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多级边坡施工效应的模型试验研究

岩土力学 2017年第8期38卷 2261-2269页

作者：苏杭周海清武松后勤工程学院土木工程系 68612部队

根据边坡施工后坡体位移的相对变化趋势,给出了边坡开挖松弛区和预压区的明确定义,将开挖松弛区和预压区统称为坡体影响区,并通过大型模型试验模拟了多级边坡的施工过程,提出了影响区重叠效应的概念。若下级边坡的开挖松弛区(或预压区)... 详细信息

根据边坡施工后坡体位移的相对变化趋势,给出了边坡开挖松弛区和预压区的明确定义,将开挖松弛区和预压区统称为坡体影响区,并通过大型模型试验模拟了多级边坡的施工过程,提出了影响区重叠效应的概念。若下级边坡的开挖松弛区(或预压区)与上级边坡的预压区发生重叠,那么会对上级边坡重叠区域的岩土体产生松弛(或加固)作用,从而影响该重叠区域支挡结构的受力情况,重叠范围越大影响越大;对于重叠区范围之外的支挡结构,其受力不受影响,影响区重叠效应是支挡结构受力发生变化的根本原因。

关键词：多级边坡松弛区预压区影响区重叠效应模型试验

多级边坡公路施工中软土路基高强度防沉陷处理

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科技通报 2017年第8期33卷 215-218,254页

作者：高志明李娜中铁建甘肃投资有限公司兰州730000 华北理工大学河北唐山063000

提出基于水泥搅拌桩的软土路基高强度防沉陷处理方法。首先对软土路基特性以及软土路基强度与稳定性、软土路基压缩及不均匀沉陷问题进行分析,结合对软土路基的分析利用水泥搅拌桩法对多级边坡公路施工中软土路基高强度防沉陷进行处理,... 详细信息

提出基于水泥搅拌桩的软土路基高强度防沉陷处理方法。首先对软土路基特性以及软土路基强度与稳定性、软土路基压缩及不均匀沉陷问题进行分析,结合对软土路基的分析利用水泥搅拌桩法对多级边坡公路施工中软土路基高强度防沉陷进行处理,完成对多级边坡公路施工中软土路基高强度防沉陷处理方法研究。实验结果表明,该方法能有效地解决软土路基不均匀沉陷,提高公路的施工质量,具有广泛应用价值。

关键词：多级边坡软土路基高强度水泥搅拌桩

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岩质多级边坡爆破震动的坡形效应研究

煤矿安全 2015年第9期46卷 71-74页

作者：张拥军陈关平撒占友杨登峰李乾龙李博青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033 青岛理工大学安全科学与工程系山东青岛266520 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083

岩质边坡的高程放大效应是边坡爆破振动主要研究内容之一,对研究爆破作用下边坡局部损伤破坏具有重要意义。通过建立爆破边坡模型,引入坡形影响因子,进而推导爆破震动波作用下多级边坡振动位移公式,结合现场监测数据进行对比分析,结果... 详细信息

岩质边坡的高程放大效应是边坡爆破振动主要研究内容之一,对研究爆破作用下边坡局部损伤破坏具有重要意义。通过建立爆破边坡模型,引入坡形影响因子,进而推导爆破震动波作用下多级边坡振动位移公式,结合现场监测数据进行对比分析,结果证明引入坡形的震动位移公式准确率能达到67%～72%,基本满足初步估算要求。

关键词：多级边坡坡形坡形因子爆破震动高程放大效应爆破损伤

基于局部强度折减法的多级边坡潜在滑动面分析

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公路 2016年第12期61卷 19-23页

作者：杨建成邓琴云南公投建设集团有限公司昆明市650032 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室武汉市430071

目前山区高速公路经常出现多级边坡,传统的全局强度折减法只能求得边坡的最危险滑面,而次级滑动面往往会遗漏。针对该问题,提出一种新的局部强度折减法。该方法将已进入塑性区和未考虑破坏的区域采用弹性材料代替,其他区域土体进行强度... 详细信息

目前山区高速公路经常出现多级边坡,传统的全局强度折减法只能求得边坡的最危险滑面,而次级滑动面往往会遗漏。针对该问题,提出一种新的局部强度折减法。该方法将已进入塑性区和未考虑破坏的区域采用弹性材料代替,其他区域土体进行强度折减,直至计算不收敛,可以得出多级边坡的潜在滑动面。通过二级边坡和复杂边坡算例验证了该方法的可行性,且获得的边坡潜在滑面可为工程加固提供建议和参考。

关键词：多级边坡局部强度折减法塑性区潜在滑面

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预应力锚杆支护多级边坡的稳定性分析

预应力锚杆支护多级边坡的稳定性分析

作者：孙荣荣河北工程大学

学位级别：硕士

近几十年来,随着我国基础工程建设的大力发展,预应力锚杆在基坑工程和边坡支护得到了越来越广泛地应用。在边坡支护工程中,不可避免会遇到边坡甚至高边坡的稳定性问题,边坡的结构不同,岩土体物理特性不同,所引起的边坡变形破坏模式也不... 详细信息

近几十年来,随着我国基础工程建设的大力发展,预应力锚杆在基坑工程和边坡支护得到了越来越广泛地应用。在边坡支护工程中,不可避免会遇到边坡甚至高边坡的稳定性问题,边坡的结构不同,岩土体物理特性不同,所引起的边坡变形破坏模式也不尽相同,故而相对应采取的支护方法也不相同。本文采用预应力锚杆对多级边坡进行稳定性分析,预应力锚杆支护结构具有造价低、施工简便、施工工期短等优点。在过去对边坡稳定性的理论研究中,往往都是单级边坡,边坡结构较为简单,但在实际的边坡工程中,常常会涉及到多级边坡,以此来达到其稳定性的要求,所以应加强对多级边坡的理论分析与研究。本文基于对数螺旋破坏模式,运用预应力锚杆支护结构对多级边坡进行稳定性分析,运用MATLAB编程对多级边坡安全系数的理论计算公式进行求解,同时结合工程实例采用FLAC 3D进行模型的建立。主要研究工作如下:(1)阐述了边坡的几种典型的破坏模式,对预应力锚杆支护结构的基本原理进行了介绍,并对该结构的应用范围以及应用的局限性做出了说明。(2)在单级边坡稳定性研究的基础上,基于对数螺旋破坏模式,运用极限分析上限法对多级边坡的稳定性进行了分析。整理了该体系中的外功率和内能耗散率的计算公式,运用MATLAB语言对边坡的稳定性系数进行计算,并根据不同的c、?得出其相对应的稳定系数。(3)介绍了FLAC 3D的计算原理,并结合工程实例所给参数条件建立模型,得出该实际工程中多级边坡的安全系数及其水平位移和竖向位移。(4)分析锚杆间距、锚杆倾角、边坡平台宽度、粘聚力和内摩擦角对多级边坡稳定性的影响,分别将理论方法计算所得的结果和FLAC 3D对工程实例的计算结果绘制影响因素和安全系数之间的关系曲线图,并将两者进行对比分析。结果表明,理论研究与工程实例的结果相差不大,曲线趋势大体一致。

关键词：预应力锚杆多级边坡稳定性分析极限分析上限法 FLAC3D MATLAB

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降雨入渗对多级边坡的稳定性影响研究

降雨入渗对多级边坡的稳定性影响研究

作者：汪传武重庆大学

学位级别：硕士

我国气候条件复杂多样,尤其在夏秋之季,长时间的降雨时有发生,而持续一定时间的降雨更容易导致高陡边坡发生滑坡灾害。因此,人们常常采用每隔一定的高度设立一缓冲平台(也被成为马道)的方式来提高高陡边坡整体稳定性,降低边坡滑坡对建... 详细信息

我国气候条件复杂多样,尤其在夏秋之季,长时间的降雨时有发生,而持续一定时间的降雨更容易导致高陡边坡发生滑坡灾害。因此,人们常常采用每隔一定的高度设立一缓冲平台(也被成为马道)的方式来提高高陡边坡整体稳定性,降低边坡滑坡对建筑工程的灾害影响,对设立这种缓冲平台的边坡通常也被称为多级边坡。本文以马道宽度等边坡外形尺寸为变化参数,对降雨入渗作用下的多级边坡稳定性影响做了较深入的研究,研究成果将对实际工程具有一定的指导意义。在总结国内外边坡稳定性分析方法、多级边坡稳定性分析方法以及降雨入渗对边坡的稳定性影响的基础上,本文以四川省某写字楼项目开挖形成的高边坡工程为依托,首先采用简化计算公式法、理正岩土软件以及数值模拟的方法分别对自然状态下以及降雨入渗作用下多级边坡的平台宽度、上下级边坡角等因素的变化对多级边坡稳定系数的影响规律;接着应用极限分析上限法及降雨入渗分析得到的成果对自然工况下的粘聚力和内摩擦角进行折减,以折减后的参数来等效计算降雨入渗作用下多级边坡的稳定系数,经两个实际工况的验证探究了该思想的可行性;最后以数值模拟的方法对自然工况下实际边坡工程的变形特征做了简要模拟分析,并结合已有学术成果对该实际工程给出了加固措施上的指导。主要工作包括:(1).以四川省某写字楼项目开挖形成高边坡工程为背景,对高边坡工程所在地进行现场调研,结合设计单位提供的勘察资料,选取其中某二级边坡为分析对象,建立了多级边坡的分析模型,并设定了边坡平台宽度与角度的协调变化值。(2).采用理正岩土软件以及我国岩土工程专家郑颖人院士等人推荐的简化公式计算法分析了自然状态下多级边坡在平台宽度、边坡角度的协调变化下坡体稳定系数的变化规律,由两种方法得出的结果均表明:在马道宽度、上级坡度角、下级坡度角协调变化的过程中,降低下级坡度角,有利于多级边坡的稳定;在下级坡度角一定的条件下,随着马道宽度的线性增加多级边坡的整体稳定性也呈线性增加,但是一旦超过某个确定值,多级边坡局部稳定性将比整体稳定性更差。(3).采用数值模拟软件Geo-Studio分别模拟了持续长时的小雨降雨作用下,改变平台宽度、上下级边坡坡度角时多级边坡的稳定性变化规律,并与相应的自然工况下作了对比分析,结果表明:雨水的渗入对多级边坡的影响较大,主要体现在多级边坡的稳定性降低、滑裂面的显著改变(包括滑裂面的位置、大小、形状等)、边坡潜在的失稳形式(整体稳定性、局部稳定性)、以及土中孔隙水压力的缓慢但持续长时的变化。(4).利用数值分析软件Matlab将降雨条件下数值模拟得到的滑裂面曲线拟合成常见的对数螺旋线,再用极限分析上限法对土体的粘聚力和内摩擦角作折减,并拟合成关于折减系数的函数关系,接着以折减后的粘聚力和内摩擦角来直接计算降雨入渗作用下多级边坡的稳定性,最后通过两个实例工况验证了折减方法的可行性。结果表明:粘聚力与内摩擦角的折减思想对研究降雨入渗作用下多级边坡的稳定性是可行的。(5).利用岩土软件FLAC3D对实际工程的剪应变增量以及土体变形作了二维数值模拟,并结合已有的加固理论成果对该高边坡工程给出了加固建议。本文研究成果给自然工况以及降雨入渗作用下多级边坡坡形尺寸的变化对稳定性的影响研究提供了一定的理论依据,为高陡边坡的设计、施工和治理提供一定的指导作用。

关键词：多级边坡降雨入渗数值模拟分析稳定系数极限分析上限法

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多级边坡开挖与锚固的影响范围数值模拟

后勤工程学院学报 2016年第5期32卷 17-22页

作者：梁华友周海清周淑玲苏杭后勤工程学院军事土木工程系后勤工程学院岩土力学与地质环境保护重庆市重点实验室军委后勤保障部工程兵科研四所 68612部队

采用FLAC3D对岩土多级边坡施工过程进行系统的数值模拟,探究多级边坡在开挖时引起的松弛区范围和锚索在锚固时引起的坡体预压区范围以及两者相互影响的作用机制。结果表明:多级边坡开挖与锚固引起的坡体变形均大致呈圆弧状。预应力锚固... 详细信息

采用FLAC3D对岩土多级边坡施工过程进行系统的数值模拟,探究多级边坡在开挖时引起的松弛区范围和锚索在锚固时引起的坡体预压区范围以及两者相互影响的作用机制。结果表明:多级边坡开挖与锚固引起的坡体变形均大致呈圆弧状。预应力锚固时,在一定范围内坡体预压区随着预应力的增大而增大,但当预应力增大到一定程度,坡体预压区边界不再有明显扩展。施加预应力能有效缩小下级边坡开挖引起的松弛区范围,所以高边坡施工应遵循"逆作法"原则,边开挖、边加固,一次开挖量不能过大。预应力锚固引起的坡体预压区与该级边坡开挖形成的松弛区在形状上非常相似,说明施加预应力能有效恢复开挖引起的土体松弛变形,从而提高边坡的稳定性和安全性。

关键词：多级边坡预应力数值模拟

采动和爆破作用下多级边坡的局部损伤破坏分析

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采动和爆破作用下多级边坡的局部损伤破坏分析

作者：陈关平青岛理工大学

学位级别：硕士

采用穿孔爆破法对露天矿山进行采掘生产,是现阶段露天矿开采的主要方式。频繁的集中爆破作业产生的冲击荷载,促进原有微裂缝的迅速扩展贯通,并诱导新裂缝滋生,对周围岩体结构的完整性造成严重破坏。爆破后岩体的连续采动,对多级边坡局... 详细信息

采用穿孔爆破法对露天矿山进行采掘生产,是现阶段露天矿开采的主要方式。频繁的集中爆破作业产生的冲击荷载,促进原有微裂缝的迅速扩展贯通,并诱导新裂缝滋生,对周围岩体结构的完整性造成严重破坏。爆破后岩体的连续采动,对多级边坡局部岩体具有卸荷作用,促使采动域内不同空间位置上各单元体的应力迁移,引起原始平衡体系遭到破坏,继而岩体产生位移和变形。目前,对爆破、采动卸荷作用下边坡局部破坏机理和预警防治技术有着广泛的研究,而对采动和爆破共同作用下破坏灾变机理研究较少,且采动和爆破作用下多级边坡的局部破坏机理和破坏过程仍不明确,所以仍需要对采动和爆破共同作用下多级边坡的破坏机理和破坏过程进行系统的研究。采动卸荷效应是一个长期演化过程,而爆破过程具有瞬时性、冲击性,如何选择研究对象对采动和爆破协同作用下多级边坡局部破坏进行研究是问题的关键。针对研究对象,如何制定多级边坡局部失稳的极限条件对多级边坡预测预警工作具有重要意义。针对上述问题,结合国家自然基金重点项目“矿山顶板灾害活动特征及其力学机制”(51234005-01)、住房和城乡建设部科技项目“城市地下开挖扰动下地表沉陷机理和工程安全性评价研究”(2012-K3-21)、金川集团股份有限公司科技项目石英石矿露天边坡稳定性在线远程监测预警系统(B2-2012-092),对采动和爆破作用下多级边坡局部稳定性分析进行系统深入的研究。主要内容如下:第一,采用无线远程监测预警系统对长期采动和爆破作用下多级边坡内部位移进行实时监测,提取多级边坡的位移场,运用Matlab polyfit拟合函数自编程序,对位移监测数据分析,将边坡的位移场与边坡的破坏形态结合,对多级边坡局部破坏过程和破坏机理进行详细阐述,总结边坡的损害后果、破坏体特征、灾害区几何形态、发生动态过程。得出矿山开采扰动岩体的位移场动态演化过程及宏观表现特征,并探究矿山高边坡灾害活动和岩体环境的定性、关联性及灾害发生的主要影响因素,进一步对矿山多级边坡局部破坏进行定性分类及防治措施。第二,采用有限元RFPA强度折减法对多级边坡局部稳定性进行分析,在强度折减的同时融入了连续采动,从而克服了传统上模拟连续采动效应运用单独开采后进行强度折减方法的独立性,使得整个模拟过程贴近真实开采,模拟结果更加合理。第三,基于现场爆破开采监测数据分析,研究反复爆破动力作用下的岩体损伤累积。针对爆破震动波作用下多级边坡震动放大效应探讨,初次引入坡形效应对放大效应的影响,建立震动波作用下的震动位移公式,对爆破作用下破形放大效应定量分析,并结合现场数据进行验证。本文将理论研究与实际工程实践相结合,改善和发展了多级边坡局部损伤的灾变机理研究方法,结合破坏过程与破坏特征对多级边坡局部损伤进行定性分类,在贴近真实采矿过程的基础之上建模运用RFPA对局部损伤进行分析,深入研究了局部破坏的灾变过程和灾变机理,并进一步与实时监测变化进行对比,从而验证整个理论推导过程的合理性。

关键词：多级边坡采动效应开挖爆破破坏分类破坏灾变机理预警防治

多级边坡预应力锚杆支护结构的设计和稳定性分析

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四川建材 2021年第4期47卷 75-76页

作者：柳子炎王金燕广东省基础工程集团有限公司广东广州510620 广西大学行健文理学院广西南宁530005

新基建的热潮必将会推动我国岩土工程的新一轮发展,由于具有成本低、施工简易和工期短等优势,在基础施工中预应力锚杆的应用还会进一步加大。为了克服多级边坡的稳定性问题,就要深入研究边坡结构,岩土物理特性和所引起的破坏机理,在此... 详细信息

新基建的热潮必将会推动我国岩土工程的新一轮发展,由于具有成本低、施工简易和工期短等优势,在基础施工中预应力锚杆的应用还会进一步加大。为了克服多级边坡的稳定性问题,就要深入研究边坡结构,岩土物理特性和所引起的破坏机理,在此基础上选择与之适应的支护方法。本文通过对多级边坡的稳定性分析,对实际边坡工程中的复杂形态进行分析,深入研究预应力锚杆的稳定性以及设计参数对多级边坡的影响规律,为日后的设计施工提供一定的借鉴。

关键词：岩土工程预应力锚杆多级边坡稳定性分析