方案锚固效果显著,边坡在施工及运营阶段均处于稳定状态,高铁桥墩和高压电塔未见明显位移,设计方案合理可靠。     

三峡双线五级船闸开挖边坡锚固监测成果分析

本文对三峡双线五级船闸边坡的锚杆锚固受力状态进行了分析：通过分析认为：锚杆应力主要受边坡开挖的影响。高边坡、直立坡、不稳定块体锚杆应力目前一般在50MPa以下。船闸2003年试通航运行期间锚杆应力变化影响不大。双线五级船闸高边坡的锚杆对边坡的支护加固效果较好,实施后边坡的变形扩展得到了控制,边坡整体是稳定的。应力和变形均在设计允许范围内,工作性态正常。     

预制混凝土铰接板块护坡技术应用设计探讨

预制混凝土铰接板块护坡是一种新型的应用铰接连锁的预制混凝土板块护坡技术。混凝土铰接板块护坡结合了传统刚性护坡与柔性护坡各自的优点,既具有刚性护坡稳定性好、抗冲能力强的特点,又具有柔性护坡适应位移和抗变形能力强的优点。通过对预制混凝土铰接板块护坡的分析计算,确定其板块厚度、无纺布反滤设计、护坡稳定性等。不同护坡边界结构对混凝土铰接板块护坡的稳定性影响差异较大,设置压重混凝土和护脚混凝土将大大地提高护坡的稳定性。     

锚索应力增量法评价边坡稳定性

预应力锚索加固后，边坡岩体的力学性能得到改善，从而使其受力状态发生变化，此时如仍按一般边坡稳定性评价方法评价并不是很合理。因此，提出采用支护结构的受力特性来表征加固后边坡的稳定性，具体是指用预应力锚索在各工况下产生变形所引起的应力增量与允许应力增量的差值，将该差值与允许应力增量的比值来表示边坡的稳定性。某水电站左岸坝轴线边坡天然岸坡高、自然坡角大、片麻理陡倾岸外，与片麻理垂直的陡倾裂隙和平缓裂隙是控制边坡稳定性的主要因素，结合现场地质资料和监测数据，利用离散化有限元软件FINAL建立左岸边坡开挖变形分析模型。对比研究3种工况下不同预应力锚索加固设计方案的边坡稳定性，得出暴雨工况为最危险工况，然后分析了最危险工况下不同加固方案时的变形、位移及应力，所得结果与边坡稳定系数法得到的边坡稳定性状况一致。研究结果对该电站左岸坝轴线边坡后续加固有一定的参考作用。     

长河坝水电站1~#初期导流洞进口高边坡稳定分析

文中对长河坝水电站1~#初期导流洞进口高边坡稳定进行了分析,分析采用ANSYS软件,运用三维非线性有限元法模拟了相关各岩层、断层的结构和性能,计算了全断面开挖未支护工况、开挖过程与支护工况、正常蓄水位工况和水位骤降工况下的应力状态,并通过初始地应力场计算、开挖作用下边坡变形应力计算、运行期水位骤降情况变形应力计算,综合评价了该边坡的整体稳定性,提出了合理的加固支护建议.     

路堑边坡锚固防护参数的响应面优化设计

边坡锚固防护结构参数的选取直接影响防治工程设计,进而影响到公路边坡的稳定性,科学合理地进行参数选取意义十分重大。提出了响应面试验设计法,并将其应用于锚固防护结构的参数选取上,研究了锚索支护参数对稳定系数的影响,建立了稳定系数与各影响因子的定量关系模型,给出了稳定系数的残差分布以及不同操作变量之间的稳定系数等值线图和响应面三维图,并对试验条件进行了优化,得出了各锚索支护参数的最佳取值方案。同时,将响应面法优化方案与极限平衡法稳定性计算结果进行了对比分析,对优化设计后边坡的稳定性进行了评价。结果表明,响应面优化设计方案合理可靠,从而为公路边坡锚索支护参数设计和优化提供了科学依据,为公路路堑边坡的稳定性研究提供了有用的方法。