一种边坡锚固力新的计算方法

针对目前锚固边坡稳定性计算方法中的缺陷,提出了一种合理且实用的方法直接计算边坡锚固力。应用无限楔体受集中力作用的弹性力学解答计算与锚固力对应的滑面正应力分布,将其与锚固前滑面正应力叠加,再进行修正,使锚固后边坡体满足所有整体平衡条件,最后得到边坡满足给定安全系数要求的锚固力解析表达式。     

岩锚解耦测试及其边坡稳定性计算

通过分析边坡坡体在锚固预应力作用下的受力特点，认为应将边坡稳定性计算分为锚固体与坡体的耦合和解耦2个阶段进行，并分析了解耦阶段、锚固力的组成及其作用特点。分析结果表明，解耦阶段的锚固力大小与边坡不稳定体沿潜在的弱面位移有直接关系。结合预应力锚索框架加固边坡的实际特点，进行锚索拉力及梁底土压力的长期观测，验证解耦阶段的实际存在。将锚固体与坡体解耦阶段边坡所受的锚固力分为原锚索预应力的剩余值和岩土体与灌浆体间的剪切阻力，并假设边坡土体均匀、锚固边坡体系是一个平面应变问题，从而导出以岩土体沿潜在滑面位移为基础的解耦阶段边坡稳定性计算方法。该方法考虑边坡和锚索的实际工作状态，故计算结果较以往算法更切合实际，并给出实际算例加以验证。     

三峡库区某高切坡稳定性分析及工程治理

高切坡防护是地质灾害防治工作的重要组成部分,以位于巫山县的一处高切坡为例,通过对地质特征、边坡类型、边坡成因和结构面形态的分析研究,预测高切坡的破坏模式。采用极限平衡法和工程地质类比法,计算分析其稳定性。最后采用"局部削坡+混凝土格构+挂网喷锚+锚杆工程+排水工程"组合措施进行了治理工程设计。     

边坡加固中预应力锚索方向角的优化设计

提出了考虑坡面与滑面倾角影响的计算预应力锚索方向角的新方法,原有的不考虑坡面与滑面倾角影响的锚索方向角计算方法是推荐方法在坡面与滑面平行条件下的一个特例。根据锚索的运用目的、施工条件和结构要求,给出了最优锚索方向角的取值范围,比较了两种方法的锚固效果,理论和算例都证明推荐方法优于原有方法。计算结果表明,坡面与滑面的倾角差(绝对值)愈大,滑面摩擦角愈小,新老方法的锚固效益比愈大。新方法特别适用于采用大量锚索加固边坡的情况。     

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。     

岩质边坡最危险滑裂面的GA-Sarma算法研究

 基于现有国内外边坡极限平衡法稳定性分析软件在岩质边坡滑裂面搜索中的局限性,将遗传算法(GA)和Sarma法相结合,提出岩质边坡最危险滑裂面的GA-Sarma算法。GA-Sarma算法解决以折线形为滑面形态、以层面等结构面为边界任意条分并满足条块间边界力平衡原理、滑裂路径可追踪顺坡向不连续结构面的岩质边坡最危险滑裂面的全局优化问题。     

非饱和原状黄土垂直高边坡潜在土压力原位测试试验研究

通过现场大型原位测试试验,对非饱和原状黄土垂直高边坡土压力分布特征进行现场实测研究。试验采用钢筋拉结,钢筋后端锚固在距边坡滑移面以外较远的锚固桩上,其前端在边坡邻空面边界处,采用钢板及螺栓固定。本次试验切坡高度为14.5 m,切坡由上至下分段进行,通过安放在拉筋上的测力计量测拉筋所受的拉力,通过换算,得出前端钢板上所受到在切坡过程中土体应力释放所产生的土压力,从而得到不同切坡深度各测试点的土压力大小及分布特征。试验结果表明:实测最大土压力强度在边坡高度H的2/3处,在此高度以上土压力强度接近正三角形分布,以下土压力强度迅速减小,在坡脚处接近为零,呈倒三角形分布,与经典的朗肯土压力和库仑土压力分布是不相同的。     

双滑面岩质边坡稳定性极限平衡计算方法

基于极限平衡理论,综合考虑张拉裂缝积水深度、滑面出流缝是否堵塞、坡顶超载、地震荷载效应以及被动块倾角等因素的影响,推导出了多影响因素条件下含主控弱面双滑面岩石边坡抗滑稳定性系数的表达式,并分析了几种相关参数组合对双滑面破坏岩石边坡稳定性的影响。分析表明:滑面出流缝被堵塞比滑面出流缝未堵塞时对边坡稳定性的影响更大,边坡稳定性随着坡顶张拉裂缝积水深度增加、坡顶附加荷载增大、地震影响效应的增大而减小,在滑面出流缝未堵塞的情况下被动块倾角为20°时双滑面岩石边坡抗滑稳定性系数最大,滑面出流缝被堵塞的情况下被动块倾角为9°时双滑面岩石边坡抗滑稳定性系数最小。针对工程实际,提出了相应的工程建议。     

基于模拟退火算法的边坡临界滑面搜索方法

 总结一般情况下滑动面应该满足的基本规律,这些规律在进行滑面优化时对临时产生的滑面起到约束作用。利用非线性有限元法得到坡内真实应力场,将模拟退火算法这一人工智能型非数值优化方法与边坡稳定的有限元方法相结合,探讨基于有限元分析方法的边坡最小安全系数及任意形状临界滑动面的搜索技术。针对临界滑面的搜索过程中,随机生成的初始滑面或试算滑面难以满足滑面几何约束条件这一缺陷,采用动态搜索域的概念,使变换过程局部化,计算效率大为提高。计算的结果表明：该算法找到全局最优解,并且真实再现某些情况下,圆形或其他非圆形式的临界滑动面。     

喷锚支护在公路边坡工程中的应用

喷锚挂网支护是目前高陡边坡防护工程中采用较多的一种先进的支护加固技术,通过在岩土体内施加与岩土体共同作用形成复合体的锚杆来弥补岩土体强度不足并发挥锚拉作用.边坡坡面设置钢筋网喷射混凝土来约束坡面变形的作用达到充分发挥岩土体自身结构强度保证边坡的整体稳定的作用.文中对公路边坡加固中的锚固施工技术进行了综合分析.     

锚固边坡稳定性分析有限元模型及锚固效应的探讨

锚固边坡具有锚固结构与土体变形协调的特点,而用条分法分析边坡稳定性时因土体刚体假设无法考虑结构与土体共同作用的本质,存在低估锚固效应的问题。提出了一种有限元法分析锚固边坡的方法,考虑在有限元模型中采用点锚式和全长粘结式杆单元模拟实际锚固结构的自由段和锚固段,注浆加固体采用接触单元,在土体和结构共同作用和接触变形协调的应力计算的基础上,结合条分法稳定性系数概念,对锚固结构考虑粘结强度或抗拉强度,对土体考虑剪切破坏强度,可得出工程分析所需的锚固边坡稳定性系数。研究结果表明:有限元法所得滑动面深度较条分法更深,稳定性系数更大,其有效锚固长度也存在一定的差异。     

预应力锚杆内力传递分布规律与时空效应

为了得到预应力锚杆在基坑开挖过程中受力分布特性,结合西宁火车站综合改造项目,对桩锚支护结构在不同阶段锚杆的受力特征进行现场内力测试试验,试验测得了锚杆轴力和摩阻力随时间及空间分布规律,分析了锚杆支护过程边坡潜在滑移面的动态演化规律,探讨了预应力锚杆自由段与锚固段相互关系,结果表明:未锁定时,受力增加了预应力锚杆的初始应力,对其受力不利,应严格予以控制,锁定后,锚杆摩阻力沿锚固段渐进式减小,摩阻力不断向后传递,但摩阻力峰值并未出现改变;锚杆锚固作用使得边坡潜在滑移面向深部转移,同时,滑移面剪出口沿坡脚向上转移,剪出口位于距基坑底部约H/3处;预应力锚杆自由段长度越长受力越好,但应以超出预估可能出现最终滑移面一定深度最为经济合理,在满足锚固力要求的情况下,锚固段长度存在一临界值,超过临界值则浪费。     

一种边坡稳定性分析的三维极限平衡法及应用

将离散后的条柱间作用力等效成滑面正应力,依据整个滑体的平衡条件,提出一种适用一般空间形态滑面的边坡三维极限平衡法。首先通过类比经典土压力理论和Spencer的条间力假定,提出了条柱间作用力假设模型,由典型条柱的平衡条件得到滑面正应力的分布函数(含3个待定参数),再根据整个滑体的4个主要平衡条件建立平衡方程,采用数值方法和解析法求解平衡方程组获得三维安全系数。算例验证研究结果表明：该方法计算结果与已有方法相印证,其精度与严格三维极限平衡法相当,适用于任意空间滑面形态。最后,应用该方法初步评价金坪子II区边坡的整体稳定性,取得较理想的效果。该方法理论严谨,结果可靠,计算过程简单且易于编程,可在边坡工程设计及滑坡治理中推广应用。     

大连某高边坡工程的变形与稳定研究

首先利用拉格朗日有限差分法计算得到边坡开挖后的应力应变状态,然后通过滑面应力分析边坡的整体稳定状态,不仅可得到传统的稳定安全系数,而且可得到边坡的变形与受力特征.针对大连某高边坡工程实例,通过极限平衡法与数值分析法,分别得到原始自然边坡、开挖无支护边坡、预应力锚索加固边坡的整体稳定安全系数.工程实践证明,采用有限差分法...     

三维滑裂面形状对安全系数的影响

 基于滑面正应力修正模式的假定,根据边坡的平衡条件,导出含安全系数的平衡方程组,通过反复迭代求解安全系数。假设滑面是一簇幂函数绕 y 轴旋转得到的曲面,通过变化幂函数的幂次,得到不同形状的滑面。据此,讨论滑面形状对安全系数的影响,结果表明安全系数是幂次的单值函数且存在极小值。所以,可以通过优化幂函数中的幂次得到最小安全系数对应的最危险滑面,并分析最危险滑面所对应的幂次随滑体长度的变化规律。最后,讨论三维边坡端部效应。研究结果表明：该方法能够得到更小的安全系数,最危险滑面所对应的幂次随着滑体长度的增大先略微降低后逐渐增大。端部效应分析显示：当滑体长度大于坡高10倍时,端部效应可以忽略;端部效应随着内摩擦角的增大而有所增强,随着黏聚力的增大而减弱,与边坡倾角没有关系。     

基于矢量和方法的边坡稳定性分析中整体下滑趋势方向的探讨

矢量和分析方法是基于力是矢量这一基本概念的分析方法,其关键在于确定边坡真实应力分布状态及整体下滑趋势方向。在边坡一定的受力条件下,利用有限元方法得到边坡应力分布状态后,不同定义的下滑趋势方向就可以得到不同的边坡滑面位置及其对应的矢量和法安全系数,通过分析,提出了3种确定整体下滑趋势方向的方法并分别对固定滑面、非固定滑面及均质边坡圆弧滑面的搜索等进行了探讨,计算结果表明:由潜在滑面各点极限抗滑能力确定的边坡整体下滑趋势方向在临界滑面位置的搜索方面是合理的。最后给出了边坡矢量和分析方法平面问题与三维问题安全系数的统一表达式,公式简洁,容易编制程序并容易被工程技术人员掌握和应用。因此该方法在工程实践中有望得到广泛的应用。     

边坡全局临界滑动场(GCSF)理论及工程应用

在边坡稳定性分析时,通常采用单一的最小安全系数及其对应的临界滑动面表示边坡稳定性程度和潜在破坏范围,而忽略了安全系数稍大但潜在破坏范围更广或工程意义更重要的滑动面。临界滑动场方法不仅能够方便准确地逼近出任意形状临界滑动面,而且将所有其它危险滑动面同时显示出来,以剩余推力表示其稳定程度。本文在此基础上进行改进,提出边坡全局临界滑动场理论与建立方法。所有出口的任意形状局部临界滑动面及其安全系数都能在全局临界滑动场中反应出来,这样有利于全面合理地评价边坡的稳定性。文中将此理论验算了试验路堤,与实测结果吻合很好。最后给出工程应用实例,表明边坡全局临界滑动场理论具有一定的工程实用性。     

三维简化Janbu法分析边坡稳定性的扩展

对三维简化的Janbu法进行了扩展，使得离散后在同一行上的各条块在水平横向的安全系数相等以及在同一列上的条块在水平纵向的安全系数相等，得到不同行(列)的安全系数，最后通过各条块底滑面的几何特性与受力分析给出其独立的安全系数以及各条块潜在的滑动方向。该方法拓展了传统极限平衡方法只给出坡体总体安全系数的思路，可对坡体局部稳定性和潜在滑动方向进行判定。该方法可适用于任意形状的滑面，还可分析包括考虑孔隙水压力、地质体分层、上覆载荷以及地震力等其他形式的外载。     

Deformation and failure mechanism of slope in three dimensions

Understanding three-dimensional(3D)slope deformation and failure mechanism and corresponding stability analyses are crucially important issues in geotechnical engineering.In this paper,the mechanisms of progressive failure with thrust-type and pull-type landslides are described in detail.It is considered that the post-failure stress state and the pre-peak stress state may occur at different regions of a landslide body with deformation development,and a critical stress state element(or the soil slice block)exists between the post-failure stress state and the pre-peak stress state regions.In this regard,two sorts of failure modes are suggested for the thrust-type and three sorts for pull-type landslides,based on the characteristics of shear stress and strain(or tensile stress and strain).Accordingly,a new joint constitutive model(JCM)is proposed based on the current stability analytical theories,and it can be used to describe the mechanical behaviors of geo-materials with softening properties.Five methods,i.e.CSRM(comprehensive sliding resistance method),MTM(main thrust method),CDM(comprehensive displacement method),SDM(surplus displacement method),and MPM(main pull method),for slope stability calculation are proposed.The S-shaped curve of monitored displacement vs.time is presented for different points on the sliding surface during progressive failure process of landslide,and the relationship between the displacement of different points on the sliding surface and height of landslide body is regarded as the parabolic curve.The comparisons between the predicted and observed load e displacement and displacement e time relations of the points on the sliding surface are conducted.The classi fi cation of stable/unstable displacement e time curves is proposed.The de fi nition of the main sliding direction of a landslide is also suggested in such a way that the failure body of landslide(simpli fi ed as"collapse body")is only involved in the main sliding direction,and the strike and the dip are the same as the collapse body.The rake angle is taken as the direction of the sum of sliding forces or the sum of displacements in collapse body,in which the main slip direction is dependent on progressive deformation.The reason of non-convergence with fi nite element method(FEM)in calculating the stability of slope is also numerically analyzed,in which a new method considering the slip surface associated with the boundary condition is proposed.It is known that the boundary condition of sliding surface can be described by perfect elasto-plastic model(PEPM)and JCM,and that the stress and strain of a landslide can be described properly with the JCM.