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有限元与极限分析法计算桩后推力的分析与比较

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岩土工程学报 2010年第9期32卷 1380-1385页

作者：许江波郑颖人赵尚毅冯夏庭叶海林中科院武汉岩土力学研究所湖北武汉430071 重庆市地质灾害防治工程技术研究中心重庆400041 后勤工程学院建筑工程系重庆400041

极限分析法是常用的计算桩后推力的方法,但计算中无法考虑桩的变形因素,这种方法假定桩后岩土体变形不受限制,抗滑力充分发挥,计算出的推力是主动土压力。当桩变形受限制而使抗滑力不能充分发挥时,计算结果与实际有偏差。有限元用于计... 详细信息

极限分析法是常用的计算桩后推力的方法,但计算中无法考虑桩的变形因素,这种方法假定桩后岩土体变形不受限制,抗滑力充分发挥,计算出的推力是主动土压力。当桩变形受限制而使抗滑力不能充分发挥时,计算结果与实际有偏差。有限元用于计算桩后推力时,遵循桩–土共同作用的原则,它不是极限分析法,算出的推力依据桩的变形,可能是主动土压力,也可能不是主动土压力,此外还可以得到相应的推力分布。当滑坡设计安全系数较小时,岩土体抗滑强度未得到充分发挥,有限元与极限分析法有一定差距;随着设计安全系数的增大,岩土体逐渐达到极限情况,有限元与极限分析法算出的推力趋于一致。依据经验,在一般桩设计安全系数下,两者计算得出推力一致,表明有限元用于计算桩后推力是可行的。本文对影响有限元计算推力的几种因素进行了分析,并与极限分析法(不平衡推力法、Spencer法)进行了比较,说明了两种方法何种情况下计算结果一致,何种情况下不一致。

关键词：有限元法不平衡推力法 Spencer法桩后推力

阳鹿高速公路K52新滑坡变形特征与成因机理分析

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中国地质灾害与防治学报 2022年第1期33卷 83-91页

作者：陈云生刘光彬张一铭黄海峰吴秋军广西交通设计集团有限公司广西南宁530029 广西岩土灾害防治工程技术研究中心广西南宁530029

阳鹿(阳朔—鹿寨)高速公路K52新滑坡为古滑坡堆积体中局部复活的滑坡,处于急剧变形状态,需进行抢险性处治。复工后对该滑坡进行了详细的地质勘察及变形监测,借助FLAC;软件对其成因、变形过程及变形机理进行了研究,得到了以下结论:(1)古... 详细信息

阳鹿(阳朔—鹿寨)高速公路K52新滑坡为古滑坡堆积体中局部复活的滑坡,处于急剧变形状态,需进行抢险性处治。复工后对该滑坡进行了详细的地质勘察及变形监测,借助FLAC;软件对其成因、变形过程及变形机理进行了研究,得到了以下结论:(1)古滑坡堆积体形成于顺层岩质滑坡,堆积体内部发育软-可塑状软弱夹层风化页岩,为新滑坡的主要滑带土;(2)导致新滑坡变形的主要内因为不良地质、微地貌、特殊的岩土结构,主要外因为在中后部堆载、填土改变地表水径流路径、向滑坡排放生活用水及降雨;(3)新滑坡具有三层滑面,失稳前底部滑面为主滑面,失稳阶段中部滑面为主滑面,属前段推移后段牵引型复合式滑坡,具多级、逐级及渐进滑动特点;(4)新滑坡变形进程为:后缘拉张变形-中部剪切蠕变-滑体A、B推移剪出失稳-滑体C前缘临空牵引失稳;(5)新滑坡处治重点应防止顶部、中部及底部三个滑动面继续变形,也应防止古滑面及古滑坡堆积体内部其余风化页岩夹层产生次级滑动。

关键词：滑坡变形机制数值模拟高速公路稳定性变形监测

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岩石裂隙可视化渗流装置可行性及试验研究

岩土力学 2020年第12期41卷 4127-4136,4144页

作者：刘杰黎照杨渝南张子睿唐洪宇高进申剑三峡大学湖北地质灾害防治工程技术研究中心湖北宜昌443002 华电西藏能源有限公司西藏拉萨850000

自主研发一套能从可视化角度反映岩石单裂隙渗流特征的装置,并以模拟岩石的变形模量为主要技术指标,获得了K39透明类岩石材料的添加剂含量为:促进剂0.8%、硬化剂0.6%、消泡剂0.6%;通过二次翻模精确复刻技术得到原岩裂隙面粗糙度,为研究... 详细信息

自主研发一套能从可视化角度反映岩石单裂隙渗流特征的装置,并以模拟岩石的变形模量为主要技术指标,获得了K39透明类岩石材料的添加剂含量为:促进剂0.8%、硬化剂0.6%、消泡剂0.6%;通过二次翻模精确复刻技术得到原岩裂隙面粗糙度,为研究细微观裂隙渗流提供技术支撑。通过可视化装置与原岩装置模拟试验,得到两者之间的差异性系数,进而推出原岩渗流流量的修正公式,获得了渗流量、渗流面积等能反映原岩性能的相关参数。阐明了K39透明类岩石材料对渗流量的影响效应β总及其影响的内在机制;与以ELE仪器为研究平台的渗流试验进行异同性分析,得到两者渗流量之间存在差异的相对变化系数,证明可视化渗流装置研究岩石裂隙渗流是合理可行的。利用该装置开展空间多角度试验,在耦合粗糙度、渗透压、围压、空间多角度、水自重效应等多因素下,通过渗流面积数字化自识别技术为精确获取岩石渗流特征的相关参数提供基础。

关键词：可视化渗流装置 K39透明类岩石材料二次翻模精确复刻技术数字化自识别技术

阳鹿高速公路K52巨型滑坡稳定性及处治方案研究

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公路 2021年第12期66卷 53-59页

作者：陈云生张一铭广西交通设计集团有限公司南宁市530029 广西岩土灾害防治工程技术研究中心南宁市530029

以阳鹿高速公路K52巨型滑坡为研究案例,对该滑坡采用了"地调"、钻探、原位测试、室内试验及变形监测等手段进行勘察,获得了滑坡的地貌形态、地层结构、滑面、地表地下变形及水文地质特征等资料。简要分析了该滑坡的成因,在稳定性分析的... 详细信息

以阳鹿高速公路K52巨型滑坡为研究案例,对该滑坡采用了"地调"、钻探、原位测试、室内试验及变形监测等手段进行勘察,获得了滑坡的地貌形态、地层结构、滑面、地表地下变形及水文地质特征等资料。简要分析了该滑坡的成因,在稳定性分析的基础上,进行了处治方案比选,择优选择了"卸载后缘部分滑坡体+坡脚反压+钢管群桩+综合防排水"的处治方案。变形监测证明,该滑坡经处治后处于稳定状态,存在一定的固结沉降变形,但不影响通车,说明处治方案是行之有效的,可为同类工程研究、设计提供参考。

关键词：高速公路滑坡稳定性变形监测钢管群桩

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天峨龙滩特大桥下老岸拱座基坑边坡稳定性分析及加固方案

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公路 2023年第2期68卷 54-60页

作者：陈云生米德才广西交通设计集团有限公司南宁市530029 广西岩土灾害防治工程技术研究中心南宁市530029

为保障“世界第一拱”的安全,在地调、物探、钻探、钻孔电视及监测的基础上,通过方案比选、赤平投影及FLAC3D数值模拟技术研究了天峨龙滩特大桥下老岸拱座拱背侧边坡的潜在破坏模式、潜在滑动面、稳定性及最优加固方案。研究结果表明:(1... 详细信息

为保障“世界第一拱”的安全,在地调、物探、钻探、钻孔电视及监测的基础上,通过方案比选、赤平投影及FLAC3D数值模拟技术研究了天峨龙滩特大桥下老岸拱座拱背侧边坡的潜在破坏模式、潜在滑动面、稳定性及最优加固方案。研究结果表明:(1)边坡潜在破坏模式为前缘剪出式阶梯状楔形顺层滑动,稳定性主要受强~中风化分界面、层间软弱夹层及陡倾结构面控制;(2)边坡存在3个折线形潜在滑面,从第四级边坡坡脚沿泥页岩软弱夹层剪出的风险最大,强风化与中风化交界面为滑动的第二风险点,第三级边坡坡脚为滑动的第三风险点;(3)边坡开挖后在未防护暴雨工况下处于失稳状态,失稳后水平影响距离为距坡顶开挖线约1倍边坡高度;(4)采用“上短中长、底部适中”的锚固排列方式加固后,经稳定性分析及智能监测验证可知边坡处于稳定状态。

关键词：边坡加固边坡稳定性 FLAC3D 潜在滑动面岩质边坡

考虑含石量和坡度不同组分下颗粒流冲击刚性结构的力学模型研究

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振动与冲击 2021年第14期40卷 268-278页

作者：成浩韩培锋苏有文西南科技大学土木工程与建筑学院四川绵阳621010 水利部山洪地质灾害防治工程技术研究中心武汉430010

桥梁箱梁结构在土石混合体滑坡或者崩塌灾害冲击下受损破坏现象较为普遍,而含石量和坡度是影响箱梁结构冲击和破坏的重要因素。因此,采用离散元素法(DEM)模拟不同含石量和坡度作用下刚性结构的动力响应。结果表明:含石量越大,坡度越大,... 详细信息

桥梁箱梁结构在土石混合体滑坡或者崩塌灾害冲击下受损破坏现象较为普遍,而含石量和坡度是影响箱梁结构冲击和破坏的重要因素。因此,采用离散元素法(DEM)模拟不同含石量和坡度作用下刚性结构的动力响应。结果表明:含石量越大,坡度越大,颗粒流的动能耗散率耗时越短,冲击力越大;含石量对冲击力的影响程度比坡度小;土石耦合作用要比细颗粒土或块石颗粒单独作用对法向力影响大;基于模拟结果构建土石混合体冲击刚性结构的力学模型,推导出冲击力及其作用距离方程。为验证构建的力学模型的可靠性,将模型冲击力计算结果与Jiang模型、Adel模型及模拟结果进行对比发现模型的冲击力计算结果与模拟结果基本吻合。研究结果可为该类灾害的防治提供参考。

关键词：含石量坡度土石混合体冲击力力学模型

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地震隧洞稳定性分析探讨

岩石力学与工程学报 2010年第6期29卷 1081-1088页

作者：郑颖人肖强叶海林许江波后勤工程学院军事建筑工程系重庆401311 重庆市地质灾害防治工程技术研究中心重庆400041 中国科学院武汉岩土力学研究所湖北武汉430071

为得到地震作用下无衬砌隧洞的力学规律,将有限元强度折减法和具有拉和剪破坏分析功能的大型有限差分程序FLAC相结合,并将其引入到隧洞的稳定性分析中。在黄土无衬砌隧洞静力分析基础上,提出地震作用下动力有限元静态分析以及完全动力2... 详细信息

为得到地震作用下无衬砌隧洞的力学规律,将有限元强度折减法和具有拉和剪破坏分析功能的大型有限差分程序FLAC相结合,并将其引入到隧洞的稳定性分析中。在黄土无衬砌隧洞静力分析基础上,提出地震作用下动力有限元静态分析以及完全动力2种稳定性分析方法,在分析时同时考虑隧洞的拉破坏与剪破坏,从而得出黄土隧洞在动力情况下首先是隧洞顶部出现局部拉破坏然后是侧边整体破坏的破坏机制,同时也验证有限元强度折减法不仅能够用于隧洞静力分析而且能够用于隧洞动力稳定分析,从而为无衬砌黄土人居洞室的抗震设计提供理论依据,也可作为有衬砌黄土隧道的地震反应分析的基础。

关键词：隧道工程地震破坏机制有限元强度折减法稳定性分析

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沉管海底隧道强度折减法分析探讨

岩土工程学报 2013年第10期35卷 1876-1882页

作者：李秀地郑颖人袁勇石少卿后勤工程学院军事土木工程系重庆401311 重庆市地质灾害防治工程技术研究中心重庆400041 同济大学地下建筑与工程系上海200092

将强度折减法用于静荷载作用下海底钢筋混凝土沉管隧道安全稳定性分析。首先,基于应变协调原理并按照沉管钢筋的分布形式和受力特征,推导出钢筋混凝土沉管等效模型抗剪强度指标、抗拉强度的计算公式;其次,利用FLAC3D软件建立了沉管–土... 详细信息

将强度折减法用于静荷载作用下海底钢筋混凝土沉管隧道安全稳定性分析。首先,基于应变协调原理并按照沉管钢筋的分布形式和受力特征,推导出钢筋混凝土沉管等效模型抗剪强度指标、抗拉强度的计算公式;其次,利用FLAC3D软件建立了沉管–土体–海水相互作用强度折减法非线性数值分析模型,探讨钢筋混凝土沉管的破坏分析方法。研究结果表明:不能用位移突变作为沉管破坏分析判据;通过综合分析沉管顶板下沉位移与折减系数的关系、塑性状态以及剪应变增量的分布规律,得到了沉管隧道的安全系数;强度折减法能直观地揭示沉管破坏机理,沉管段的破坏模式主要表现为沉管顶板中部及其与两侧墙壁交汇处的拉伸、剪切破坏。

关键词：沉管钢筋混凝土等效模型强度折减法安全系数

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关于土工格栅合理网孔尺寸的研究

岩土力学 2017年第6期38卷 1583-1588页

作者：唐晓松郑颖人王永甫冯雨实重庆市地质灾害防治工程技术研究中心重庆400041 后勤工程学院军事土木工程系重庆401331 重庆能源职业学院土木工程系重庆402260

土工格栅与土之间的界面参数是表征土工格栅加筋作用的重要参数,对土工格栅加筋土结构的稳定和变形破坏特征有显著影响。目前各类规范或标准关于格栅-土界面参数的取值均未考虑土工格栅特有的网孔结构尺寸的影响,致使实际工程中土工格... 详细信息

土工格栅与土之间的界面参数是表征土工格栅加筋作用的重要参数,对土工格栅加筋土结构的稳定和变形破坏特征有显著影响。目前各类规范或标准关于格栅-土界面参数的取值均未考虑土工格栅特有的网孔结构尺寸的影响,致使实际工程中土工格栅的选用存在较大的人为性。针对这一问题,首先通过室内试验和数值方法的对比分析,建立了土工格栅界面特性研究的数值模型,并验证了数值方法研究土工格栅界面特性的可行性。以土工格栅界面特性研究的数值模型为基础,进一步开展了不同网孔尺寸条件下土工格栅界面特性的研究。研究结果表明,土工格栅网孔结构的网孔尺寸对格栅-土的界面特性有显著影响。通过分析不同网孔尺寸对界面特性影响的规律发现,为了更直观地揭示土工格栅的加筋作用,应该将格栅-土界面的摩擦作用从界面综合的摩擦作用中剥离出来。同时,土工格栅的合理网孔尺寸应保证格栅-土之间的有效接触面积占整个界面面积的1/3左右。

关键词：土工格栅界面参数加筋土结构合理网孔尺寸数值方法