塊石含量對(duì)土石混合體邊坡穩(wěn)定性影響的數(shù)值研究

基于整體強(qiáng)度折減法和局部強(qiáng)度折減法的邊坡穩(wěn)定性分析數(shù)值方法,只能獲得單一的邊坡安全系數(shù)和邊坡在臨界失穩(wěn)狀態(tài)下的位移數(shù)值參考值.為了掌握邊坡的變形破壞過程和穩(wěn)定性情況,通過flac3d中的extrusion功能和自定義程序,實(shí)現(xiàn)對(duì)折減區(qū)域、強(qiáng)度折減計(jì)算精度、強(qiáng)度折減范圍的控制,使強(qiáng)度折減法更加契合土石混雜高邊坡在實(shí)際工程狀況下坡體的穩(wěn)定性分析.以鄂西山區(qū)高速公路典型土石混雜高邊坡為研究對(duì)象,通過建立邊坡的三維數(shù)值模型,根據(jù)實(shí)際工況調(diào)整邊坡的計(jì)算強(qiáng)度折減范圍,實(shí)現(xiàn)對(duì)土石混雜高邊坡的穩(wěn)定性分析,所獲得分析結(jié)果與實(shí)際邊坡工程監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相吻合.計(jì)算結(jié)果表明,該方法合理反映了土石混雜邊坡在施工的各個(gè)階段的變形破壞特征及滑動(dòng)面存在區(qū)域,相比較與傳統(tǒng)的穩(wěn)定性分析方法可更好的量化邊坡變形破壞狀態(tài),研究成果可為土石混雜邊坡的穩(wěn)定性分析提供有效參考.

參數(shù)對(duì)巖石邊坡穩(wěn)定性的影響研究——探討了巖體本構(gòu)模型之間的關(guān)系，通過材料參數(shù)的換算，實(shí)現(xiàn)了等效mohr-coulomb屈服準(zhǔn)則在an—sys中的應(yīng)用．借助有明顯滑面的巖質(zhì)邊坡算例分析，驗(yàn)證了采用它來代替mohr-coulomb屈服準(zhǔn)則是可行的，同時(shí)運(yùn)用外角點(diǎn)外接圓錐druc...

采用有限單元法,對(duì)某高土邊坡在無輜重荷載、均勻輜重荷載和不均勻輜重荷載工況下的邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算對(duì)比分析,結(jié)果表明,荷載對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響較大,不均勻輜重荷載工況下的邊坡穩(wěn)定性相對(duì)較差,需及時(shí)采取加固措施。同時(shí),有限單元法能直觀的反映出高土邊坡應(yīng)力、應(yīng)變和塑性區(qū)情況,為高土邊坡加固提供了依據(jù)。

探討了巖體本構(gòu)模型之間的關(guān)系,通過材料參數(shù)的換算,實(shí)現(xiàn)了等效mohr-coulomb屈服準(zhǔn)則在an-sys中的應(yīng)用.借助有明顯滑面的巖質(zhì)邊坡算例分析,驗(yàn)證了采用它來代替mohr-coulomb屈服準(zhǔn)則是可行的,同時(shí)運(yùn)用外角點(diǎn)外接圓錐drucker-prager屈服準(zhǔn)則、等效mohr-coulomb屈服準(zhǔn)則、極限平衡法進(jìn)行計(jì)算,做了邊坡穩(wěn)定性及物理量隨結(jié)構(gòu)面參數(shù)變化的靈敏度分析、計(jì)算結(jié)果對(duì)比,得到了一些有益的結(jié)論,對(duì)有明顯滑面巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析及支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有一定的參考價(jià)值.

通過試驗(yàn)?zāi)M天然降雨條件,研究了不同的降雨強(qiáng)度、降雨歷時(shí)、累積降雨量對(duì)碎石土邊坡不同部位水壓力的影響,分析了降雨作用下碎石土邊坡的變形破壞機(jī)理及降雨誘發(fā)滑坡的主要作用方式。試驗(yàn)結(jié)果表明,降雨強(qiáng)度、地下水位、降雨持續(xù)時(shí)間是影響坡體穩(wěn)定的重要因素。

為了研究西藏林芝特有土質(zhì)邊坡在降雨入滲條件下的穩(wěn)定性,在飽和-非飽和土理論的基礎(chǔ)上,利用有限元軟件對(duì)邊坡在發(fā)生降雨入滲后土體的孔隙水壓力和變形兩個(gè)方面進(jìn)行研究.通過數(shù)值模擬結(jié)果可知,發(fā)生降雨后邊坡的孔隙水壓力與降雨前相比有所上升,并且隨著降雨歷時(shí)的增加,孔隙水壓力的影響深度也在持續(xù)增加,但在15m以下的土體中,孔隙水壓力隨雨水入滲的變化相對(duì)較小,說明達(dá)到一定的深度后降雨對(duì)土體的抗剪強(qiáng)度影響較小;另一方面,雨水的入滲導(dǎo)致了邊坡在水平和豎直兩個(gè)方向的變形,變形的形式主要表現(xiàn)為坡頂?shù)南蛳鲁料莺推履_處向外側(cè)的移動(dòng),并且隨著降雨時(shí)間的增長(zhǎng)變形在不斷地增加,導(dǎo)致邊坡存在發(fā)生滑動(dòng)變形的趨勢(shì).

針對(duì)李家峽雙滑面巖質(zhì)邊坡,利用有限差分軟件對(duì)預(yù)應(yīng)力群錨加固巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行數(shù)值模擬研究.從預(yù)應(yīng)力對(duì)巖體應(yīng)力狀態(tài)的改善,錨索預(yù)應(yīng)力隨計(jì)算時(shí)步的變化情況,錨索錨力以及錨索失效對(duì)其他錨索以及邊坡穩(wěn)定性影響3個(gè)方面闡述了群錨作用機(jī)理.數(shù)值模擬結(jié)果表明:在多根預(yù)應(yīng)力錨索作用下,單根錨索壓應(yīng)力集中區(qū)相互疊加后形成一個(gè)完整的壓縮帶,群錨效應(yīng)抑制了邊坡體的大變形,可使邊坡整體性加強(qiáng);由一級(jí)坡第一排錨索的預(yù)應(yīng)力值變化規(guī)律可知錨索張拉會(huì)對(duì)相鄰錨索預(yù)應(yīng)力有一定影響;錨索錨力改變,對(duì)相鄰錨索的影響較小,同時(shí)對(duì)增強(qiáng)錨固力作用不大;部分錨索失效,會(huì)引起錨索承擔(dān)的荷載在群錨中發(fā)生轉(zhuǎn)移,從而導(dǎo)致邊坡穩(wěn)定性降低.

隨雨水入滲和蒸發(fā),土質(zhì)邊坡的含水率在逐漸增加,基質(zhì)吸力也在不斷變化,這對(duì)土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生較大影響。本文利用geostudio軟件以三峽庫區(qū)典型滑坡樹坪滑坡為模型,分析了不同時(shí)步浸潤(rùn)線的位置變化及孔隙水壓力變化,說明滑坡所經(jīng)歷的降雨過程、降雨量大小、蒸發(fā)量及其變化規(guī)律,也相應(yīng)影響了邊坡體內(nèi)部地下水滲流的變化以及滲流場(chǎng)浸潤(rùn)線的變化,因此,可以依據(jù)降雨量和蒸發(fā)量的變化情況對(duì)堆積層滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。

提出降雨對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響研究的意義,指出降雨入滲是導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)的主要誘發(fā)因素,從理論研究、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和室內(nèi)試驗(yàn)3方面綜述了降雨入滲對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響的研究現(xiàn)狀。歸納和總結(jié)了飽和-非飽和理論和邊坡穩(wěn)定性分析方法、邊坡穩(wěn)定性變化規(guī)律及影響因素。其中,重點(diǎn)介紹了極限平衡法﹑極限分析法﹑有限元法等相關(guān)方法,并且指出了它們的優(yōu)點(diǎn)和存在的相關(guān)問題,在此基礎(chǔ)上綜述了相關(guān)試驗(yàn)研究現(xiàn)狀,并指出其中的不足。最后針對(duì)目前研究中所存在的問題就今后的發(fā)展方向提出了自己的看法。

地震對(duì)軟弱夾層邊坡穩(wěn)定性影響數(shù)值模擬研究——借助有限元模擬軟件，對(duì)有無軟弱夾層的兩種巖質(zhì)邊坡進(jìn)行計(jì)算比較，分析兩種邊坡變形位置和破壞程度的差異；通過對(duì)多不同厚度軟弱夾層巖質(zhì)邊坡數(shù)值模擬計(jì)算，研究軟弱夾層厚度、傾角對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響；探討結(jié)構(gòu)面...

本文以非飽和土力學(xué)理論為基礎(chǔ),考慮了降雨入滲過程中的滲流-應(yīng)力耦合過程,采用geo-studio軟件對(duì)非飽和土邊坡進(jìn)行數(shù)值模擬分析,得出不同降雨歷時(shí)對(duì)邊坡孔隙水壓力和位移的影響規(guī)律,以及邊坡穩(wěn)定性系數(shù)的變化。該研究成果為正確認(rèn)識(shí)降雨條件下滑坡發(fā)生的機(jī)理提供了科學(xué)依據(jù),為降雨型滑坡的監(jiān)測(cè)預(yù)警分析提供了基礎(chǔ)。

為研究近斷層地震動(dòng)特性及其入射方向?qū)吰碌卣痦憫?yīng)的影響,首先,考慮邊坡對(duì)地震波的散射規(guī)律,提出了一種能夠考慮地震波任意角度入射的地震動(dòng)輸入方法,該方法能夠準(zhǔn)確考慮模型邊界兩側(cè)的動(dòng)力相互作用且簡(jiǎn)單易操作。其次,運(yùn)用提出的地震動(dòng)輸入方法,通過有限元參數(shù)分析研究了地震波入射角對(duì)邊坡地震響應(yīng)的影響規(guī)律。結(jié)果表明:當(dāng)同時(shí)考慮p波及sv波入射時(shí),由于兩種波形的疊加作用,邊坡的放大效應(yīng)較一種波形單獨(dú)作用時(shí)更加顯著,且坡面上加速度分布更不均勻。地震波的入射角能夠顯著影響邊坡的地震響應(yīng),隨著地震波入射方向與坡面間夾角的增加,邊坡對(duì)地震動(dòng)的放大效應(yīng)越明顯,坡面上加速度分布越不均勻。

針對(duì)汶川地震區(qū)邊坡,介紹了邊坡的工程背景和滑坡現(xiàn)狀,研究了地震和降水耦合條件作用對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。探索了加筋擋土墻在地震區(qū)邊坡應(yīng)用的可能性,使用基于極限平衡法的slide軟件進(jìn)行不同工況條件下邊坡穩(wěn)定性的計(jì)算,分析了不同的加筋方案對(duì)加筋擋土墻性能的影響。研究表明:在地震作用下,邊坡土體原有的結(jié)構(gòu)體系遭到破壞,土體變得較松散,甚至產(chǎn)生張拉裂縫,為雨水的滲入提供了通道,對(duì)邊坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。數(shù)值模擬計(jì)算得出,邊坡在排水條件下基本處于極限平衡狀態(tài),最危險(xiǎn)滑動(dòng)面位于邊坡下部,但滑動(dòng)區(qū)域相比飽水條件下明顯減小,危險(xiǎn)滑動(dòng)面面積也隨之減小,而合理的削坡、建立有效的坡表排水系統(tǒng)和加筋擋土墻加固可較大程度的提高坡體穩(wěn)定性。

從降雨入滲對(duì)邊坡土體吸力的影響、降雨對(duì)邊坡地下水位的影響、降雨對(duì)邊坡土體強(qiáng)度的影響以及對(duì)坡面沖蝕四個(gè)方面，分析了降雨誘發(fā)邊坡失穩(wěn)的作用機(jī)理，并以此為基礎(chǔ)介紹了降雨邊坡穩(wěn)定性的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)分析模型。

從降雨入滲對(duì)邊坡土體吸力的影響、降雨對(duì)邊坡地下水位的影響、降雨對(duì)邊坡土體強(qiáng)度的影響以及對(duì)坡面沖蝕四個(gè)方面,分析了降雨誘發(fā)邊坡失穩(wěn)的作用機(jī)理,并以此為基礎(chǔ)介紹了降雨邊坡穩(wěn)定性的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)分析模型。

根據(jù)影響漿砌塊石擋土墻邊坡穩(wěn)定性的主要控制變量:擋土墻的垂直度i、擋土墻高度h、填料的內(nèi)摩擦角φ、墻后邊坡土的重度γ、土對(duì)擋土墻基底的摩擦系數(shù)μ、土對(duì)擋土墻墻背的摩擦角δ等6個(gè)因素變量,利用正交設(shè)計(jì)原理優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案,結(jié)合庫侖理論與力的多邊形法,分析計(jì)算漿砌塊石擋土墻邊坡的安全系數(shù),最后用尖點(diǎn)突變理論的突變級(jí)數(shù)法進(jìn)一步判斷邊坡的穩(wěn)定性.研究結(jié)果表明:影響擋土墻邊坡穩(wěn)定性的6個(gè)主要控制變量因素的主次關(guān)系為h＞φ＞δ＞γ＞i＞μ;在分析擋土墻邊坡穩(wěn)定性時(shí),采用突變級(jí)數(shù)法進(jìn)行計(jì)算判斷,可以直觀地判斷邊坡的穩(wěn)定情況,從而彌補(bǔ)工程中運(yùn)用傳統(tǒng)的最小安全系數(shù)法進(jìn)行判斷出現(xiàn)的模糊不確定的情況.

極限平衡法結(jié)合有限元強(qiáng)度折減法分析、計(jì)算邊坡穩(wěn)定是一種趨勢(shì),對(duì)兩種方法進(jìn)行了比較計(jì)算,有限元強(qiáng)度折減法是基于真實(shí)應(yīng)力場(chǎng)的計(jì)算方法,能夠自動(dòng)尋找最小安全系數(shù)以及相應(yīng)的滑動(dòng)面。

降雨對(duì)非飽和土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性影響的研究——降雨以液體形式人滲到土體中，凈人滲量受土體性質(zhì)、含水率、孔隙水壓力、土體中水蒸氣的消散度等因素的影響。因此，降雨人滲后的瞬時(shí)滲流場(chǎng)難以確定。本文將土一水一氣三相耦合，提出了一種確定降雨入滲后的瞬時(shí)滲流場(chǎng)...

通過建立某一邊坡的數(shù)值模型,分析了不同工況下邊坡的穩(wěn)定性。結(jié)果表明:降雨條件下無支護(hù)邊坡的剪應(yīng)變?cè)隽亢拓Q直向位移較大,草本植被護(hù)坡邊坡及采用錨桿和草本植被護(hù)坡相結(jié)合的邊坡剪應(yīng)變?cè)隽亢拓Q直向位移依次減小。無支護(hù)邊坡及草本植被護(hù)坡的邊坡安全系數(shù)較小,降雨作用后采用錨桿和草本植被護(hù)坡相結(jié)合的邊坡依然處于穩(wěn)定狀態(tài)。

依托吉圖琿客專選取典型膨脹土邊坡斷面,基于abaqus有限元軟件,采用理想線彈塑性mohr-coulomb三維立體模型,應(yīng)用強(qiáng)度折減法,通過對(duì)比分析抗滑樁加固前后邊坡失穩(wěn)時(shí)的滑動(dòng)面特征,研究表明:抗滑樁阻止了上部土體向下的滑移變形,但樁前土體仍然產(chǎn)生了滑移變形,對(duì)膨脹土邊坡防治效果顯著。

影響邊坡穩(wěn)定的因素有靜力的動(dòng)力的，內(nèi)在的和外在的。爆破振動(dòng)作為動(dòng)力影響因素之一，主要表現(xiàn)了它的人為性和可控性特點(diǎn)。爆破振動(dòng)對(duì)邊坡的影響基本上可以由爆破技術(shù)（方式）和爆破規(guī)模加以控制。本文初步討論了爆破振動(dòng)動(dòng)對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響的分析方法，探討了適于邊坡穩(wěn)定性分析的爆破振動(dòng)破壞判據(jù)，提出減小爆破振動(dòng)對(duì)邊坡破壞的措施和方法。

降雨是誘發(fā)邊坡破壞的重要因素之一,在連續(xù)強(qiáng)降雨作用下,降雨入滲導(dǎo)致邊坡的孔隙水壓力及基質(zhì)吸力的減小,地下水位線的抬升,水與邊坡結(jié)構(gòu)的相互作用,會(huì)對(duì)邊坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。基于邊坡分析的飽和—非飽和理論和邊坡穩(wěn)定性理論,運(yùn)用geo-studio軟件模擬了3d時(shí)間內(nèi)連續(xù)強(qiáng)降雨300mm情況下湖北武漢某隧道出口處邊坡孔隙水壓力和安全系數(shù)的變化特征,預(yù)測(cè)了邊坡的穩(wěn)定性變化情況。強(qiáng)降雨引起邊坡的剪切力強(qiáng)度減小,導(dǎo)致邊坡的安全系數(shù)降低,應(yīng)采取防護(hù)和加固措施避免強(qiáng)降雨引起邊坡發(fā)生破壞。