Plaxis的某巖質(zhì)邊坡抗滑樁加固穩(wěn)定性數(shù)值分析

基于抗剪強(qiáng)度折減系數(shù)技術(shù),考慮了抗滑樁與土體之間的摩擦接觸作用,利用有限元軟件abaqus對抗滑樁-邊坡組合結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行了數(shù)值模擬分析。計(jì)算結(jié)果表明:抗滑樁阻止了其上部土體向下的滑動變形,邊坡失穩(wěn)時并未呈現(xiàn)典型的整體圓弧滑動面;以有限元計(jì)算收斂條件作為邊坡失穩(wěn)評判指標(biāo),抗滑樁使得邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)提高了14.8%,以邊坡頂部節(jié)點(diǎn)的水平位移的拐點(diǎn)作為邊坡失穩(wěn)評判指標(biāo),抗滑樁使得邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)提高了20%,抗滑樁對邊坡的加固效果明顯。

對于含有軟弱夾層的巖質(zhì)邊坡,抗滑樁加固部位對邊坡的穩(wěn)定性影響很大.為了定量研究抗滑樁不同加固部位對含不利結(jié)構(gòu)面的巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的影響,采用數(shù)值分析法建立了含有軟弱夾層的巖質(zhì)邊坡,計(jì)算了不同加固抗滑樁加固部位邊坡的潛在滑裂面,通過安全系數(shù)確定抗滑樁的最優(yōu)加固位置,并分析抗滑樁剪力和彎矩分布情況,從而對抗滑樁樁長進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì).結(jié)果表明:中位抗滑樁加固效果最好,穩(wěn)定安全系數(shù)提高了164％,邊坡破壞時抗滑樁剪斷破壞,并建議采用下沉埋樁的工藝,既能保證邊坡穩(wěn)定,又能減少1/3樁長,節(jié)約加固成本.計(jì)算結(jié)果對類似邊坡工程中抗滑樁的優(yōu)化設(shè)計(jì)有一定的參考價值.

邊坡與滑坡是一種常見的地質(zhì)災(zāi)害,例如造成交通中斷、河道堵塞、水庫失事、建筑物坍塌、廠礦掩埋等事故,從而造成生命及財產(chǎn)的重大損失。因而邊坡的穩(wěn)定性問題得到了高度重視。

土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性數(shù)值分析——邊坡土體的剪切破壞實(shí)質(zhì)是土的結(jié)構(gòu)損傷導(dǎo)致其力學(xué)性質(zhì)變化的最終形式。針對兩種損傷的定義，給出了損傷變量和損傷演化方程，同時可用損傷力學(xué)定義邊坡的安全系數(shù)為極限損傷與最大損傷變量之比，結(jié)合概率分布可計(jì)算出安全系數(shù)，并給...

預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁作為一種實(shí)用有效的支擋工程措施己在邊坡整治工程中得到了廣泛地應(yīng)用,然而其理論研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于工程應(yīng)用。本文以極限平衡理論為基礎(chǔ),假定滑動面為圓弧面或近似于圓弧面,采用bishop(畢肖普法)法,并考慮豎向條間剪力對滑移面抗剪強(qiáng)度的影響,建立了滑坡最危險滑移面的搜索模型,并推導(dǎo)了穩(wěn)定系數(shù)的求解公式,運(yùn)用遺傳算法對支護(hù)結(jié)構(gòu)最危險滑移面進(jìn)行動態(tài)搜索和確定,計(jì)算其穩(wěn)定性系數(shù),避免了在優(yōu)化設(shè)計(jì)中陷入局部最小值的缺點(diǎn),更具有有效性和準(zhǔn)確性。

抗滑樁施工期間對邊坡的影響是比較大的，雖然抗滑樁的開挖可以減輕滑坡的荷載，但是又會形成新的，臨空面，所以在抗滑樁施工期間對邊坡變形的監(jiān)測是必不可少的，本論文就詳細(xì)的說明了，在抗滑樁施工期間對邊坡變形的影響，所采用的監(jiān)測方案，以及當(dāng)出現(xiàn)大變形情況所采取的措施。

鎮(zhèn)江市蛋山堆山工程是在原蛋山廢棄采石場地基上,采用建筑垃圾堆筑起一座具景觀功能的新蛋山,堆土厚度最大達(dá)50m,該工程西側(cè)地基中分布有厚度較大的軟土層,勘察試驗(yàn)結(jié)果表明該軟土層強(qiáng)度低,壓縮性高,對新山體的變形和穩(wěn)定性有很大的影響。本文以該工程為例,采用數(shù)值分析法對軟土地基上人工堆山邊坡的變形和穩(wěn)定性進(jìn)行了研究,計(jì)算時對堆土施工過程中4個階段的巖土體變形和孔隙壓力變化進(jìn)行了模擬。分析結(jié)果表明:地基土層和地下水對人工邊坡穩(wěn)定性影響較大,隨堆土高度增大,坡體內(nèi)超孔隙壓力值和增長幅度、土體位移均不斷增大。潛在滑動面附近超孔隙壓力增大最大可達(dá)150kpa,引起土體中有效應(yīng)力降低,不利于邊坡穩(wěn)定,竣工1a后孔隙壓力消散最大可達(dá)71%,消散速度較慢,土體固結(jié)變形穩(wěn)定將至少需要1a以上時間?？⒐r,原地表最大水平位移為91.2cm,最大垂直位移量為38.3cm,位于堆土厚度較大的8號監(jiān)測點(diǎn)。工后邊坡變形穩(wěn)定后,堆土體內(nèi)部自身壓縮沉降量約為70cm。竣工后巖土體最大位移位置位于人工山體中部,巖土體中將發(fā)生一定的差異變形,不利于邊坡穩(wěn)定。最后采用有限元強(qiáng)度折減法計(jì)算得到邊坡穩(wěn)定性系數(shù)為1.28,與極限平衡法計(jì)算結(jié)果接近,表明本文計(jì)算結(jié)果可靠,可以作為工程設(shè)計(jì)和施工的依據(jù)。

結(jié)合具體工程實(shí)例,采用flac3d建立某巖質(zhì)高邊坡模型,分析了卸荷裂隙對邊坡穩(wěn)定性的影響以及不同連通率條件下,卸荷裂隙對邊坡位移、應(yīng)力及塑性區(qū)的影響規(guī)律,并得出結(jié)論。

采用有限元方法，討論分析邊坡開挖過程中的變形特征，以及邊坡的穩(wěn)定性。研究表明，開挖邊坡坡肩轉(zhuǎn)角點(diǎn)先上后下的變形特點(diǎn)，以及揭示了開挖底部的變形規(guī)律以及邊坡穩(wěn)定性與開挖深度的變化關(guān)系：潛在滑動面呈勺子狀或貝殼狀。對此類工程的建設(shè)具有一定的指導(dǎo)意義。

該文以某高速公路軟弱夾層巖質(zhì)邊坡為研究對象,采用有限差分程序flac3d對含有軟弱夾層的巖質(zhì)邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性研究,并從抗滑移穩(wěn)定性系數(shù)、位移、最大不平衡力、剪切應(yīng)變增量和速度矢量5個方面對比分析預(yù)應(yīng)力錨索和抗滑樁的加固效應(yīng)。研究成果可以為類似巖質(zhì)邊坡工程的穩(wěn)定性分析和加固措施的選擇提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

以南票某邊坡為研究對象,采用傳遞系數(shù)法,對天然狀態(tài)下、暴雨?duì)顟B(tài)下和地震狀態(tài)下的邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行了計(jì)算分析,結(jié)果表明:邊坡在天然狀態(tài)下穩(wěn)定性安全系數(shù)為1.470;在暴雨工況下安全系數(shù)為1.293,在地震工況下,邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)與天然工況下的相差很小,該邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。

從巖體的力學(xué)角度.闡述了巖體結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度特性及其力學(xué)效應(yīng)及影響巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析的不平衡推理傳遞.結(jié)合具體實(shí)例.對某高速公路順層巖質(zhì)邊坡進(jìn)行地質(zhì)及巖體結(jié)構(gòu)探討.找出巖體內(nèi)的危險軟弱結(jié)構(gòu)面.得出邊坡可能沿結(jié)構(gòu)面發(fā)生剪切滑移的結(jié)論.利用不平衡推力傳遞系數(shù)法進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性設(shè)計(jì)計(jì)算.確定了抗滑樁支護(hù)方案.通過監(jiān)測數(shù)據(jù)反分析.對邊坡開挖過程穩(wěn)定性進(jìn)行了評價.

采用有限差分軟件flac3d內(nèi)置fish語言編制相關(guān)程序,將邊坡非飽和區(qū)滲透系數(shù)和基質(zhì)吸力隨飽和度的變化關(guān)系嵌入到數(shù)值計(jì)算中,實(shí)現(xiàn)了降雨入滲條件下邊坡非飽和滲流過程的模擬,結(jié)合基于fredlund雙應(yīng)力狀態(tài)變量理論的強(qiáng)度折減法,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了非飽和邊坡的穩(wěn)定性分析.基于某典型抗滑樁加固邊坡算例建立數(shù)值計(jì)算模型,研究了降雨入滲對邊坡孔隙水壓力分布及邊坡穩(wěn)定性的影響,并對降雨強(qiáng)度、基質(zhì)吸力及樁頂約束形式對邊坡穩(wěn)定性的影響進(jìn)行了參數(shù)分析.研究結(jié)果表明:降雨入滲條件下,隨降雨歷時增加,濕潤鋒線不斷向坡體內(nèi)部推進(jìn),基質(zhì)吸力明顯減小,邊坡安全系數(shù)顯著降低;邊坡安全系數(shù)隨降雨強(qiáng)度增大而減小,當(dāng)降雨強(qiáng)度超過土體飽和滲透系數(shù)后,邊坡安全系數(shù)隨降雨強(qiáng)度變化不大,并趨于穩(wěn)定;基質(zhì)吸力對邊坡穩(wěn)定影響顯著,考慮基質(zhì)吸力時邊坡安全系數(shù)明顯提高;在樁頂設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索可使樁身位移明顯減小,邊坡安全系數(shù)提高.

針對路基邊坡變形破壞特點(diǎn),從抗滑樁加固邊坡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工出發(fā),分析了工程上常用彈性樁的樁端內(nèi)力變化計(jì)算過程。結(jié)合工程算例,分析了抗滑樁加固邊坡的塑性分布特征,總結(jié)了邊坡破壞模式及其重點(diǎn)加固范圍,對抗滑樁加固邊坡的設(shè)計(jì)和施工提供借鑒。

順層巖質(zhì)邊坡開挖穩(wěn)定性研究——用地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)方法，在實(shí)驗(yàn)室對順層巖質(zhì)邊坡進(jìn)行分期開挖破壞試驗(yàn)；同時，利用三維快速拉格朗用地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)方法，在實(shí)驗(yàn)室對順層巖質(zhì)邊坡進(jìn)行分期開挖破壞試驗(yàn)；同時，利用三維快速拉格朗狀態(tài)下巖體變形破壞的一些規(guī)...

簡要進(jìn)行了工程地質(zhì)條件的分析,利用通用有限元程序ansys的強(qiáng)大前處理功能和flac3d在處理巖土工程方面的優(yōu)勢,在ansys中進(jìn)行了建模及網(wǎng)格剖分,導(dǎo)入flac3d計(jì)算,對邊坡開挖的穩(wěn)定性進(jìn)行了初步分析和評價,得出邊坡較穩(wěn)定的結(jié)論。

從巖質(zhì)邊坡工程研究發(fā)展歷程可見,邊坡穩(wěn)定性研究發(fā)展的過程,同時又是一個邊坡穩(wěn)定性分析方法不斷發(fā)展的過程。新的邊坡穩(wěn)定性分析方法不斷出現(xiàn),古老的方法又不斷得到改進(jìn),且逐步由定性向半定量、定量的方向發(fā)展。就各種邊坡穩(wěn)定性分析方法的主要特征及其優(yōu)缺點(diǎn)作些簡要闡述,提出了巖質(zhì)邊坡系統(tǒng)穩(wěn)定性評價的發(fā)展趨勢,并做了初步的探討。

為了更準(zhǔn)確地判斷巖質(zhì)邊坡發(fā)生楔形體破壞時的穩(wěn)定性,利用極限平衡原理,分析楔形體受力的平衡條件,推導(dǎo)得出了楔形四面體的安全系數(shù).通過對典型邊坡計(jì)算分析,得出邊坡穩(wěn)定系數(shù).該方法適用性強(qiáng),計(jì)算簡單,結(jié)果與工程實(shí)際相符,可以在工程實(shí)踐中推廣應(yīng)用.

在對節(jié)理裂隙受拉壓不同狀態(tài)的分析基礎(chǔ)上,分別采用應(yīng)力控制裂隙張開、應(yīng)變控制裂隙閉合的判別準(zhǔn)則,利用abaqus軟件建立了傾角為90°的垂直節(jié)理和傾角為52.5°的傾斜節(jié)理組成的節(jié)理巖質(zhì)邊坡模型,并對該節(jié)理巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行了模擬分析。通過對節(jié)理巖質(zhì)邊坡破裂過程的模擬,直觀地得到了坡體的滑移破壞面,證明了節(jié)理是控制巖質(zhì)邊坡破壞的主要因素,對于理解邊坡的破壞形成機(jī)理具有重要意義,說明該判別準(zhǔn)則能夠較為準(zhǔn)確地預(yù)測節(jié)理巖質(zhì)邊坡潛在破壞面的形狀與位置,對于復(fù)雜的邊坡穩(wěn)定性分析可以提供相應(yīng)的理論借鑒。

在巖質(zhì)邊坡中,大多數(shù)的失穩(wěn)破壞主要受結(jié)構(gòu)面控制,其基本破壞模式可分為3種:平面滑動、楔形體滑動和傾倒破壞.運(yùn)動學(xué)分析在研究受結(jié)構(gòu)面控制的巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性中應(yīng)用較為廣泛,它是一種利用立體投影與矢量代數(shù)理論,在赤平極射投影圖中初步確定邊坡穩(wěn)定性及破壞模式的方法.介紹了利用dips軟件進(jìn)行邊坡運(yùn)動學(xué)分析的方法,并以巴基斯坦某水電站廠房后邊坡為例,進(jìn)行分析和探討.

工程邊坡的穩(wěn)定性分析及抗滑樁的應(yīng)用研究——文章在采用傳遞系數(shù)法對邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)上。對抗滑樁在邊坡治理中的作用原理及其設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了研究．　　

本文介紹邊坡及邊坡的穩(wěn)定性,分析了影響邊坡穩(wěn)定性的因素,指出水是影響邊坡失穩(wěn)的主要誘發(fā)因素。分別對地表水和地下水對邊坡的影響進(jìn)行了分析,列舉了一些常用的方法,指出在邊坡防治中應(yīng)根據(jù)不同邊坡的特點(diǎn)設(shè)置可靠有效的排水系統(tǒng),及針對不同的邊坡失穩(wěn)情況采取不同的加固方法,以提高邊坡的穩(wěn)定性。