抗滑桩加固边坡稳定性分析及优化研究

利用FLAC^3D分析抗滑桩在边坡中的加固效果,探讨在抗滑桩—边坡体系中,设桩位置、桩长、桩体弹性模量等因素对边坡稳定系数、桩体受力及变位响应的影响。研究结果表明,抗滑桩的最优设桩位置受桩长的影响较大,若桩长较短,则布设抗滑桩于边坡中部具有最好的加固效果,若桩长较长,则在边坡中上部设桩对边坡稳定性更有利;随着抗滑桩位置向坡顶移动,桩身内力、桩体挠度先增大后减小,并在边坡中下部同一位置达到最大值,同时,随着抗滑桩桩长的增大,桩体剪力变化很小,在抗滑桩加固边坡工程中,存在有效嵌固深度H,在H以内,边坡稳定系数和桩长的关系符合抛物线特征,且H受设桩位置的影响;提高抗滑桩弹性模量可小幅度减小桩体挠度,但并不能提高边坡稳定系数,故在抗滑桩工程设计时,应合理确定桩身弹性模量。     

基于系统可靠度理论的抗滑桩加固边坡稳定性研究

鉴于抗滑桩加固边坡设计中存在诸多不确定性因素,针对抗滑桩加固边坡案例提出了一种基于可靠理论的边坡系统抗滑力的分析模型,并结合代表性滑动面原理建立了相应的求解方法。算例分析表明,抗滑桩对边坡的代表性滑动面的位置及可靠度指标有着重要影响。在抗滑力相同的条件下,抗滑桩存在一个最优的加固位置,所提方法可确定抗滑桩的加固位置和抗滑力,对抗滑桩加固边坡的最优设计具有参考意义。     

基于不同排布型式的弧形抗滑桩边坡加固效果研究

考虑到现有悬臂梁式抗滑桩设计的劣势,以某地区边坡工程为研究背景,结合有限元原理,利用强度折减法对不同排布方式下的边坡稳定系数进行求解,从而分析弧形布置连系梁抗滑桩在不同构造方式下加固边坡的效果。研究结果表明,利用弧形布置连系梁抗滑桩能有效抑制边坡滑移,减缓塑性区的发展;同时能有效减小边坡塑性区域和剪切应变增量值,保护边坡的稳定。另外,连系梁和抗滑桩顶部连接,也能有效加强抗滑桩间的联系作用,提高结构刚度,抑制结构整体形变,为抗滑桩加固边坡提供了一种可行的方式。     

不同排布型式弧形抗滑桩露天边坡加固效果研究

针对现有悬臂梁抗滑桩的劣势,以九寨沟某边坡工程为背景,利用有限元法,通过强度折减法来求得不同排布形式下边坡的稳定安全系数,从而研究弧形布置连系梁抗滑桩在不同构造形式下对边坡的加固效果。研究结果表明:弧形布置连系梁抗滑桩相比于直线型抗滑桩,能有效的阻止边坡出现较大的滑移,减小了塑性区的发展,且抗滑桩本身的位移变形也得到了有效的控制;弧形布置抗滑桩在空间上的分布较其他支挡结构能有效的减小边坡塑性区域和剪切应变增量的数值,能有效保护边坡的稳定;连系梁与抗滑桩顶部连接,能有效的加强抗滑桩之间的联系作用,提高结构整体的刚度,约束结构整体变形;增加弧形连系梁抗滑结构混凝土等级能有效加固边坡,但混凝土等级增加到一定程度时,对边坡的加固作用增加幅度减小;随着矢跨比的增加,边坡的安全系数逐渐增大,说明增大连系梁的矢跨比能有效限制边坡的滑移。对于不同抗滑桩长度而言,增加抗滑桩的长度在一定范围内能有效的限制边坡滑移,但随着长度的继续增大,这种限制效果逐渐减弱。     

非线性强度准则下抗滑桩加固边坡稳定性极限分析研究

鉴于现有的极限平衡方法不能很好地反映非线性强度准则下抗滑桩加固边坡的作用原理,利用土压力理论提出简易的抗滑桩和边坡滑体的力学求解模型,结合力学平衡条件推导出抗滑桩的有效桩侧压力。采用瑞典法求得滑面应力计算公式,结合边坡安全稳定系数指标,提出了非线性强度准则下抗滑桩边坡加固的稳定性解决方案。工程案例验证结果表明,岩土体非线性时,需增加桩长,方能确定边坡的稳定性要求;布置于临近坡脚点位置有助于提高边坡稳定性,但需防止位于抗滑桩上方的边坡出现局部滑动体破坏情况。     

基于M-P法的抗滑桩支护边坡稳定性研究

为评价采用抗滑桩支护后的边坡稳定性,从设计和验算2个角度着手,基于Morgenstern-Price(M-P)法建立了抗滑桩支护边坡的分析模型,进而得到了抗滑桩下滑力和边坡安全系数的表达式;通过引入自适应遗传优化算法,建立边坡稳定性分析优化模型,搜索采用抗滑桩支护边坡的非圆弧最危险滑动面;从确定安全系数求抗滑桩所受下滑...     

抗滑桩加固边坡的桩土作用研究

以某路基边坡为研究对象,通过在基岩与上部土体间以及抗滑桩与土体间设置分界面单元,真实地反映了工程的实际接触情况。在此基础上,详细分析了抗滑桩加固边坡桩土的作用机理。分析表明,第1排抗滑桩在坡体的稳定性加固中起着至关重要的作用,它对于阻止上部土体的位移和承担上部土体下滑力起着重要的作用。分析揭示了抗滑桩加固边坡土压力拱的形成机理与上部土压力的传递过程,指出了桩附近土体与桩间土体的位移和应力分布特征。     

抗滑桩加固边坡的受力机理分析

为了更加真实反映工程的实际接触情况,在抗滑桩与周围土体之间以及基岩与上覆土体分界面设置接触面单元,详细分析了坡体在加固前后的稳定状态和开挖过程中抗滑桩受力作用机理.揭示出抗滑桩体在基岩与上覆土体分界面处所受到的轴向力和剪切应力较大,为重点控制断面.分界面处桩体应力调整时间滞后于桩顶与桩底应力调整时间,在坡体应力调整过程中桩体在分界面处所受扰动较大.桩体在分界面处的最大应力并不是稳定状态时的应力,而是出现在坡体的应力调整过程中.     

基于距离判别分析模型的边坡稳定性评价

将影响边坡稳定性的容重、内聚力、摩擦角、以及边坡角和边坡高度等指标作为判别因子,建立边坡稳定性评价的距离判别分析模型。以边坡工程实测资料作为学习样本进行训练,建立相应判别函数对待判样本进行评价。该模型在通过判别模型的学习功能获得边坡稳定与其各影响因素之间的复杂关系,排除了一般准则中建立判据时人为因素的影响。实例证明该模型利用回代估计法所得到的误判率为零,具有较强的判别能力。     

基于组合赋权-距离判别模型的边坡稳定性评价方法研究

针对距离判别分析研究边坡稳定性没有考虑指标权重因素,引入组合赋权法用于消除各指标权重不合理的影响。选取影响边坡稳定性的六个判别因子,利用矩估计法确定各指标的最优组合权重,并将组合赋权法与距离判别法耦合,得到改进的组合赋权-距离判别模型;最后利用该模型评价边坡稳定性,并对比分析此模型与其它判别方法的评价结果。研究结果表明,组合赋权-距离判别模型具有准确度高和客观合理性等特点,为边坡稳定性评价提供了一种有效方法。     

基于极限分析的三维边坡可靠度研究

基于极限分析上限法提出了非相关联流动法则速度场下三维边坡的安全系数计算方法与可靠度计算模型,该方法有效地避免了在求解相关联法则速度场时,由于摩擦角过大会出现的速度场不收敛问题。基于双对数螺旋线破坏机制,考虑土体参数的空间变异性,提出的可靠度计算方法,相对于二维计算模型能够更加精确地计算边坡的失效概率。最后结合算例讨论了土体参数变异系数对三维边坡可靠度的影响。结果表明,边坡的失效概率随着土体参数c、φ值变异系数的增加而增大,其中c值变异系数对失效概率影响显著,φ值变异系数对失效概率影响相对较小。     

基于不同二维极限平衡法的边坡稳定性研究

边坡稳定性是露天矿开采安全评价的重要影响因素,基于不同二维极限平衡法,对露天矿边坡工程地质条件进行分区,初步确定采掘场工作帮、端帮的坡角、地表境界,为矿山边坡稳定性研究提供地质依据。通过对不同的边坡滑移破坏模式进行了分析,采用STAB2009分析验算边坡稳定性,简化Bishop法计算,整体单形法优化。结果表明,非工作帮、西端帮可能的破坏模式为顺层滑移破坏模式,东端帮、工作帮可能的滑移破坏模式为圆弧滑移破坏模式,推荐了各边坡的最终帮坡角。勘察边坡稳定性揭示了露天矿开采过程中帮坡破坏模式规律。     

露天煤矿边坡稳定性数值模拟分析

露天煤矿顺倾层状边坡稳定性差,在开采企业领域属于需要解决的技术难题。以乌海市露天煤矿为例,对露天煤矿的顺倾层状边坡进行优化设计分析,并对选取的工程模型边坡稳定性进行分析,确保选取的模型及数据更接近于实际。以煤矿顺倾层边坡的稳定性在断层倾角及走向交角为例,对断层倾角及走向交角进行分析,探究断层倾角及走向交角对于边坡的稳定性的影响。通过对断层倾角的8种工况模型和走向交角的7种工况模型进行数据分析,得出其倾角变化对边坡稳定系数的影响,进而提出相应的防护措施。     

塑料含量对MSW强度特性影响及边坡稳定性分析

参考国内典型垃圾填埋场中城市固体废弃物主要成分,通过人工配制垃圾土样（MSW）,利用GDS三轴仪开展固结排水剪切试验,研究了不同塑料含量对垃圾土样强度特性的影响。试验结果表明,不同塑料含量垃圾土试样的应力—应变曲线全部呈现应变—硬化特性。随着塑料含量的增加,垃圾土的强度减小;垃圾土中塑料含量的增加对垃圾土试样黏聚力影响较为显著,表现为塑料含量增加,垃圾土的黏聚力呈明显的下降趋势,而对其内摩擦角的影响并不明显。同时,基于Geo-slope软件采用Morgenstern-Price方法开展了填埋场边坡稳定性分析,计算结果表明,垃圾土的塑料含量、渗滤液水位过高以及垃圾土自身抗剪强度较低,都会直接降低垃圾填埋场的安全系数以及稳定性,增加填埋场失稳的风险。     

不同坡面形态滑坡的稳定性分析

为了研究坡面形态对滑坡稳定性的影响,设计3种坡度、2种坡高共6组试验,对不同坡面形态的滑坡进行了物理模拟试验,通过抬升试验模型槽模拟滑坡失稳破坏的过程,记录破坏过程和破坏时的临界破坏角度,分析了不同坡型滑坡的稳定性和破坏情况。试验结果表明,相同坡度、相同坡高的情况下,凸坡所需抬升角度最低,其稳定性最差,凹坡最高,其稳定性最好,且凸坡破坏时更易发生分级启动。从滑坡表面角度和滑体重量进行理论分析,对试验结果进行解释。采用稳定性计算获得不同坡度下不同坡面形态滑坡的稳定性系数,结果为凸坡稳定性系数最低,凹坡稳定性系数最高,计算结果与试验结果相同,由此可得在坡度、坡高、纵曲率均相同的条件下,凸坡稳定性最差,直线型坡次之,凹坡稳定性最好。