抗滑桩加固黏性土坡变形规律的离心模型试验研究

采用土工离心机及专用振动台,进行了静动力加载条件下抗滑桩加固黏性土坡的离心模型试验。测量了试验过程中边坡的位移场和加速度响应的变化过程以及抗滑桩的位移和应变分布。试验结果表明地震过程中土坡的加速度响应自下而上逐渐增大,震后残余变形的水平分量最值相比震前向坡上部移动。静动力加载过程中,抗滑桩内侧土体存在一个面,其内外两侧的土体位移表现出不同的水平位移变化规律,从而可以将抗滑桩加固土坡划分成4个分别具有不同变形特性的区域;同一高程处桩的水平位移大于内侧土体而小于外侧土体;抗滑桩与土发生较复杂的相互作用,并使得土坡的变形趋于均匀。     

抗滑桩加固边坡变形破坏特性离心模型试验研究

抗滑桩加固边坡的增强作用与抗滑桩设置位置、桩头条件等密切相关,通过离心模型试验对不同桩位与桩头条件下采用抗滑桩加固边坡的变形破坏特性进行研究。试验表明,设在边坡中部的抗滑桩在边坡破坏前桩头水平位移最大,而在相同的破坏载荷作用下,设在中部的抗滑桩比设在上、下部以及桩头固定比桩头自由时边坡破坏后的位移矢量要小,这表明抗滑桩设边坡中部以及桩头固定对边坡土体的遮挡效果及边坡安全系数的提高最好。     

模拟库水位变化的抗滑桩加固边坡离心模型试验研究

 抗滑桩是边坡深层抗滑最为有效的措施之一,以三峡库区边坡抗滑桩加固工程为背景,利用离心模型试验手段,模拟库区蓄水和水位循环变化条件下失稳边坡的抗滑桩加固机制。详细介绍相应的离心模型试验方法,通过对一系列自然边坡和不同桩间距条件下的模型试验,获得库水位变化影响下的边坡变形、破坏模式和抗滑桩受力,探讨滑坡推力的分布以及不同桩间距条件下的抗滑桩–边坡相互作用机制。测试结果表明,受抗滑桩加固的边坡在水位升降作用下仍发生一定程度的变形并产生裂缝,随着抗滑桩的直接支挡和桩后土体由于不均匀位移产生土拱效应后,边坡变形逐渐得到较好的控制。在本试验条件下,随着桩间距的增大,边坡变形总体上表现为增大趋势,但抗滑桩的受力呈现出先增大后减小的抛物线型变化形态,在某一最适桩间距情况下抗滑桩的抗滑性能得到了最充分的发挥,而滑坡推力表现出复合三角形分布特征。该研究结果为桩土相互作用和库区边坡抗滑桩加固机制分析提供了直接的试验依据,对丰富抗滑桩设计理论和库区边坡的防灾减灾研究具有较为重要的意义。     

水位下降条件下土坡破坏的离心模型试验研究

水位下降引起土坡破坏的规律机理对于发展稳定性分析方法具有重要意义。研制了离心模型试验中超重力场水位升降模拟设备,进行水位下降条件下黏性土坡变形破坏的离心模型试验。根据试验位移测量结果,基于变形与破坏过程集成分析的思路探讨了土坡破坏机理。水位下降导致土坡发生由坡顶向坡脚的渐进性的错动破坏。水位下降条件下土坡的变形和破坏过程是耦合的。变形局部化发展是导致滑裂面出现的根本原因。滑裂面出现后滑动体内部仍发生显著的变形,并与滑裂面上的错动变形相耦合。     

如何控制喷锚支护的施工质量

喷锚支护是用于深基坑开挖的一种挡土结构，其原理是锚杆沿通长与周围土体接触，依靠从边坡最危险滑动面至锚杆端接触界面的粘结摩阻力，与周围土体形成复合土体，锚杆在土体发生变形的条件下受力，并主要通过其受拉工作对土体进行加固。依靠锚杆、钢筋网和混凝土层共同工作来提高边坡土层的结构强度和抗变形刚度，减小岩（土）体侧向变形，     

开挖对边坡变形影响的离心模型试验研究

边坡开挖是工程中经常遇到的问题。采用清华大学土工离心机以及新开发的开挖模拟设备进行了土坡开挖的离心模型试验,测量了开挖过程中边坡位移场的变化。基于位移测量结果提出了一种确定开挖影响范围的方法,分析了开挖后边坡的变形响应。结果表明：开挖后坡体内部根据竖向应变性质的不同可分为开挖松动区、开挖压缩区和无影响区3个区域,不同区域土体的变形特性有所差别。开挖后边坡内部的潜在滑裂面在变形破坏过程中是变化的,从坡体内部向坡面方向移动。开挖条件下边坡表现出明显的渐进破坏过程。     

库水位骤变下滑坡–抗滑桩体系作用三维分析

库水位上升产生的浮力作用和库水位骤降时产生的渗透动水压力,将改变原有的水–边坡作用环境与条件,不利于库区边坡稳定。结合三峡库区马家沟I号滑坡的现场监测成果以及库水位波动数据,利用数值模拟方法,建立真三维模型。采用有限差分程序软件内置的Fish语言将分别考虑库水位上升和下降对坡面产生的静水压力作用、动水压力作用耦合于有限差分程序软件,对滑坡在库水位骤然上升与下降的位移和应力场进行分析,研究应力–渗流耦合作用下抗滑桩加固库区滑坡位移和受力特征,探讨滑坡–抗滑桩相互作用体系的防治效果。结果表明：抗滑桩与土体形成土拱效应以及抗滑桩阻滑效应相互作用下防治滑坡效果明显;库水位骤降产生的动水压力相比于库水位骤升产生的静水压力对滑坡–抗滑桩作用体系的减弱作用更大;数值模拟方法为对库水位骤变下滑坡–抗滑桩体系相互作用三维分析具有一定的指导意义。     

大型路堑边坡在加固期的稳定性分析

通过现场监测和数值模拟对某大型路堑边坡在加固作用下的稳定性进行了研究。通过六个加固期的施工,最终形成了边坡上部的锚杆抗滑桩、边坡下部的抗滑桩和土钉的加固体系。通过在边坡上布设了监测系统对支护结构效果进行监测,研究了边坡在各个加固阶段的稳定性变化。监测结果表明,在加固过程中,边坡的安全系数、抗滑桩的挠曲变形和弯曲应力变化较为明显。其中变化最明显的是土钉墙加固阶段。实际测量的桩顶位移比计算的要小,分析认为,这是由于受到边坡上部分的锚固作用和边坡下部分的混凝土覆盖层的约束作用造成的。随着加固体系的逐步完善,边坡的安全系数也逐渐增大,并且满足干湿条件下的规定值。     

基于图像分析的土坡离心模型试验变形场测量

开发了离心场条件下土坡离心模型试验变形场非接触测量技术并进行了实际应用。基于图像相关分析理论,开发了新的土坡离心模型试验过程中土体位移非接触测量系统以观测离心机运行中土坡的位移。针对简单土坡进行了离心模型试验,测量了土坡的位移场变化过程。测量结果规律性好,表明该非接触测量技术能够较好地测定离心模型试验中土体侧面任意点在任意时刻的位移,适用于离心场环境中土坡变形过程的测量。加载导致土坡在某些位置出现变形集中,意味着这些位置发生了应变局部化。应变局部化的发展与土坡破坏有着密切联系。     

抗滑桩加固失稳边坡稳定性分析研究

目前针对既有潜在失稳边坡的加固设计分析,没有考虑边坡长期的变形效应或后期周围环境变化等支护边坡稳定性的影响。以某一抗滑桩加固失稳边坡为例,采用PLAXIS3D有限元软件建立三维模型进行了边坡稳定性分析,利用考虑桩-土相互作用的强度折减法,研究了抗滑桩支护的原边坡变形破坏特点。研究结果表明,原边坡破坏属于地表拉裂而非深层潜在滑移面滑移,位移过大且处于临界稳定状态但安全储备不足;卸载坡顶2m高、13m宽土体后,可以有效控制边坡变形,保证边坡稳定,而在后续兴建的弃土场荷载作用下,边坡受到的影响有限。     

土钉加固黏性土坡动力离心模型试验研究

 很多滑坡是由地震引发的,为了防止或减轻地震造成的边坡灾害,目前在边坡的加固治理方面已经发展并形成一些较好的方法,而土钉是边坡抗震加固的一种简便有效的方法。采用动力离心模型试验方法,再现地震条件下土钉加固黏性土坡和素土坡的响应;测量了试验过程中边坡的位移场和加速度响应的变化过程。基于试验结果,通过对比素土坡和土钉加固土坡的动力响应,探讨土钉加固土坡的变形规律和加固机制。试验结果表明,地震过程中土坡产生不可恢复的累积变形,其大小与输入的地震加速度峰值有关。通过比较土钉加固土坡和素土坡的位移分布,研究土钉加固土坡的机制。引入土单元应变进行分析,结果表明,土钉加固措施能显著地改变边坡的位移场分布,限制土坡的剪切变形,避免滑裂面的产生,从而提高了边坡的稳定性。     

不同加固手段下滑坡治理效果的数值模拟分析

采用数值计算手段,对不同治理方案下三明某滑坡变形和稳定性进行对比研究,结果表明,数值模拟可得到与现场大致类似的宏观现象,在抗滑桩、锚索抗滑桩、锚索抗滑桩+后缘锚杆这三种加固方案下,边坡安全系数由加固前的0.98分别提高至1.16、1.23和1.35,边坡的最大水平位移可分别比治理前减小46.7%、49.9%和70%,说明抗滑桩在该滑坡治理中的可靠性,同时也说明了在后缘额外设置锚杆,可更为有效地对该边坡进行加固。     

一种分析小桩距抗滑桩加固边坡稳定的新方法

讨论了基于塑性变形理论的桩侧极限侧压力计算公式的适用条件,发现当桩距较小时塑性变形理论不适用,由此分析出实际抗滑力与土坡位移有关,即与边坡稳定安全系数有关。建立了小桩距抗滑桩的侧压力计算公式,结合极限平衡条分法推导了小桩距抗滑桩加固边坡时安全系数的计算公式。结合某泵站工程边坡不同的设桩方案进行了计算,研究结果表明,利用抗滑桩加固边坡时,当桩距较小时采用本文的方法进行分析是合理的。     

基于蠕变模型的边坡抗滑桩体系变形时效规律数值研究

通过有限元数值软件ABAQUS建立了理想边坡-抗滑桩体系三维数值模型,采用摩尔库伦模型和Drucker-Prager与Singh-Mitchell弹塑蠕变耦合模型对其进行数值计算,具体包括边坡-抗滑桩体系的塑性区、位移、桩身应力应变、桩土接触关系、桩土相互作用的时效规律,并对加桩前后的变形时效规律做对比分析。结果表明:蠕变效应使边坡抗滑桩体系的变形有显著增加,塑性变形首先在坡脚出现,随着时间推移逐步向坡肩发展。坡体位移主要集中在斜面位置,坡面位移最大往土体深部位移逐渐减小。抗滑桩对于治理蠕变变形有良好的效果,不仅显著减少了桩后土体的水平变形值,也降低了桩后土体的变形影响深度。抗滑桩桩前土体仍然产生了向下的失稳滑动变形,该部分土体和桩是脱开的,桩后土体产生了绕桩滑动。蠕变变形导致抗滑桩上的土压力比常规分析中所假设的桩前被动土压力和桩后主动土压力要复杂。     

喷锚支护结构的施工监理

<正>喷锚结构是用于深基坑开挖的一种挡土结构,其原理是锚杆沿通长与周围土体接触,依靠从边坡最危险滑动面至锚杆末端接触界面的粘结摩阻力,与周围土体形成复合土体,锚杆在土体发生变形的条件下受力,并主要通过其受拉工作对土体进行加固。锚杆分为预应力锚杆与土钉墙2种,前者承受被动主压力,后者承受主动土压力。锚杆间土体变形则通过喷射混凝土面板予以约束。     

膨胀土边坡自平衡预应力锚固方法研究

针对膨胀土吸水膨胀的特点,提出膨胀土边坡自平衡预应力锚杆加固方法。该方法结合黏结型锚杆和预应力锚杆的优点,使用预应力锚杆结构,但在锚杆施工时仅施加少量或不加预应力,利用膨胀土吸水膨胀特性在边坡中形成自平衡的预应力锚杆加固体系。根据锚杆与土体变形协调关系,推导自平衡预应力锚杆初始应力计算公式,并探讨该方法的有限元计算过程。理论分析、数值计算和工程应用结果表明,自平衡预应力锚固结构在保证边坡稳定和锚固结构安全的前提下,边坡变形较小,同时经济上较为合理,对于类似工程具有广泛的推广应用价值。     

锚杆-抗滑桩联合支护边坡稳定性分析

为了研究工程实际中锚杆-抗滑桩等多种加固手段的效果,该文采用有限元分析软件MIDAS-Gts对贵广高速铁路DK703+626.510路段左侧边坡进行稳定性分析,并采用锚杆、锚索+抗滑桩联合支护的支护形式对边坡进行处理,结果表明:锚杆、锚索-抗滑桩联合加固能够有效减少边坡滑移,边坡的总位移、水平位移分别降低37％和67.2％,但由于支护结构施工,同时也将产生更大的沉降.抗滑桩应力最大值为785kPa,位于抗滑桩地面以下约3/4处,抗滑桩的受力分布情况大致相同,均呈"中间大、上下小"的分布模式,且桩右侧远大于桩左侧.     

边坡锚固结构的蠕变特性及其稳定性分析

为分析土体蠕变特性对锚固性能和受锚边坡稳定性的影响,依据砂浆锚固体与土体的协调变形特征,建立土锚结构的元件蠕变模型。通过分析锚固结构的承载特征,建立砂浆锚固体与土体界面剪应力时变计算式,根据算例验证了边坡中上部是锚杆重点加固范围。     

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。     

抗滑桩加固土坡稳定性分析

基于有限单元法、强度折减法,结合工程实例,通过建立数值模型,对相关参数进行结果计算,分析了抗滑桩加固土坡稳定性的效果,研究表明抗滑桩对于边坡具有良好的加固效果,可以有效地抑制桩后土体的滑动。