复杂条件下岩质边坡施工过程数值模拟

为研究基坑开挖时的变形、稳定性及对坡顶建筑物的影响,以实际工程为例,运用数值模拟分析方法,对含有软弱夹层的顺层岩质基坑边坡在直立开挖与支护过程中的位移场、应力场及对坡顶建筑物影响进行了动态模拟分析。研究结果表明:开挖过程中,岩体卸荷引起变形,支护结构可以限制变形的发展,开挖面处岩体失去原有限制发生卸荷回弹,使得边坡顶部和靠近开挖面处出现拉应力集中区,层状岩体的软弱夹层处会产生较大的剪应力,并随着开挖加深而增大;开挖后边坡顶部已建挡墙附近应力消散,坡顶产生不均匀沉降。     

岩质边坡开挖应力与变形的有限元模拟

采用非线形有限元数值模拟的方法,对岩质边坡开挖进行了数值分析。利用有限元软件ANSYS提供的单元生死功能模拟了重庆市某边坡锚杆挡墙工程逆作法施工的全过程,给出了其应力和变形的分布曲线,并对其应力和变形与未加锚时做了分析比较。算例表明,加入锚杆后边坡体上部水平位移分布曲线趋于平缓,在距坡脚约三分之一坡高的地方,比未加锚的水平位移值减少了15％。     

基于FLAC^3D的岩土边坡施工效应研究

采用FLAC3D对预应力锚索框架梁支护的岩土边坡施工过程进行数值模拟,围绕施工中坡体位移场与应力场的变化以及下级边坡施工对上部已完成的支挡结构受力影响进行研究.结果表明坡体开挖引起的松弛区呈圆弧状,且位移由临空面向坡体内逐渐减小,坡体弹性模量与其变形呈非线性递减关系;预应力锚索框架梁能有效抑制坡体变形,从坡顶到坡脚锚索轴力依次增大,故工程设计中宜对其分别设计,做到“强腰固脚”;下级边坡与上级边坡的支挡结构相互约束,共同承担滑坡推力,形成一种“联合支挡结构”.     

长江三峡船闸高边坡长期变形预测研究

本文探讨了长江三峡船闸高边坡长期变形预测问题。应用粘弹性理论和反分析方法建立了基于现场位移测量的流变模型识别、流变模型参数确定和边坡体,长期变形预测方法。并且进行了预测计算。     

考虑抗拉强度的含外倾结构面岩质边坡稳定性分析

当前工程设计都是将边坡失稳破坏看成整体的剪切破坏即M-C剪切破坏,基本不考虑岩土体本身抗拉强度.而岩质边坡真实的破坏应该是张拉-剪切复合破坏,不应是传统不考虑抗拉强度的单一剪切破坏模式.利用FLAC3D软件,基于张拉-剪切复合破坏准则对岩体和结构面强度参数同时进行强度折减,与只考虑抗剪强度的情况进行比较来研究抗拉强度对...     

边坡稳定性理论及其局限性

边坡分析理论经过近几十年的发展,基本形成了完善的体系。较为典型的有 极限平衡法,极限分析法,有限元法等。对各种分析方法做了简要的回顾与评述。基于极限 平衡原理发展的各种分析方法,大多需要做许多假设,同时对岩质边坡又不能很好地考虑其 断层节理特征。有限元强度折减法,是近年来发展起来的一种分析方法,与极限平衡法相比 不需要任何假设,可以求得任意形状边坡的临界滑移面及其对应的安全系数,同时可以反映 边坡失稳及塑性区的发展过程,为岩土体边坡分析开辟了新的途径。     

BP神经网络在边坡锚杆优化设计中的应用

人工神经网络具有自学习、自组织、强容错性等优点，应用MATLAB语言，建立了边坡工程锚杆优化设计的BP神经网络模型。应用有限元法对不同锚杆布置倾角下的边坡模型进行计算，并以模拟计算结果作为训练样本及预测样本对网络进行训练，验证了迫坡锚杆优化设计BP神经网络模型的有效性，确定了边坡工程中锚杆的最优布置倾角，为边坡锚杆优化设计研究提供了一条新途径。     

锚杆支护岩质边坡地震动力响应分析

目前的锚杆支护边坡地震动力设计主要采用拟静力的方法，无法考虑锚杆和边坡在地震作用下的相互作用，汶川地震边坡破坏现象调研表明，锚杆具有良好的抗震效果，所以有必要对锚杆抗震效果进行研究。利用动力有限差分软件FLAC^3D，通过分析一个岩质边坡算例坡面上监测点动力响应加速度峰值放大系数在锚杆支护前后变化，研究了锚杆在各种不同地震波作用下的抗震效果。结果表明：在不同地震波作用下，锚杆都能显著降低坡面加速度峰值放大系数，提高边坡的动力稳定性，具有良好的抗震效果。最后结合强度折减动力分析法对锚杆在地震作用下的破坏机理进行了研究，为锚杆支护边坡的抗震设计奠定基础。     

边坡稳定的粘塑性有限元分析

本文采用粘塑性应变法,对边坡稳定进行了有限元计算分析。分析讨论了土的内摩擦角及粘结力对边坡安全系数的影响,得出了变化规律,通过计划可知,安全系数随机摩擦角和粘结力的增大而增大,且几乎呈线性关系。     

下限有限元在边坡稳定分析中的应用

针对极限分析下限法在边坡稳定分析中的局限性，在极限分析下限定理的基础上，引入有限元的思想来建立静力许可应力场，运用最优化理论中的内点法对边坡稳定问题进行求解。据此建立了下限有限元分析边坡稳定的数学模型，编制了有限元程序，通过对经典算例进行求解，计算结果表明该方法是一种合理有效的方法。     

主动防护网中钢丝绳网抗顶破力计算方法研究

主动防护网以其轻便美观等优点而被越来越多地应用于边坡落石防护,现阶段针对某一具体的边坡防护工程,其防护体系的设计多根据设计者的经验确定。主动防护网主要分为起围护作用的防护网和起加固作用的防护网,针对起加固作用的防护网进行了研究。根据防护网的实际工作状况,提出了防护网抗顶破力计算模型,理论分析了单根网格绳对球体落石的作用及主动防护网中钢丝绳网对球体落石的作用,推导了单根网格绳及主动防护网中钢丝绳网抗顶破力的计算公式,为起加固作用的防护网设计提供一定的参考价值。     

土质边坡工程风险分析

扼要地阐述了边坡工程事故引发的原因和边坡工程体系包含的不确定因素,从自然、社会、经济、管理等方面对这些因素进行了归纳,介绍了安全评估的故障树分析法以及由顶事件概率求底事件概率的计算公式.从技术的角度对土质开挖边坡工程体系进行了研究,建立了边坡工程故障树模型以及在此模型下边坡工程风险事件发生概率Pf的计算方法.在求解风险损失的过程中分析了传统专家调查法存在的不足,从而提出改进的专家调查法.通过工程实例,定性和定量地对边坡工程风险进行了分析,利用风险分级体系对风险的大小进行评价,为边坡工程风险管理提供了一定的依据.     

有限元强度折减法研究进展

介绍笔者近年来在有限元强度折减法分析边坡稳定性方面的一些进展,主要包括有限元中边坡破坏的判据,屈服准则的影响和选用,有限元强度折减法在土坡与岩坡中的应用,有限元强度折减法在支挡结构与岩土介质共同作用方面的应用,最后介绍了三维有限元强度折减法的一些研究进展。通过这些工作,使有限元强度折减法的计算精度得到很大提高,并扩大了有限元强度折减法的应用范围。     

复杂条件下膨胀土边坡渗流和稳定性分析

膨胀土的工程性质受周围环境及气候的影响比较大,很多膨胀土边坡的失稳破坏是在降雨时或者降雨后发生的。对膨胀土边坡失稳而言,胀缩性和裂隙性是内在因素, 降雨入渗是外部诱发条件。用SEEP／W和SLOPE／W软件对膨胀土渠坡工作期间水位快速升降、降雨入渗以及自然蒸发等可能工况进行了系统分析,并考虑了裂隙的影响。分析结果表明,由于非饱和土的渗透系数很小,渠坡内部各种物理场要经过较长的时间才能达到稳定;水位快速升降对临水面含水量和压力水头的影响较快,需要经过一定时间才能影响渠坡内部的含水量和压力水头变化;膨胀土张裂缝对降雨入渗有显著的影响,含水量和总水头影响范围达到张裂缝底部;水位快速下降会导致边坡安全系数降低。研究结果对边坡稳定性分析很有意义。     

用有限元强度折减法进行加筋土挡土墙稳定性分析

加筋土挡土墙边坡是一种新型的边坡加固形式,传统的理论分析主要是考虑力的平衡关系,因此还有不少的缺陷,而有限元分析不仅满足力与位移的平衡关系,而且考虑了筋带与土体的协调变形作用,模拟的结果能使人们方便地掌握挡墙的整体与局部变化。结合某加筋土挡土墙的实例,利用有限元对其进行了数值模拟,用强度折减法计算了边坡的安全系数,并与极限平衡进行比较,对类似的工程有一定的指导作用。     

边坡主动减压超前支护结构抗震性能

主动减压超前支护结构是一种基于岩土体自身强度发挥的新型边坡支护结构。为降低边坡在地震过程中的破坏程度,运用FLAC3D软件,采用动力时程法对主动减压超前支护结构进行数值模拟分析,考察在地震作用下,随着减震层厚度变化桩身位移、剪力、弯矩的变化规律。结果表明:当减震层厚度超过15 cm,随着减震层厚度的增大,桩身震后最大位移、最大剪力、最大弯矩以及震中峰值位移、峰值剪力、峰值弯矩均减小。建议在考虑抗震作用时,主动减压超前支护的减震层厚度应大于15 cm。     

厦门近岸海床边坡地震动力反应分析

运用有限元法与传统条分法相结合的方法对厦门市3处典型的近岸海床边坡进行了地震动力反应分析.在分析中,土体本构关系采用等效非线性模型,输入波为厦门市Ⅲ类场地的两个天然波和松潘地震波.分析结果表明:动力反应分析得到的安全系数小于相应的拟静力分析结果;3处边坡的最小安全系数均小于1,处于不稳定状态,需要加固处理.     

损伤本构模型在边坡工程损伤破坏研究中的应用

从材料破坏机理与规律出发研究结构性土体工程的渐进破坏过程,是实际工程研究的重要方向。针对结构性土的变形特点和传统本构模型解决结构性土体工程渐进破坏过程的不足,采用作者以前提出的结构性土损伤本构模型对边坡工程算例的渐进破坏过程进行模拟分析。算例计算结果分析表明：边坡在破坏过程中会形成一个贯通剪切带,剪切带土体完全损伤;剪切带上方土体损伤相对较小,且有距离剪切带越远损伤越小的趋势;剪切带下方土体损伤也较小,主要因为开挖对其影响很小且处于稳定的坡体内。研究证明,运用结构性土损伤本构模型能较好地解决实际工程损伤破坏问题。     

基坑边坡土钉支护的作用

土钉支护技术以其施工方便、造价低廉、灵活多变等优点在基坑边坡支护中得到了广泛的应用。某基坑深６．１米,地质条件和环境条件都比较复杂。本文介绍了该基坑土钉支护的设计和施工,重点介绍了工程概况、工程地质条件、设计方案以及特殊施工技术措施,并对监测要求和监测结果作了简要介绍和分析,可供类似工程设计和施工时参考。     

条形装药在岩体中爆炸成腔过程的数值分析

利用LS-DYNA非线性有限元程序,对不同药量等级的条形装药,进行了无 限域岩体介质中的爆炸成腔数值模拟计算,得到了爆炸成腔过程的基本图像及爆腔形成的 位移时程曲线,通过对爆腔半径的数据分析对比,得到条形装药的长径比值k与爆腔半径和 装药半径之比值ra/R0呈线性关系、条形装药比集团装药具更强爆扩能力的结论。