地震荷载下反倾层状岩质边坡倾倒变形破坏规律及数值模拟研究

为了掌握不同地震荷载作用下的边坡稳定性能,采用振动台试验并结合离散元数值模拟对典型反倾层状岩质边坡进行了分析,对地震作用下反倾层状岩质边坡的动力响应特性和变形破坏规律进行了研究。结果表明：1)边坡的顶部和坡面首先出现变形,边坡开始出现层间错动导致最终彻底破坏;2)地震波频率对边坡的变形破坏有着显著影响,不同频率正弦波作用于边坡时,边坡上各个地方的加速度响应状况各不相同;3)在频率较小的正弦波作用下边坡的顶部及坡面浅表部松动变形,在频率较大的正弦波作用下边坡内部出现横向拉张裂缝,拉张裂缝会导致边坡的崩塌溃坏;4)在数值模拟分析边坡的加速度响应情况时,从边坡底部到顶部,随着高程的不断增加,其加速度放大系数增长幅度逐渐增加;5)地震波不仅影响边坡上监测点位加速度响应的大小,同时还对不同高程下其加速度响应变化情况产生影响。研究结果显示了边坡加速度响应数值模拟分析与振动台模型试验结果的一致性,所得结论对工程施工参数设计具有一定的借鉴价值。     

排土场滑坡体力学参数的反演分析

一、概述 一些露天矿排土场由于周围环境条件的限制或其他原因．将矿山的剥离物堆排在古滑体上,由于古滑体基底强度低、软土层厚度大、承载能力低,由此造成了排土场边坡剧烈变形．产生此类问题的主要原因有：基底软而排土场堆排高度大：夏季雨量大．浸润软化作用致使排土场产生剧烈变形：汇水区面积大但相应的防护措施不足。     

全风化混合花岗岩边坡降雨冲刷试验研究

为了探究全风化混合花岗岩的冲刷破坏演化规律,设计了坡面降雨冲刷试验。借助高密度电法和面波测试方法,选取云南临沧南部山区混合花岗岩边坡进行现场冲刷试验,并构建了全风化混合花岗岩边坡入渗侵蚀量化评估方法,对全风化混合花岗岩边坡降雨冲刷破坏特征进行了分析。结果表明：1）边坡受雨水冲刷的影响深度分为3层,即0~0.5 m表层、0.5~1.6 m中层和1.6 m以下深层;2）侵蚀过程分为3个阶段,即①雨水溅蚀、入渗阶段,雨水溅蚀,坡面岩土体结构发生初始破坏,平均电阻率升高,剪切波速降低;②下层潜蚀入渗饱和阶段,雨水入渗饱和,岩土体结构进一步破坏呈松散砂状,坡面径流量较小,表层岩土体保持较好的完整性;③细沟贯通冲蚀破坏阶段,表土层平均电阻率迅速升高,剪切波速大幅度降低,坡面径流量增加,细沟贯通延伸至坡脚并出现大规模片蚀。以剪切波速变化率和电阻率变化率为基础建立的全风化混合花岗岩边坡入渗侵蚀量化评估方法,可为全风化混合花岗岩工程边坡冲刷治理提供可靠的技术支撑。     

FLAC3D在扎哈淖尔露天矿排土场边坡稳定中的应用

露天矿外排土场边坡稳定是矿山企业连续产出矿岩、相关施工人员及运输车辆安全的必要条件和保证。本文结合扎哈淖尔露天煤矿工程地质条件,基于FLAC3D软件对排土场边坡进行了数值模拟,计算边坡失稳条件下的应力分布,进而分析了边坡可能存在的位移与塑性区分布特征,验证了滑坡理论,并根据模拟结果阐述了确保外排土场边坡稳定性的施工方向。数值模拟分析结果有利于指导扎哈淖尔排弃工程的再规划,对矿山良性发展有一定的意义。     

国内某露天煤矿外排土场分阶段排土对石油管道安全性的影响研究

为研究国内某露天煤矿外排土场分阶段排土对石油管道安全性的影响，本文通过数值模拟结合理论分析的方法，从排土物料稳定性与分阶段排土对石油管道赋存岩土体的影响两个角度展开了研究。根据排土场所处状态，推导了在连续排土过程中排土场稳定性变化的理论模型，并将排土过程分为三个关键状态。利用FLAC3D有限差分数值模拟程序对第二、三关键状态的排土物料进行了稳定性分析，得到排土物料稳定性始终满足安全需求。根据排土过程中石油管道赋存岩土体剪应力的集中程度、不平衡力大小、水平应力大小的演化规律，得到设计的40m安全距离满足安全要求，分阶段排土有利于减少对石油管道的扰动。     

干湿循环对可变饱和残余土边坡稳定性影响研究

为了研究土体边坡在干湿变化情况下的破坏机理,对可变饱和残余土的剪切行为和持水特性进行了详细的研究。通过对土样进行饱和固结排水(CD)和吸力监测直剪试验并使用微型张力计和相对湿度传感器进行了吸力测试。研究了0.3～1m深度的原状土干湿循环次数对饱和剪切强度的影响。结果表明,边坡失稳的主要机制是材料劣化和孔隙水压力增加的共同作用。     

降雨及渗流条件下层状砂质板岩 边坡变形破坏模式研究

为增强边坡在恶劣条件下的稳定性,针对降雨及渗流条件下的层状砂质板岩边坡进行研究,采用边坡模型试验和有限元模拟方法,研究了边坡的变形破坏形态和位移变化情况。结果表明,边坡的变形破坏是一个持续发展的过程。主要从坡体中部开始,形成一个D字状的位移曲线,随着降雨时间的增加,最终坡体完全被破坏;当降雨强度分别为600 mm/d和800 mm/d时,边坡中部出现塌落,其降雨时间分别为16 800 s和13 300 s,说明了强降雨对边坡失稳有被更大的加速作用;通过对边坡模型试验和有限元模拟试验的结果对比表明,层状砂质板岩边坡破坏形态和位移变化趋势基本保持一致,验证了模型试验监测数据的准确性和有效性。研究结果为降雨及渗流条件下层状砂质板岩边坡变形破坏机理提供了实验依据和数值模拟参考,可为类似砂质板岩边坡渗流问题研究提供借鉴。     

软土地层盾构机掘进参数计算研究

盾构工程经常穿越淤泥质粉质黏土、粉土等软土地层,施工过程中易发生地层下沉、盾构姿态偏离等事故,盾构机掘进参数的准确计算是保证盾构掘进安全施工的前提,为此,开展软土地层盾构机掘进参数计算研究,获得盾构施工所需要的推力及扭矩参数。     

锚杆加固二维均质土坝边坡稳定性分析

锚杆加固在库岸边坡加固应用中十分广泛,能显著提高边坡的稳定性,在工程中对边坡进行锚杆加固能够减少人员伤亡与经济损失。本文以均质土坝边坡为例,采用有限元分析程序并结合强度折减法,全面分析了锚杆倾角、埋置深度、数量以及锚杆位置对边坡稳定性的影响,结果表明锚杆对边坡有明显的加固作用,但倾角不同对边坡的加固效果有明显差异;锚杆位置对边坡稳定性有较大影响,在坡角处时,锚杆对滑坡体几乎没有阻碍作用;随着锚杆数量的增加,边坡的安全系数呈现出明显增加的趋势,锚杆数量越多,坡体几乎未发生明显的变形;当锚杆埋入深度在边坡的潜在滑移线以上时,对坡体几乎产生不了任何阻滑作用,因此埋置线应超过潜在滑移线。研究成果可为相关工程提供参考。     

北方寒区水库闸门金属结构冰冻荷载压力模拟研究

为模拟不同冰荷载作用下闸门破坏情况,开展不同类型冰荷载作用下闸门有限元模拟研究,以浑水闸进水闸和大伙房泄洪洞出口工作闸门为例,计算其在动冰压力、静冰压力和内部冰膨胀压力下的应力和变形情况,并与设计水位下的应力和变形情况和实际测量值进行对比,实现冰冻破坏的定量计算,为工程设计和运行管护提供参考。     

采用插筋补强护坡新技术创造综合经济效益

插筋补强护坡技术是利用小锚杆把天然土就地进行补强加固,通过垫块与面层相结合,产生主动制约机制,形成一种类似重力式墙的复合加强体。它从增加开挖边坡土体自身整体刚度和强度入手,提高整体抗变形和抗破坏的能力,起到约束边坡稳定和保证边坡安全使用的作用。这种护坡技术具有独特的受力性     

基于极限分析上限理论的韩江大麻防护工程边坡稳定性分析

文章建立了基于极限分析上限理论的膨胀土边坡裂缝效应稳定性分析方法,并探讨了裂隙深度和裂缝角度对膨胀土边坡稳定性的影响。结果表明:安全系数随裂缝深度的增加而减小,在考虑地震作用和变形力的影响下,安全系数最小。裂缝角度对边坡安全系数的影响不显著。当裂缝角度大于70°时,安全系数变小。与裂缝角相比,裂缝深度对边坡安全系数影响较大。     

嵌岩桩现场监测试验及负摩阻力优化计算研究

为了解决桩基负摩阻力所引起的桩体破坏、桩基不均匀沉降等工程问题,在桩周土体沉降及桩身应力应变现场监测试验的基础上,分析了嵌岩端承桩桩侧剪切变形与负摩阻力的关系,建立了嵌岩端承桩与周围土体剪切变形量的计算方法,对浅层位置处桩-土监测数据进行对比分析,同时考虑嵌岩端承桩周围土体竖向有效应力对剪切变形的影响,并对现有规范中嵌...     

振冲砂石桩在处理变电站软弱地基中的应用

利用振动沉管下沉过程中对土体的挤密作用,使松散粉土密实,从而达到提高土体承载力的目的;对淤泥质粉质粘土,利用砂石桩本身的强度及其排水效果,使砂石桩与淤泥质粉质粘土形成复合地基,利用砂石桩在粘性土地基中形成排水通道,加速土体固结速率。以绍兴江滨500千伏变电站软弱地基的处理情况为例,对振冲砂石桩的加固原理、加固方法及加固效果等进行了阐述,为类似工程的地基处理提供参考。     

含水率对重塑黏土力学特性的影响研究

为探讨含水率对重塑黏土力学特性的影响,对不同含水率的重塑黏土进行直接剪切试验。结果表明:重塑黏土抗剪强度受含水率和竖向压力作用影响明显,随含水率增大,其抗剪强度逐渐减低,随垂直压力逐渐增大,其抗剪强度逐渐增大;随含水率增大,重塑黏土黏聚力逐渐减小而内摩擦角先增大后减小,在最优含水率附近时达到最大。     

寒区钢桥面超高性能混凝土铺装层层间剪切强度研究

为了避免发生寒冷地区沥青面层与超高性能混凝土(UHPC)层结合不良导致的沥青面层滑移或脱落现象,对钢桥面UHPC铺装层层间剪切性能进行研究。考察涂布环氧树脂防水粘结层的成型试件分别在不同涂布厚度、不同温度、不同浸泡溶液条件下,经冻融循环后的抗剪强度变化规律,并依托实际工程对层间剪切强度进行数值模拟分析。结果表明：环氧树脂防水粘结层的最佳涂布量为0.4 kg/m²;其抗剪强度随着温度的增大而减小,在60 ℃时抗剪强度能达到1.8 MPa,高温性能良好;盐溶液环境下的冻融循环对强度的损伤大于清水环境下的损伤;数值模拟得到最不利位置剪切应力峰值远小于试验得到的环氧树脂防水粘结层抗剪强度,环氧树脂防水粘结层性能优异。研究得到的UHPC铺装层层间剪切强度规律可为延长钢桥面使用寿命提供理论依据。     

小煤柱沿空留巷围岩变形特征数值模拟分析

采用有限元软件FLAC3D对小煤柱沿空留巷巷道围岩进行非线性数值计算,分析沿空巷道在上区段和本区段工作面回采期间的应力、位移、塑性区分布规律,得出小煤柱沿空留巷巷道围岩破坏首先从弱结构体（小煤柱）开始破坏,并具有明显的剪胀性,破坏形式主要以两帮煤岩体向巷内滑移挤入、整体外鼓为主,但小煤柱完全破坏前内部仍存在弹性核区,具有一定的支承能力,如采取有针对性的支护方案维护小煤柱稳定,即可确保整个沿空巷道总体变形量在可控范围之内;数值模拟结果与前人的现场研究成果有很好的一致性。     

单层粉和双层粉弹性金属塑料瓦的研究与比选

塑料瓦使用寿命的研究和监测是促进水电站水轮发电机组巨型化、智能化发展的关键议题。以单层粉和双层粉弹性金属塑料瓦作为研究对象,从表观形貌、摩擦磨损性能、力学性能、绝缘性能等方面对比研究二者的差异。研究发现,单层粉和双层粉复合材料都具有良好的摩擦磨损性能和绝缘性能,相比单层粉复合材料而言,双层粉复合材料的弯曲疲劳性能提高约40%,塑料层脱落剪切强度提高20%以上,钎焊层脱落剪切强度提高约5%;通过观察双层粉弹性金属塑料瓦工作层和结合层的颜色变化,可有效判定轴瓦寿命是否终止。在双层粉弹性金属塑料瓦的基础上加装传感器,形成智能推力瓦,应用于洪家渡水电站1#机组,数月以来运行状态良好,表明其可以在水轮发电机组中推广应用。     

基于滑移线理论的支盘成型过程对桩周土的扰动分析

为研究支盘桩桩型优化设计,就支盘桩单向成型过程对桩周土的扰动进行分析。以滑移线理论为基础,对挤土臂与土体作用进行力学化,建立单向挤压成型过程盘下土体的滑移线场模型,推导不同挤扩角盘下土体的应力场、速度场、土体极限荷载和塑性区分布,探讨成型过程对桩周土体的塑性区影响范围和盘下土体流动规律。结果表明,该模型计算的盘下土体影响深度与周明芳现场试验吻合较好,盘下土体的影响深度为0.47~0.49m;距离挤土臂越远,土体塑性流动速度越小,靠近挤土臂的土体挤密效果更好;土体极限荷载随挤扩过程的进行不断增大。研究结果具有工程应用价值,可为支盘桩桩型优化设计提供参考。     

井工采动对露天矿边坡稳定性影响研究

基于强度折减理论,文中利用RFPA二维软件分别模拟了平西露天矿边坡在单一开采情况下的稳定性和露井联采时边坡的稳定性,文章最后得出结论:相对单一露天开采,露井联采时,因受地下采动的影响,在采场上覆岩层形成较小范围的剪应力降低区,而在其他大范围的围岩体中,形成剪应力增高区,剪应力越高,边坡岩体更容易发生剪切破坏而发生滑坡。