岩质边坡坡率与滑动面倾角对锚固效果的影响

以含结构面的岩质边坡为例,首先采用ANSYS进行建模与网格划分;之后使用FLAC^3D软件内置接触面语句,建立固定的滑动面倾角;最后采用强度折减法求解边坡的安全系数。通过对理论公式的推导与数值模拟结果的拟合,得出如下结论:①在岩质边坡中,通过理论推导,将最优锚固角定义为锚杆自由段承受最大抗滑力时所对应的锚固角。②当坡率固定时,锚固角与安全系数呈负相关关系,随着锚固角增大,安全系数逐渐减小;当滑动面倾角固定时,在最优锚固角状态下,边坡的安全系数随着边坡坡率的增大而减小。③当滑动面倾角固定时,锚固角与安全系数呈负相关关系,随着锚固角的增大,安全系数逐渐减小;当坡率固定时,在最优锚固角状态下,随着边坡滑动面倾角的增大,安全系数先减小后增大。     

基于双剪统一强度理论的岩质边坡最优锚固长度

目前对锚杆锚固长度的研究多基于传统摩尔库伦抗剪强度理论，忽略了中间主应力的影响。鉴于此，采用双剪统一强度理论，基于顺层岩质边坡模型建立不同岩层倾角条件下锚杆的最优锚固长度与锚固角模型。提出了最优锚固长度和锚固角的确定方法，并分析了锚固角和岩层倾角对最优锚固长度的影响。提出锚固界限角确定方法，当锚固角小于该界限角时，最优锚固长度随岩层倾角的增加而减小；当锚固角大于该界限角时，最优锚固长度随岩层倾角的增加而增大；最优锚固长度随锚固角的增加先下降后上升。将所提出的方法应用到某边坡，计算结果表明，利用提出的模型计算得到的锚固长度相比规范法减少约17.9%。     

锚杆参数对基坑坑底回弹和地连墙变形的影响

采用三维有限元方法建立了考虑土、围护结构和锚杆支撑体系共同作用的复杂基坑模型,研究了锚杆的长度、倾角和间距对坑底回弹和地连墙变形的影响。研究结果表明：基坑坑底回弹隆起具有明显的空间效应,与地连墙的变形有关;锚杆的倾角、锚固段和自由段长度对坑底回弹隆起的影响较小,锚杆的间距越大坑底回弹隆起量越小;锚杆参数对地连墙的影响较大,锚固段和自由段长度变大,地连墙的变形减小;当倾角增大时,地连墙的变形先减小后增大;锚杆的间距增大,地连墙的变形增大。     

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。     

基于安全性和经济性多目标优化的岩质边坡锚固计算方法

以节理岩质边坡为研究对象,基于塑性力学的极值理论,将滑动面的安全系数和锚固造价共同作为目标函数,将锚固力方向、锚杆长度、结构面的剪力和法向力作为决策变量,结合岩块的平衡方程约束条件、结构面的屈服条件和锚杆的附加约束条件,建立安全性和经济性多目标的岩质边坡锚固非线性数学规划模型,最后采用线性加权和法求解多目标规划模型得到安全系数、锚固造价的最优值以及最优锚固角,该方法具有概念明确、计算精度高等特点。     

不同支护参数下锚杆锚固效果的等效数值模拟研究

为了研究支护参数(锚杆长度,锚杆环向间距)对数值模拟中围岩等效岩性参数的影响,以宁波将军山隧道为研究对象,进行了不同支护参数下的隧道开挖和加载的模型试验,得到锚杆长度和锚杆间距的改变对隧道拱顶位移的影响规律。通过对模型试验进行数值反演分析,得到数值模拟中围岩等效岩性参数(弹性模量、黏聚力和内摩擦角)的变化规律,依此得到不同支护参数下锚杆锚固效果的等效数值模拟方法。结果表明:在数值分析中,锚杆长度每增加0.5m,锚固区岩体弹性模量提高约3%,黏聚力提高约0.8%,内摩擦角几乎不变;锚杆间距每减小0.5m,锚固区岩体弹性模量提高约17%,黏聚力提高4%~5%,内摩擦角提高约3.4%。     

锚杆框架梁支护膨胀土路堑高边坡稳定性分析

以江西万载至宜春高速公路某膨胀土路堑3级高边坡为研究对象,利用有限差分方法对锚杆框架梁支护结构与坡体共同作用下的边坡稳定性进行了三维数值计算,分析了不同坡级锚杆参数对路堑高边坡变形和安全系数的影响规律。结果表明,边坡安全系数并不是随锚杆长度的增加而持续增加,而是存在一峰值,锚杆布设角度对边坡安全系数影响较小,而对边坡变形有显著影响,不同坡率的各级边坡存在最优锚固角。     

傍山公路高边坡抗滑桩加固技术研究

以宁波奉化市浒溪线边坡“灿鸿”台风水毁治理工程为研究对象，通过建立多种抗滑桩加固边坡有限元模型，探讨了桩长、桩间距、桩截面等因素对边坡加固效果的影响；基于矢量和法推导了边坡安全系数的理论解析解，编写了求解矢量和法边坡安全系数的程序，研究了节理面性质对含节理边坡稳定性的影响规律。结果表明:桩长越长，加固效果越好，但桩长增加到一定长度时，加固效果增强不明显；桩间距越大，边坡加固效果越差；桩截面对边坡加固效果最为明显，随着桩截面增大，边坡安全系数明显提高；节理面黏聚力、内摩擦角参数越大，边坡安全系数越大。研究成果可为类似边坡工程的设计和施工提供参考。     

基于ABAQUS的抗滑桩加固边坡的数值模拟分析

抗滑桩加固边坡具有较好的效果,基于ABAQUS数值计算软件,采用强度折减法,研究桩位、桩间距与桩径比、桩长等因素对边坡安全系数以及边坡失稳时滑裂面出现位置的影响。研究表明,安全系数随桩间距和S/B的增大而减小;最优加固位置L_x/L=0.2~0.4处,综合边坡加固效果最佳;抗滑桩长度在22~26 m较为合适,抗滑桩的锚固深度为4/11~5/13桩长较为合理。     

水库库岸硬岩边坡锚固支护参数优化研究

锚固参数的优化选择对提升边坡的锚固效果,降低施工成本具有重要作用和价值,是边坡加固研究的重要内容.文章以某水库上游岸坡为例,利用ANSYS软件构建三维有限元模型,对边坡的锚固参数进行优化研究,综合研究成果,建议在施工中采用长15 m、倾角15°、间距1.5m的锚杆.     

边坡稳定性计算中锚固力计入方式的讨论

分别采用Morgenstem-Price法和不平衡推力法计算在锚固力作用下边坡的稳定性，分3种方式计入锚固力的作用，即锚固力施加在锚杆的内端，位于条块的底部；锚固力施加在锚杆的外端，位于条块的顶部；锚固力均匀施加在锚杆穿越的条块内。研究表明，3种锚固力作用计入方式计算出的加固边坡安全系数相差在11％左右；而第3种锚固力计入方式的边坡安全系数介于第1和第2种方式的安全系数之间，且加固后的边坡条间力与滑面正应力分布最为合理。因此，建议在工程中采用第3种锚固力计入方式。     

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。     

顺倾层状岩质边坡失稳破坏机制及稳定性影响研究

为探讨顺倾层状岩质边坡的失稳变形破坏机制,基于SRM强度折减法,采用Midas-GTS NX岩土分析软件对一坡角为60°的硬质岩夹软岩顺层边坡进行数值模拟,通过改变边坡的几何条件,探讨并查明了该形式边坡的变形破坏形式及稳定性。结果表明:结构面倾角对顺倾层状岩质边坡变形规律影响明显,以水平层状边坡和直立层状边坡为临界点,随着结构面倾角不断增加,顺倾层状边坡破坏模式体现为:压剪破坏→滑移-压致拉裂破坏→滑移-拉裂破坏→滑移-劈转破坏→滑移-弯曲破坏→弯曲-崩塌复合破坏,边坡安全系数随倾角的增大先减小再增大,在结构面倾角为40°时稳定性最差,在90°达到最大值;随着结构面厚度的增加,边坡安全系数呈线性减小趋势;随着结构面间距的不断增加,边坡安全系数呈增大趋势,不过增加速率逐渐减小。     

边坡稳定性影响因素及应对措施

以均质边坡为例,分别采用瑞典圆弧法、简化的毕肖普法、简布法等极限平衡法计算土坡的稳定性.研究了不同岩土力学参数对边坡稳定性的影响,并对不同土坡结构形式计算结果进行了对比分析,最后文章提出了边坡失稳的几种防治措施.结果表明:边坡稳定性随着土体重度的增大而减小,随着内摩擦角和粘聚力的增大而增大,随着坡体角度增加而减小;边坡总高度一定时,采用分级放坡可有效的提高坡体稳定性,且级数越多,坡体安全系数越大;当坡体总高度及各级边坡坡度相同时,平台宽度越宽,稳定系数越大,且平台宽度达到一定程度时,稳定系数保持不变;保持边坡总高度、平台宽度不变,当一级和二级边坡高差相差越大,稳定系数越小,当一级和二级边坡高度相等时稳定系数达到最大.     

抗滑桩锚固长度对多层土质边坡抗滑能力的影响

为探索抗滑桩的锚固长度对多层土质边坡抗滑能力的影响，以珠三角地区工程案例为原型，运用商业软件进行模拟，并采用实际案例的实测值验证了模型计算结果的准确性。研究表明：抗滑桩水平位移最大发生在桩顶，随后沿铅锤方向减小，锚固深度从6m增加到16m，水平位移增加1.04%；桩身最大弯矩发生在距桩顶约4m处，随锚固深度增加，最大弯矩增大4.36%，最大位置不变；不同嵌固深度的抗滑桩，水平位移和弯矩均随着坡顶荷载的增加而增大，荷载从0kPa增加到20kPa，桩顶水平位移增大75%，桩身最大弯矩增加70.21%；当嵌固深度达到12m时，抗倾覆Kov值满足一级支护安全结构等级规范值1.25，故抗滑桩锚固长度为12m时为最优深度。     

既有高边坡陡开挖锚固参数优化数值分析

为探索不同锚固参数对既有高边坡陡开挖加固效果的影响,以某一级公路四级路堑边坡为工程背景,针对道路扩建中典型路堑边坡陡开挖锚固设计方案,采用三维数值模拟方法,对开挖面施作系统锚杆＋预应力锚索＋一阶平台钢管桩加固下的边坡进行模拟计算,分析了锚索预应力、锚索长度、锚索（杆）下倾角、锚杆长度对边坡变形及稳定性的影响。结果表明:锚索预应力超过４50ｋＮ、锚索长度超过20ｍ时对提高边坡稳定性已较少;锚索（杆）下倾角与锚杆长度对控制边坡变形及稳定性影响较大,当锚索（杆）下倾角在15°～20°时对边坡稳定性最有利,但下倾角过大对控制边坡变形则不利。增大锚杆长度对控制边坡变形及稳定性有利,但长度超过10ｍ时对提高边坡稳定性作用不大。     

锚杆声波反射法质量检测的模拟试验研究

为了研究锚杆锚固质量声波反射法检测时锚固体中的声波传播规律,进行了不同长度完整锚杆与缺陷锚杆的模型试验。对于完整锚杆,随着锚杆长度的增加,响应波形规则性越好,底端反射波幅值逐渐减小,反射波的能量衰减随之增大。对于有缺陷的锚杆,在缺陷位置处的波形出现畸变,波形变得不规则,呈缓慢衰减或间歇增强后衰减形态,当锚杆长度不同或缺陷位置不同时,测试曲线表现出不同的波形特征。锚固体固结波速随锚杆长度增加而减小,缺陷增大而增大,但是变化幅度较小,一般在4 200 ~4 400 m/s范围内。     

水库滑坡变形特征的数值分析

基于数值模拟,以水库滑坡施工工程为例,建立数值模型。通过对水库滑坡变形破坏特征进行研究,开展边坡稳定性动态模拟分析、滑坡变形破坏特征定量研究分析以及渗透系数对水库滑坡变形破坏影响分析,得出水库边坡变形破坏特征,为后续工程提供参考。结果表明,水位下降速度安全系数随时间推移呈先减小后增大的变化趋势,并且水位下降速度越快,其安全系数越低;水平位移在初始阶段出现陡升现象,随着时间推移,水位下降速度越快,水平位移增长距离越大,并且安全系数越低,水平位移越大;不同水位下降速度条件下,安全系数随时间增加呈先减小后增大,并且水库滑坡渗透系数越大,其对边坡变形破坏影响越小。     

地震作用下库水位变化坝坡稳定性数值模拟

为探究地震作用引起库水位变化下坝坡渗透稳定性变化规律,利用Geostudio软件对三峡库区某边坡进行数值模拟,得到安全系数及Newmark位移变化曲线。计算结果表明,库水位水平越高,边坡安全系数越低,Newmark位移越大,最小安全系数的出现相对于地震的峰值加速度时刻有较大的滞后性;库水位骤降下,边坡安全系数随着库水位水平的逐渐下降,呈现先增大后减小的规律,库水位下降速率越大,边坡在库水位骤降与地震耦合情况下的最小稳定系数越小,最大Newmark位移也越大;边坡安全系数随着库水位水平的逐渐上升,呈现先减小后增大的规律,边坡在地震下的最大Newmark位移在库水位高程下降至157m之前呈现不断上升趋势。     

基于敏感分析的反倾岩质边坡锚固参数优化设计

以湖北鹤峰红莲池反倾边坡为例,在分析边坡地质条件的基础上,通过离散元软件UDEC模拟试验,分析反倾岩质边坡的位移云图,得出了反倾边坡倾倒变形的破坏基准面,并以此初步确定锚索长度。基于敏感性分析方法,研究在不同锚固角、锚固力及锚索长度条件下,坡顶最大水平位移以及倾倒变形区面积变化特征,以此得到参数优化结果:锚固角为8°、锚固力为1 000 k N、锚索锚固段长度为5 m。锚固参数敏感性大小排序依次为:锚固角度,锚固力,锚索长度。