顺层岩质边坡坡脚开挖稳定性数值模拟分析

顺层岩质边坡的稳定性受到多种因素影响。针对坡脚纵向开挖因素,采用有限差分软件FLAC3D对开挖过程边坡稳定性变化进行数值模拟分析。模拟结果表明,坡脚纵向开挖长度较小时,位移计算收敛;小幅度扩大纵向开挖长度时,由于边坡周围岩体的约束作用,不会发生沿层面的滑动;当开挖长度接近临界值时,边坡位移将由蠕变发展到滑移。计算结果与工程实际吻合较好,可为类似施工建设提供理论参考。     

基于离散单元法的锚固岩质边坡动力响应研究

采用离散元单法和动力时程法,应用UDEC程序,计算某水电站厂房后方顺层块状岩体边坡动力响应,计算结果表明:动力荷载作用下未支护岩质边坡的破坏可划分成:未滑动、缓慢发展、加速发展和破坏4个阶段;边坡在地震荷载下的破坏是一个累积的过程;锚杆单元的轴力响应曲线与该单元附近的岩体的相对位移时程曲线相关性很好,表明锚杆周边单元之间相对位移是导致锚杆发挥加固作用的原因之一。研究了锚杆轴力分布规律,并据此提出了边坡加固优化方案,该加固方案对相似工程具有参考意义。     

基于数值仿真的顺层岩质边坡支护稳定性分析

以长沙某矿坑顺层岩质边坡为研究对象,结合有限元数值分析软件Ｐｈａｓｅ2对边坡开挖应力状 态变化与潜在变形破坏模式进行仿真模拟,分析其支护效果,确定合理可靠的治理措施方案,并采用极 限平衡法进一步验证。结果表明:该顺层岩质边坡应力松弛区位于坡面中上部,由坡面向坡体内部呈现 出显著变化、渐变和基本不变的分布特征;该顺层岩质边坡的潜在变形破坏模式为顺层滑移－弯曲破 坏;采用预应力锚杆对该顺层岩质边坡进行支护,能有效提高边坡的稳定性。     

岩质高边坡支护优化设计

结合石家庄至武汉铁路客运专线岩质高边坡工程实例,利用ANSYS有限元软件数值模拟对其进行稳定性分析.对各种支护方案在开挖后岩质高边坡应力场、位移场分布以及抗滑桩应力进行比较分析.结果表明:边坡开挖后,框架梁锚杆(索)支护显著地减小了边坡的水平位移,改进了应力场的分布,减小了抗滑桩的水平位移,有效地增强了岩质高边坡的稳定性.     

土钉支护方式加固边坡的应力变形力学特性研究

土质边坡工程中广泛采用土钉加固支护的方式对边坡土体进行加固,以提高开挖边坡土体的稳定性。以南水北调工程中渠道边坡加固施工为例,通过FLAC3D软件对土钉加固支护条件下边坡的变形及应力特征进行研究。结果表明：(1)边坡内张拉的最大位移为3.18×10²m,边坡内受的最大压应力为3.28×10⁵Pa;(2)边坡内土钉最大位移值为2.2×10²m,最大轴力为7.14×10²Pa;(3)当前土钉支护加固方式的加固效果明显;同时应在边坡上部采用土钉支护方式进行加固。     

基于ANSYS的某深基坑降水开挖加固方案优化设计

为了验证某城市深基坑开挖加固设计方案的合理性,采用有限元软件ANSYS对基坑开挖加固过程进行全程数值模拟预测,研究了施工过程中基坑土体的位移和稳定安全系数变化规律,结果表明:(1)随着基坑开挖深度增加,基坑侧向土体和底部土体变形量也逐渐增加,预应力锚杆施工后变形量得到控制;(2)随着基坑开挖深度增加,基坑边坡的稳定性逐渐降低,采取素土夯实压重坡脚后基坑稳定性显著提高;(3)地下连续墙实际受到的轴力、弯矩和剪力均小于墙体极限刚度和极限强度,且变形较小,基坑结构整体稳定。相关研究成果可为类似基坑工程加固方案的优化设计提供借鉴。     

基于离散元法的顺层岩质边坡的地震响应分析

基于离散元法,结合某水电站厂房后缘顺层岩质边坡工程,研究缓倾角多结构面岩质边坡的地震响应规律及锚杆的加固效果,提出了该边坡抗震加固优化方案。研究表明:未加固顺层块状岩质边坡在地震过程中位移呈现阶梯式增长,地震结束时刻边坡岩块松散崩落;加固后边坡位移显著减小,且能在地震作用下保持稳定;锚杆的剪力响应与其附近结构面的相对位移相关性强,表明锚杆附近岩层面间的相对位移是激发锚杆加固作用的主要因素,在坡面出露且出露点低的岩层面在地震作用下相对位移较大,对应的锚杆承受剪力也较大,据此可更合理地布置锚杆。     

软弱结构面位置对岩质顺倾边坡稳定性的影响

为研究软弱结构面的位置对岩质顺倾边坡稳定性的影响,以耿马县河底岗某石灰岩矿山为例,采用GeoStudio及MIDAS/GTS软件,对该岩质顺倾边坡的稳定性进行研究。结果表明,软弱结构面愈接近坡脚,边坡沿软弱结构面发生失稳破坏的可能性越大,潜在滑移面可能穿越软弱结构面;随着软弱结构面距离坡脚位置越远,其对对边坡稳定性的影响越小,此时边坡失稳的潜在滑移面与软弱结构面无关。     

坝肩顺层岩边坡开挖支护方案数值模拟研究

顺层岩质边坡稳定性问题一直是困扰工程建设的一大难题,且目前关于边坡开挖支护安全评价往往仅针对施工完毕工况下进行,较少关注施工过程中的安全稳定性.因此在双龙水电站大坝右坝肩顺层岩边坡开挖支过程中,将边坡自上而下分为八级边坡依次采取不同措施进行支护,并用数值模拟方法分析边坡安全稳定性,结果显示:在边坡施工中坡体一直处于稳定状态,说明开挖支护施工方案是合理的,可以在具体施工中采用.建议应该加强开挖部位的监测和加固,保证工程施工的顺利进行.     

地震动参数对锚固岩质边坡地震响应影响权重研究

借助FLAC3D软件建立了含软弱层的锚固岩质边坡数值模型,并利用正交设计方法,以波形、时间压缩比、幅值和持时为分析因素,设计多组具有不同地震动峰值加速度(PGA)、峰值速度(PGV)、阿里亚斯强度(AI)、绝对累积速度(CAV)、持时和特征周期的地震动,分析了地震动各参数对锚固岩质边坡位移和锚杆轴力的影响,得到了地震动各参数的影响权重。结果表明,地震作用下,坡顶处位移最大,自坡顶至坡脚位移逐渐减小;锚杆轴力沿杆长表现为中间大两头小的“人”字形分布;地震动各参数对边坡位移的影响权重由高到低依次为AI、CAV、PGA、PGV、持时和特征周期;对锚杆轴力的影响权重由高到低依次为AI、PGA、PGV、CAV、持时和特征周期。     

高切坡超前支护锚杆受力机制研究

超前支护锚杆能在边坡开挖前对危险性高切坡进行超前加固,可以有效地降低边坡开挖施工期间的破坏,是边坡工程加固的新思路。采用有限差分软件FLAC2D,分析了超前支护锚杆与高切坡相互作用中超前支护锚杆上轴力、剪应力的大小、分布特点及与开挖面的距离关系。研究结果表明：超前支护锚杆轴力呈“抛物线”形式分布,剪应力总体上呈“正弦线”形式分布。剪应力在中性点处为零,轴力在中性点处最大。     

顺层岩质边坡稳定性分析与应力监测研究

针对顺层岩质边坡稳定性监测较难进行的问题,采用应力监测的方法对其进行评价。利用数值计算得出不同结构面间距时的边坡失稳破坏位置为距离坡脚处最近的结构面位置处,并结合理论分析与锚杆监测的现场试验对其进行验证。现场试验结果表明,边坡内部应力在开挖后40天趋于稳定,锚杆受力最大值为30．6MPa,满足钢筋设计抗拉强度要求,表明...     

基于应变软化的软弱夹层边坡渐进破坏

含软弱夹层的顺层岩质滑坡是常见的地质灾害,研究其渐进破坏过程对于滑坡防治具有重要意义。基于软弱夹层的应变软化特性,推导了开挖工况下含软弱夹层的顺层岩质边坡渐进破坏的微分方程,并理论分析了渐进破坏的过程和阶段;对比摩尔-库伦本构模型下的数值计算结果,证明了应变软化摩尔-库伦本构模型能更准确地反映边坡软弱夹层的渐进破坏过程,并以实际工程案例进行了检验。研究结果表明:含软弱夹层的顺层岩质边坡的渐进破坏过程可分为初始、等速与加速变形3个阶段;在开挖工况下,破坏首先产生自坡脚,而后剪切破坏区不断扩展,沿软弱夹层延伸至坡顶,并在坡顶产生拉张破坏,边坡的整体破坏模式表现为滑移-拉裂式。     

重庆会展公园顺层路堑边坡的稳定性设计及其优化

一、引言顺层岩质边坡稳定性问题在道路交通、水利水电及矿山等重大工程中普遍存在。由于工程开挖引起岩体应力改变和重分配,使边坡极易发生沿岩层面的整体滑移,严重影响工程的安全性。顺层岩质边坡稳定性设计方法受边坡岩体地质情况如岩层倾角、层面抗剪强度、和地下水、开挖方式等多因素影响。目前,顺层边坡主要有两种治理方案：放坡开挖或增设支挡结构物。     

复合多层顺倾岩质边坡最优锚固角研究

锚杆支护是一种加固边坡的有效方式,但目前针对复杂多层岩质边坡的锚杆最优锚固角研究较少,且未考虑中间主应力对锚固效果的影响。采用统一强度理论,以全长粘结型锚杆为对象,根据锚杆失效模式及锚固段与围岩的作用方式,推导出复合多层岩体中锚杆的极限抗拔力公式。通过计算不同岩层锚固段微元体的单位长度抗力比,提出了复合多层顺倾岩质边坡的锚杆最优锚固角模型与最优锚固角的确定方法。将该方法应用到三峡库区巴东县一公路边坡工程,结果表明模型计算所得最优锚固角与均匀试验方案确定的最优锚固角一致。新方法计算所得的边坡单位宽度锚杆总长与规范法计算结果相比减少约11.2%,与传统莫尔-库伦理论计算结果相比减少约8.9%。研究结果可为复合多层顺倾岩质边坡的锚固支护设计提供一定的参考和借鉴。     

旭龙水电站石料场高陡边坡分级开挖模拟

金沙江旭龙水电站徐龙石料场开采高度高达280 m,距大坝等重要水工建筑物较近,为分析在不同开挖步下,该料场高陡岩质边坡的变形及稳定性特征,建立了料场分级开挖有限元模型。结果表明：(1)徐龙料场开采过程中边坡变形较大区域由原坡脚向开挖新形成的坡脚不断变化;(2)随着开挖的进行,徐龙石料场最大主应变较大区域发生“分岔”,最不利滑动圆弧由原边坡坡脚逐渐移动至开挖新形成的坡脚处;(3)不同开挖步下的徐龙石料场整体稳定性满足要求。研究成果可以为类似的石料场边坡分级开挖稳定性分析提供参考。     

基于三维有限元数值计算的基坑支护分析研究

为研究基坑工程支护结构的可靠性,通过三维有限元数值计算与实际位移监测相结合,并对基坑支护结构内力进行分析,结果表明:通过数值模拟与实际监测位移结果对比,两者变化趋势保持相同,且数据差距较小;数值模拟出基坑的最大隆起变形(1.19cm)出现在底部,而基坑表面只出现0.5cm的沉降变形;通过桩轴力和锚杆内力分析,得到基坑右侧边坡产生的力较大;且锚杆和桩的轴力整体分布规律基本相同,即越靠近基坑外部,轴力越小。     

顺层边坡稳定性影响因素及加固方案比选数值模拟研究

顺层岩质边坡是公路工程建设过程中常见的边坡形式,因具有较复杂的地质破坏模式而成为工程项目中的控制节点.以岩层厚度和岩体特性为基础对顺层岩质边坡进行分类,分析其变形失稳机理.同时,以广巴高速典型顺层边坡为实际案例,对其进行稳定性分析及支护方案优选.结果表明,顺层岩质边坡分为硬岩-硬岩互层组合边坡,硬岩一软岩互层组合边坡,...     

某水电工程边坡开挖及支护过程稳定性分析

为分析水电工程边坡在开挖及支护全过程中稳定性变化情况,评价锚索支护效果,以西南某一水电站开挖边坡为研究对象,通过地质分析和变形监测确定边坡变形模式,对开挖和支护过程中各变形模式采用基于极限平衡理论的Morgenstern-Price法进行了多种工况下的稳定系数计算。结果表明:边坡的6种滑动模式在持久、偶然和短暂工况下的稳定系数均满足规范要求。二期锚索施加完毕后,边坡整体稳定系数大于原始边坡,锚索对边坡的控制作用明显,支护效果良好。边坡在开挖至坡脚之前稳定系数逐渐增大,边坡开挖有利于边坡稳定,坡脚开挖以后,边坡稳定系数骤降,开挖不利于边坡稳定,坡脚岩体对边坡稳定作用明显。研究成果可为水电工程边坡的稳定性分析以及类似工程边坡的开挖及支护设计提供参考。     

西南地区典型软硬互嵌顺层岩坡开挖诱发变形及防治研究

针对西南地区软硬互嵌顺层岩质边坡开挖变形及防治问题,通过有限元计算,分析了某典型岩坡开挖后的应力及变形,并对抗滑桩加固后的岩坡进行了对比分析。结果表明:开挖后该软硬互嵌顺层岩质边坡的坡脚处出现压应力集中,开挖平台竖直向及水平向变形数值相接近,开挖坡面以水平向变形为主,开挖坡脚处变形均较小;设置抗滑桩加固后,开挖变形显著变小,且抗滑桩位置处岩体横坡向及竖直向变形存在绕桩分布;顺层岩质高边坡开挖卸荷引起其坡体变形分布以开挖面上部及远离坡脚的开挖平台处最为显著,若要进行岩坡变形防治监测,监测仪器摆放方向以与岩层倾角一致为最佳。