复杂山地建筑边坡抗滑桩加固技术应用研究

结合南京某复杂山地建筑边坡加固治理工程,阐述山地建筑边坡多排抗滑桩加固设计方法.首先采用极限平衡法分析确定山地建筑边坡潜在滑动模式及潜在滑面分布形式,并通过反分析确定滑带土力学参数.然后采用滑坡推力法、有限元数值模拟综合确定多排抗滑桩受力特性,为编制山地建筑边坡加固治理方案提供依据,最后采用有限元强度折减法、极限平衡法复核加固后边坡稳定性,确保治理方案安全合理.工程实践表明,采用多排抗滑桩对山地建筑边坡不同滑坡模式的潜在滑坡均有较好的防治效果,适用于潜在滑动模式复杂、潜在滑面影响范围广且滑面较深的边坡加固治理.     

加锚岩质边坡稳定性评价的极限分析上限法研究

基于极限分析上限法的基本原理,考虑岩石锚杆的支护效应、地震作用力和裂隙水压力的影响,提出加锚岩质边坡稳定分析计算模型。通过该岩质边坡极限分析上限法计算模型,可以将滑体按照滑裂面和侧向结构面离散为不同的滑体单元,并可构建一个机动许可的速度场。根据相关联流动法则和位移协调条件,相邻滑体单元的移动不能导致它们重叠或分离,进而可以得到应变速度场的数学表达式。应用该计算模型,不仅可以合理计算出由滑体自重、地震力、裂隙水压力和锚固力所做的外力功率,而且可以得到产生于滑体底滑裂面和侧向结构面的内能耗散。根据滑体处于极限状态时两功率相等(虚功率方程)的条件,可以推导得到加锚岩质边坡的极限分析上限法稳定系数计算公式。通过典型算例的稳定性分析计算表明,考虑裂隙水压力和地震作用力的边坡稳定系数将会减小,而合理加锚后稳定系数将会得到提高。     

地震作用下重力锚锚碇边坡的动力稳定性分析

重力锚锚碇基坑开挖形成的高陡边坡稳定性评价是桥梁安全施工与运营的关键问题。以云南大永高速公路涛源金沙江大桥重力锚锚碇边坡为研究对象,结合现场调查与地质钻孔资料,通过有限元方法、极限平衡理论与Newmark法分析,评价了分级开挖与地震作用下锚碇基坑边坡的稳定性,研究表明,分级开挖过程中边坡潜在滑动面由坡体后部逐渐前移,地震作用下永久位移分为线性增长区、加速发展区与破坏失稳区,锚碇边坡在Ⅷ—Ⅸ度地震下极易失稳;预应力锚索与锚杆加固能大大提高边坡的抗震性能,研究成果可为同类工程所借鉴。     

土工袋加固砂性土质边坡模型试验与上限解

 通过模型试验比较有土工袋加固和无土工袋加固时边坡的破坏形态及承载力,验证土工袋对边坡的加固效果,并基于试验结果建立边坡的许可破坏模式及其速度场,利用极限分析上限法求解了边坡的极限高度上限解,利用模型试验结果对边坡极限高度进行验证。试验及计算结果均表明：边坡越陡,有土工袋加固较无土工袋加固时边坡的极限高度和承载力提高越大,表明土工袋加固效果越好。试验结果与计算结果基本吻合,表明该计算方法的可信性,可为边坡的稳定性设计问题提供理论依据。     

三级边坡稳定性上限分析

基于极限分析上限法的基本原理和强度折减技术,根据滑体处于极限状态时两功率相等(虚功率方程)的条件,推导获得了三级边坡整体稳定性和可能出现的局部稳定性极限分析上限法安全系数计算公式。简单局部稳定性情况下,选择多个算例与现有成果进行对比分析,证明了本文方法的正确性。通过实例分析讨论了三级边坡的整体稳定性和可能出现的局部稳定性问题,并开展了参数分析。研究结果表明:采用本文方法算出的安全系数略小,得到的最危险滑动面也颇接近,可以证明本文方法的有效性;本文方法可直接应用于工程实践。     

强度折减法分析非均质土坡稳定的适用性

强度折减法是一种处理边坡稳定性问题的数值分析方法。该方法在简单均质边坡中的适用性已得到较为一致的认同,但对于非均质土坡稳定性分析的适用性还有待进一步研究。本文旨在探讨强度折减法在分析复杂多层边坡和加固后土坡稳定性的适用性,采用基于强度折减法的FLAC3D（显式拉格朗日有限差分法）对算例进行了分析,分析结果表明由此求得的安全系数、滑动面位置形状与传统方法（极限平衡法）的结果十分接近,从而论证了强度折减法用来分析复杂多层边坡和加固后土坡的稳定性是可行的。     

条形基础荷载对边坡稳定性影响与加固研究

西部山区土地资源贫乏,为了合理地利用土地资源经常在边坡上修筑各类建筑物与构筑物,由于基础荷载会影响边坡的稳定性,荷载过大甚至会引起滑坡,造成生命与财产的重大危害。对此,以坡顶条形基础荷载作用于边坡稳定性为研究模型,应用 M-C 线性破坏准则结合极限分析上限定理,分析附加应力对边坡稳定性的影响。对于稳定性较差的土质边坡,采用抗滑桩进行超前支护,研究地震荷载作用下超前支护桩加固边坡的抗力荷载、临界屈服加速度的影响因素。为坡顶条形基础荷载下边坡稳定性分析与超前支护设计提供一种合理的计算方法。     

矿坑生态修复工程边坡加固稳定性分析研究

地质复杂的矿坑边坡需使用合理的方法和工具准确计算边坡稳定性安全系数,以分析边坡稳定性,制订合理有效的加固方案,确保边坡安全。冰雪世界项目采用Slide软件计算边坡稳定性和加固力,采用Morgenstern-Price法计算岩质边坡稳定性安全系数和加固力,且采用理正岩土工程计算软件和理正深基坑支护结构设计软件计算土质边坡永久稳定性。边坡整体基本处于稳定状态,个别浅表层局部滑动坡面采取喷锚、挡土墙、锚杆及预应力锚索等加固措施后,提高了边坡的整体稳定性,保证了边坡安全。     

基于滑面正应力修正的极限平衡法的研究现状

基于滑面正应力修正的极限平衡法是近年来发展起来的一种边坡稳定性分析方法,具有良好的发展潜力。在已有工作的基础上,对该方法的研究成果作了系统的归纳总结,主要包括基本理论的建立和完善、二维与三维极限平衡研究和典型工程应用等三大方面。同时介绍了借助该方法的基本原理在加固边坡的稳定性、三维边坡滑带强度参数的反演分析、地震作用下的三维边坡稳定性评价、三维边坡稳定性分析中的端部效应等方面取得的进展。最后,对该课题的研究不足和下阶段的研究方向进行了阐述。     

复杂岩质边坡锚固工程地震敏感性分析

地震是使边坡及其支护结构产生变形破坏的诱发因素,地震敏感性分析对于边坡工程的优化设计具有重要意义。复杂岩质边坡具有不规则的破坏滑移面,岩土体结构复杂,其稳定性受地下水、地震等地质环境的影响。本文采用改进的Sarma边坡稳定性分析模型,探讨了复杂岩质边坡进行地震敏感性分析的方法,该方法不仅考虑了不规则滑面问题、坡面加固力问题,而且考虑了地下水和地震的作用。通过选择典型岩质边坡锚固工程进行实例分析表明,地震对边坡稳态的作用是十分显著的,它是边坡变形破坏最敏感的影响因素。该方法能够很好地揭示复杂岩质边坡工程稳定性对地震作用的动态响应,是边坡地震敏感性分析的有效方法。     

对数螺旋线破坏下加筋边坡地震稳定分析

以拟静力法的理论框架分析了土工合成材料加筋边坡对数螺旋线破坏模式下的地震稳定性,整个计算过程采用极限分析的动力学理论,推导出的表达式能够容易地计算出地震荷载作用下为阻止边坡破坏所必需的加筋力和屈服加速度系数。     

直线破坏模式下加筋边坡的地震稳定分析

以拟静力法的理论框架分析了土工合成材料加筋边坡直线破坏模式下的地震稳定性,整个计算过程采用极限分析的动力学理论,推导出的表达式能够容易地计算出地震荷载作用下为阻止边坡破坏所必需的加筋力和屈服加速度系数的闭合解。     

加筋土坡动态稳定性拟静力分析

 加筋土工结构被广泛采用的原因不仅是其具有良好的静力性能,且也在于出色的动力稳定性能,现有研究较少考虑竖向地震效应对加筋土坡动态稳定性的影响。基于塑性极限分析上限理论,假定不同的破坏面,同时考虑水平和竖向地震影响并结合不同加筋模式,采用拟静力分析方法推导一定加筋强度条件下的边坡临界高度和一定边坡高度条件下的临界加筋强度计算公式,并对所导公式采用序列二次规划法进行了优化计算,数值计算与分析表明：简单静态和动态条件下,该结果与现有研究成果有较好的一致性,可以证明该方法的正确性;水平和竖向地震、岩土材料强度特性、边坡倾斜度均对加筋土坡的动态稳定性有重要影响,特别当边坡较陡,岩土填筑材料质量较差和地震影响强度较大时,忽视竖向地震影响将会导致设计偏于不安全;最后针对工程实际,提出相应的工程建议。     

深基坑边坡稳定性及支护技术研究

通过对深基坑边坡支护工程的发展与研究现状分析,提出了边坡处治基本理论及稳定性分析的方法,并对边坡工程的设计与加固进行了分析研究,介绍了几种增强土坡稳定性的常用方法,利用大型有限元分析软件ADINA对某一采用锚杆支护的边坡在地震荷载作用下的动力稳定性进行了分析,对于复杂动荷载作用的边坡稳定性分析问题做出了很好的解决。     

地震作用下岩质边坡块体倾倒破坏分析

 基于传递系数法的概念,在建立地震作用下岩质边坡倾倒破坏地质力学模型的基础上,提出考虑地震作用边坡倾倒破坏的解析分析方法,并进一步分析地震作用对边坡倾倒稳定性的影响。该方法采用边坡几何力学参数以及潜在倾倒岩块编号来表征边坡倾倒稳定性分析中变量,从而使每个倾倒岩块的计算变量具有统一的表达式,因此很容易采用Microsoft Excel进行程序化分析。分析结果表明,地震作用下边坡的破坏模式取决于地震影响系数与其临界值的关系,地震影响系数临界值的大小取决于地震力方向以及缓倾结构面的倾角和内摩擦角,当地震影响系数小于该临界值时,按倾倒破坏分析边坡稳定性,否则边坡发生滑动破坏;边坡倾倒稳定性受地震力作用方向和地震影响系数的影响,地震作用方向对边坡倾倒稳定性影响较小,而边坡倾倒稳定性随地震影响系数的增加而显著降低。     

New pseudo-dynamic analysis of two-layered cohesive-friction soil slope and its numerical validation

Natural slopes consist of non-homogeneous soil profiles with distinct characteristics from slopes made of homogeneous soil. In this study, the limit equilibrium modified pseudo-dynamic method is used to analyze the stability of two-layered c-φ soil slopes in which the failure surface is assumed to be a logarithmic spiral. The zero-stress boundary condition at the ground surface under the seismic loading condition is satisfied. New formulations derived from an analytical method are proposed for the predicting the seismic response in two-layered soil. A detailed parametric study was performed in which various parameters (seismic accelerations, damping, cohesion, and angle of internal friction) were varied. The results of the present method were compared with those in the available literature. The present analytical analysis was also verified against the finite element analysis results.     

水平与竖向加速度-时程曲线叠加效应下边坡永久位移计算的极限上限分析

实际边坡动力稳定性受地震竖向与水平方向效应共同作用,传统边坡地震永久位移计算方法较少考虑竖向地震波影响,采用实际地震的竖向与水平方向加速度时程曲线共同效应更符合工程实际。基于极限分析上限法和Newmark刚塑性滑块模型,提出一种基于实际水平向与竖向地震加速度时程曲线的边坡永久位移计算改进方法,以3个工程边坡为例,探讨了两组具有代表性实测典型水平和竖向地震地面运动记录对边坡地震永久位移计算的影响。研究结果表明:不考虑竖向地震加速度时程曲线时,本文方法可蜕化为与前人方法兼容;不同地震波的竖向与水平地震动时程曲线的叠加效应不同,竖向地震对边坡永久位移的影响不可忽略。     

无限长均质斜坡降雨入渗解析解

降雨是导致边坡失稳的最主要的环境因素,研究降雨入渗对边坡稳定性的影响,关键和难点是计算降雨入渗在边坡土体中引起的渗流场。采用Fourier积分变换分别对降雨强度小于和大于土体饱和渗透系数情况下的斜坡入渗解析解进行了推导,并给出了这两种情况下斜坡入渗解析解的统一表达式。该解不仅能反映非饱和土特性及斜坡的影响,还能反映当降雨强度大于土体饱和渗透系数时,坡面边界由流量边界转化为水头边界的动态变化过程,便于更全面地对降雨情况下斜坡的入渗规律进行研究。通过与有限元软件的计算结果进行对比,证明该解是稳定可靠的,且其形式简单,计算效率高;该解可精确计算坡面积水时间及任意时间点及空间点的孔隙水压力值,并用于评估降雨入渗对非饱和土斜坡稳定性的影响。     

Seismic stability of earth slopes with tension crack

Cracks at the crest of slopes frequently occur during earthquakes. Such cracks result from limited tension strength of the soil. A tension cut-off in Mohr-Coulomb shear strength can represent this limited strength. Presented is an extension of variational analysis of slope stability with a tension crack considering seismicity. Both translational and rotational failure mechanisms are included in a pseudo-static analysis of slope stability. Developed is a closed-form to assess the seismic stability of slopes with zero tensile strength. The results indicate that the presence of the tension crack has significant effects on the seismic stability of slopes, i.e., leading to small value of the yield acceleration. Considering soil tension strength in seismic slope analysis may lead to overestimation on the stability, as much as 50% for vertical slopes. Imposing tension crack results in transit of the critical failure mode to a straight line from a log-spiral, except for flat slopes with small soil cohesion. Under seismic conditions, large cohesion may increase the depth of crack, moving it closer to the slope.