地面荷载下土层锚杆工作性能试验研究

通过室内模型试验,模拟了土层锚杆在地面荷载作用下的工作条件,分析了其工作性能,得出了锚杆轴向应变的分布特征、同一锚杆轴向应变随地面荷载增加以及作用时间的变化特点、不同层锚杆轴向应变随地面荷载增加以及作用时间的变化特点。试验表明:土层锚杆轴向应变由孔口向锚固端逐渐递减;随着荷载的增加,应变峰值先增大,后减小;在同级荷载作用下,轴向应变水平也呈现出先增大后减小的趋势;在地面荷载较小的情况下,顶层锚杆起主导作用,当达到极限后,起抗滑作用的主要是中间和底层锚杆。     

改进GEP方法在边坡非圆临界滑动面搜索中的应用

基因表达式编程(Genetic Expression Programming,简称GEP)是模拟生物遗传进化过程的一种新型优化方法,其结合遗传算法(GA)和遗传编程(GP)各自的优点,使编码更为方便、简单。为了进一步改善GEP方法的局部搜索能力和克服“早熟”现象,将局部搜索能力很强的单纯形法和回溯机制引入GEP中,提出了混合GEP方法。以安全系数为目标函数,将混合GEP法和不平衡推力法结合,提出确定非圆弧临界滑动面的新方法。2个经典算例的计算结果表明:该新方法可以准确地搜索到边坡非圆临界滑动面及相应的安全系数,且混合GEP方法的局部搜索精度和全局搜索能力均优于标准GEP方法,同时收敛速度得到明显提高。     

土层锚杆模型试验研究

针对土层锚杆应力分布的复杂性,进行室内模型试验,利用所得数据,绘制了拉力型锚杆和压力型锚杆杆体全长上的应变分布曲线、同列锚杆锚固段末端点以及坡面处的应变分布曲线。在所得曲线的基础上,对坡体中锚杆的应力分布特征以及变化规律进行了分析及讨论,从而对其工作性能和加固机理进行初步研究。介绍了锚杆上剪应力分布的理论解,并将试验结果与理论分析结果进行了对比,两者基本吻合,验证了本试验结果的合理性和可靠性。     

长安大学地质科技大厦南侧基坑倒塌事故分析与处理

某基坑南侧支护工程原采用土钉墙支护,在土钉墙施工过程中,因遇连续降雨,靠近基坑南侧边坡处的地下排水管道由于排水不畅而导致雨水倒流进入土钉墙内;加上不规范的施工方法,致使正在施工中的土钉墙及边坡出现大面积的坍塌。针对这一工程事故进行详细地分析计算,在确定事故原因之后,对原设计方案作出调整;重新施工时,改用锚杆与砖墙组合方案。并对黄土地区土钉墙的施工提出了几点建议:注意排水、规范施工、动态设计以及信息化施工。     

滑坡防治格构梁锚杆地震动力响应分析

针对锚杆格构支护的均质土坡在地震作用下的动力响应,通过振动台模型试验,研究锚固边坡在地震作用下的动力响应差别、不同坡高锚杆在地震作用下的受力机制,揭示了均质土坡及其支护结构在地震作用下的变形破坏机理。结果表明:地震激励作用下,锚杆的动应变对低频、高量级加速度的地震波反应较为敏感;加速度量级由低→中→高变化时,锚固边坡中承担较大荷载作用的锚杆位置也发生着变化,对应的调整顺序为：中层→顶层→中层;地震强度足够大时,中层锚杆首先破坏,其次是底层锚杆。所以地震荷载作用下锚固边坡的设计不仅要遵循传统的设计思想“强腰固脚”,而且要对上部锚杆的锚头及坡面进行加强处理,防止受到地震浅表效应的影响;并应充分考虑大、小震作用下边坡动力响应的差异。研究结果为更加合理地进行锚杆抗震设计提供了良好的基础。     

土层锚杆的内部稳定性分析

为在进行土层锚杆内部稳定性分析时,提出一个更为合理、经济的有效锚固长度,进行了室内模型试验和有限元模拟.通过室内模型试验得出,坡脚及坡顶是最容易破坏的部位,在锚杆的设计中应予以加强处理;通过有限元模拟,统计出了各层锚杆所对应的应力集中系数表.在此基础上,对应力集中系数的变化规律进行了分析及讨论,得出了坡体上锚杆位置不同,其所对应的应力集中系数也不同的结论;并提出在计算锚杆的有效锚固段长度时,可根据锚杆所处位置的不同,分别采用不同的安全系数.从而为岩土工程锚杆设计提供了一定的参考依据.     

锚杆格构支护边坡振动台模型试验研究

 以锚杆格构支护的均值土坡为研究对象,设计并完成了几何相似常数为15的硅胶边坡模型振动台试验,研究了支护结构的动力地震响应特征。通过试验,得出如下结论：(1) 在同一正弦波激励下,格构同一测点的动应变值的变化范围是基本保持不变的,与正弦波激励的变化规律一致。但在破坏阶段,测点的动应变值表现为无规律的变化且应变值均较大。(2) 同一激励下,横、纵格构梁的受力水平是基本相平的;对于同一行格构,中间应变值较大;同一列格构,由上到下呈“大→小→大→小”的变化特征,说明边坡竖向变形变化很大且受锚杆约束的影响;格构梁的不同部位受力不同,需要对薄弱部位进行补强。(3) 相同频率下,格构测点的动应变值随着加速度的增大,整体上表现为递增趋势。(4) 低频正弦波的频率较接近边坡的自振频率,坡体加速的动力响应就明显,边坡的相对位移则越大,因此,格构的动应变相应增大。试验结果表明,试验采用的硅胶边坡模型可用于边坡支护结构的动力响应分析,且模型可以重复使用,极大地降低了试验成本。