基于双剪统一强度理论的岩质边坡最优锚固长度

目前对锚杆锚固长度的研究多基于传统摩尔库伦抗剪强度理论，忽略了中间主应力的影响。鉴于此，采用双剪统一强度理论，基于顺层岩质边坡模型建立不同岩层倾角条件下锚杆的最优锚固长度与锚固角模型。提出了最优锚固长度和锚固角的确定方法，并分析了锚固角和岩层倾角对最优锚固长度的影响。提出锚固界限角确定方法，当锚固角小于该界限角时，最优锚固长度随岩层倾角的增加而减小；当锚固角大于该界限角时，最优锚固长度随岩层倾角的增加而增大；最优锚固长度随锚固角的增加先下降后上升。将所提出的方法应用到某边坡，计算结果表明，利用提出的模型计算得到的锚固长度相比规范法减少约17.9%。     

顺层岩质边坡稳定性分析与应力监测研究

针对顺层岩质边坡稳定性监测较难进行的问题,采用应力监测的方法对其进行评价。利用数值计算得出不同结构面间距时的边坡失稳破坏位置为距离坡脚处最近的结构面位置处,并结合理论分析与锚杆监测的现场试验对其进行验证。现场试验结果表明,边坡内部应力在开挖后40天趋于稳定,锚杆受力最大值为30．6MPa,满足钢筋设计抗拉强度要求,表明...     

水力作用下缓倾顺层岩质边坡滑移破坏机制分析

顺层岩质边坡的稳定性主要取决于滑动面的物理力学性质和地下水对边坡岩体的水压力。通过对缓倾顺层岩质边坡中的地下水力作用进行分析,在建立出流缝未被堵塞和出流缝被堵塞2种情况下的边坡水力学分析模型的基础上,推导出了边坡稳定系数和张裂隙临界充水高度的表达式,从而建立了边坡滑移破坏判据,认为当张裂隙充水高度或临界降雨强度达到临界值后,边坡在水力作用下将发生滑移破坏。选取实际边坡进行计算和分析,验证了公式的合理性,结果表明顺层边坡滑移破坏的实现取决于外界水力作用的触发,边坡稳定性系数的降低主要与张裂缝中的静水压力和滑动面上的静水压力有关,而动水压力的影响很小。其成果对设计和施工有重要的指导意义。     

复杂岩质边坡预应力锚索优化设计

由于预应力锚索可以改善岩体的强度性质、提高岩体的整体性、减小岩体的变形,使岩体达到要求的稳定安全度,因此被广泛应用于复杂岩质边坡治理工程中.预应力锚索设计参数的选取,如锚索吨位、锚索长度、锚固角、锚索间距等直接影响着边坡加固技术的可靠性和经济上的合理性.采用刚体极限平衡法,给出了考虑预应力锚索时的安全系数公式;推导了在...     

地震动参数对锚固岩质边坡地震响应影响权重研究

借助FLAC3D软件建立了含软弱层的锚固岩质边坡数值模型,并利用正交设计方法,以波形、时间压缩比、幅值和持时为分析因素,设计多组具有不同地震动峰值加速度(PGA)、峰值速度(PGV)、阿里亚斯强度(AI)、绝对累积速度(CAV)、持时和特征周期的地震动,分析了地震动各参数对锚固岩质边坡位移和锚杆轴力的影响,得到了地震动各参数的影响权重。结果表明,地震作用下,坡顶处位移最大,自坡顶至坡脚位移逐渐减小;锚杆轴力沿杆长表现为中间大两头小的“人”字形分布;地震动各参数对边坡位移的影响权重由高到低依次为AI、CAV、PGA、PGV、持时和特征周期;对锚杆轴力的影响权重由高到低依次为AI、PGA、PGV、CAV、持时和特征周期。     

离心场中陡倾顺层岩质边坡振动试验关键技术研究

为解决离心场中陡倾顺层岩质边坡振动试验的关键技术问题,设计了陡倾顺层斜坡的离心振动台模型,通过试验探讨了试验仪器设备的关键技术参数、动力相似关系、相似材料比选以及传感器的安装布置等内容,并确定了地震波的加载方案。同时为了得到可靠的试验结果,分析了离心力场中的误差、传感器的安装与误差问题和边界效应问题,结合以往经验对误差方法进行比选,并提出了相应的减小误差的方法。研究结果表明离心振动台模型试验要进行合理的设计;离心力场中的系统误差可通过设计模型尺寸大小和选择模拟模型和原型应力保持一致的高度来减小;传感器测量误差可采用在传感器周围填充满砂土来减小;多层剪切层铝合金框架模型箱能够最大程度减小边界效应的影响。     

顺层岩质边坡稳定分析中的水力作用研究

地下水作用导致岩质边坡稳定性降低的过程是复杂的。将边坡地下水分为出流处被堵塞和顺利出流两种情况,并针对传统岩层结构面静水压力分布假设的不足,提出了新的静水压力分布假设。基于水压分布假设,得到了岩质边坡静水压力与结构面的长度、岩层倾角及后缘张裂隙充水深度有关。以顺层岩质边坡为例进行分析计算,表明边坡地下水出流处被堵塞情况对边坡稳定最不利,施工中应当加强截排水工作;新假定计算结果与实际情况较吻合,比传统静水压力分布假设更为合理,稳定性计算结果更为保守;动水压力对边坡稳定性的降低作用可忽略不计;边坡后缘张裂隙的充水深度与边坡结构面上的静水压力大小呈正相关,充水深度越大,地下水对边坡的稳定性影响就越突出。     

基于敏感分析的反倾岩质边坡锚固参数优化设计

以湖北鹤峰红莲池反倾边坡为例,在分析边坡地质条件的基础上,通过离散元软件UDEC模拟试验,分析反倾岩质边坡的位移云图,得出了反倾边坡倾倒变形的破坏基准面,并以此初步确定锚索长度。基于敏感性分析方法,研究在不同锚固角、锚固力及锚索长度条件下,坡顶最大水平位移以及倾倒变形区面积变化特征,以此得到参数优化结果:锚固角为8°、锚固力为1 000 k N、锚索锚固段长度为5 m。锚固参数敏感性大小排序依次为:锚固角度,锚固力,锚索长度。     

基于颗粒流的顺层岩质边坡稳定性分析

边坡稳定性评价是水电站库区建设及安全运行的一项关键内容。针对颗粒流方法在边坡稳定性分析的定量研究,以青海省某水电站库区边坡为研究对象,构建颗粒流模型,采用强度折减法分析评价边坡稳定性,并模拟得到边坡从变形到失稳破坏的全过程,从变形过程和变形特征方面分析了边坡的失稳破坏机理。结果表明：砂岩层未发生滑动,滑动面为砂岩层和板岩层的交界面,滑面中出现的裂纹主要以拉剪裂纹为主;边坡坡脚对抑制边坡变形起到关键作用,在施工时应尽量避免切脚开挖,研究结果与滑坡变形破坏实际较为相符,可为水电站边坡施工及安全运行提供参考。     

现场直剪试验在顺层岩质边坡勘察中的应用

岩体结构面是控制岩质边坡稳定性的重要因素。在对顺层岩质边坡结构面做现场直剪试验的基础上,对试验结果进行了对比分析,得出结构面抗剪强度参数,提出了边坡支护方案。     

顺层岩质边坡抗滑桩弯折破坏模型及试验研究

悬臂式抗滑桩是边坡工程有效防护手段,由于岩土体介质及滑坡结构的特殊性,其在滑坡推力及锚固反力共同作用下的桩身力学行为有待进一步研究。基于顺层岩质边坡的地质结构特性及顺层滑移模式,对抗滑桩锚固段的桩后土体抗力进行分析,分别考虑土体抗力为矩形、三角形和梯形分布情况,建立悬臂式抗滑桩力学模型,研究抗滑桩在顺层边坡滑坡推力及土体锚固反力共同作用下的弯折破坏位置,得到了抗滑桩锚固段弯折破坏位置与抗滑桩的长度、埋深以及滑移面的剪切力的关系及其表达式。通过试验对模型进行验证,对抗滑桩的理论弯折破坏位置进行实际对比。结果表明:在此种滑移模式下,悬臂式抗滑桩的锚固反力按梯形分布计算时,理论模型计算结果与试验结论有较好的一致性,而在按照矩形或三角形分布计算时,理论结果与试验结论相差较大。所以,在施工设计过程中,应在计算得出的悬臂式抗滑桩弯折破坏位置布置较密的抗弯钢筋或按最不利条件计算最大弯矩,确保抗滑桩的承载能力满足要求。     

反倾互层岩质边坡挖方稳定性的建模分析

现有反倾互层岩质挖方边坡的稳定性分析方法很难将动力载荷位移响应比参数控制在预警标准值以下,导致分析结果不够精准。分别从岩体强度、岩层组合结构、力学载荷作用、时间、不连续面力学特征等5个方面,分析影响反倾互层岩质边坡稳定性的要素条件,计算挖方边坡整体边坡角数值,根据损伤贯通区域发展原理分析失稳损伤破坏特征,计算挖方卸荷效应下的施工强度,构建反倾互层岩质挖方边坡的稳定性模型。实例测试表明,应用该稳定性建模分析方法后,随着边坡高度的不断增大,挖方动力载荷位移的响应比参数始终低于5.42,未超过预警标准值,可精准分析反倾互层岩质挖方边坡的稳定性。     

三峡船闸岩质边坡预应力锚固监测及机理研究

根据预应力锚索在三峡工程节理裂隙岩石边坡中的安装和监测结果,指出了预应力锚索锚固后锚固预应力的变化过程与特性,分析了预应力锚索锚固机理及影响锚固效果的因素.锚固预应力变化大致可分为, 预应力速损、锚固预应力波动变化和缓慢变化3个阶段.在节理裂隙相对发育的部位,比较锚固预应力的监测变化过程与降雨历时曲线,可以发现,降雨量及降雨历时对锚固预应力有一定的影响,这种影响要相对滞后.但降雨过后,随着裂隙水的消散,增加的锚固力也会消失,基本上会回到降雨前的预应力水平.对于多根预应力锚索,锚索的张拉对相邻锚索会产生影响,其邻近孔的锚固预应力略有减小.     

顺层岩质边坡稳定性极限平衡分析方法比较研究

顺层岩质边坡是影响工程岩体稳定性、导致地质灾害发生的典型边坡岩体结构类型。顺层岩质边坡的稳定性是边坡研究的重要内容。不平衡推力法、Sarma法和直线型分析法是应用广泛的边坡稳定性分析方法,在介绍这3种方法的基础上,以宜巴高速舒家槽大桥桥基顺层岩质边坡为研究对象,分析边坡岩体结构特征和破坏情况,运用这3种方法分析边坡的稳定性,并与边坡岩体结构特征和破坏情况进行比较分析。研究结果表明:Sarma法稳定性分析结果与边坡实际破坏情况非常吻合,更适合于节理裂隙发育的顺层岩质边坡的稳定性分析;不平衡推力法计算结果偏大;直线型分析法结果偏小,较保守。     

基于数值仿真的顺层岩质边坡支护稳定性分析

以长沙某矿坑顺层岩质边坡为研究对象,结合有限元数值分析软件Ｐｈａｓｅ2对边坡开挖应力状 态变化与潜在变形破坏模式进行仿真模拟,分析其支护效果,确定合理可靠的治理措施方案,并采用极 限平衡法进一步验证。结果表明:该顺层岩质边坡应力松弛区位于坡面中上部,由坡面向坡体内部呈现 出显著变化、渐变和基本不变的分布特征;该顺层岩质边坡的潜在变形破坏模式为顺层滑移－弯曲破 坏;采用预应力锚杆对该顺层岩质边坡进行支护,能有效提高边坡的稳定性。     

基于离散元法的顺层岩质边坡的地震响应分析

基于离散元法,结合某水电站厂房后缘顺层岩质边坡工程,研究缓倾角多结构面岩质边坡的地震响应规律及锚杆的加固效果,提出了该边坡抗震加固优化方案。研究表明:未加固顺层块状岩质边坡在地震过程中位移呈现阶梯式增长,地震结束时刻边坡岩块松散崩落;加固后边坡位移显著减小,且能在地震作用下保持稳定;锚杆的剪力响应与其附近结构面的相对位移相关性强,表明锚杆附近岩层面间的相对位移是激发锚杆加固作用的主要因素,在坡面出露且出露点低的岩层面在地震作用下相对位移较大,对应的锚杆承受剪力也较大,据此可更合理地布置锚杆。     

岩质顺层破碎采石场开挖边坡稳定性分析

以宜昭B4取料场边坡为实例,选取边坡单级坡高、开挖坡度、支护方式等3个典型影响因素进行分析,利用ABAQUS建立边坡三维有限元模型,模拟了边坡开挖、支护施工过程,计算出各开挖支护方案下坡体的水平及竖向位移随开挖时步的变化情况,并结合强度折减法,将安全系数作为边坡稳定性评判标准。结果表明：同一边坡在工况相同时,支护方式对边坡稳定性影响最大,其次是边坡坡度,单级坡高影响最小。经优化后降低单级坡高（10m）、减缓边坡坡度（1∶1）、采用喷锚联合支护,此方案下边坡支护结构面上最大竖向位移为3.67mm,最大拉应力为0.73MPa,最大水平位移出现在边坡坡脚与平台上,为1mm;边坡开挖支护后的安全系数为1.46,大于规范中边坡稳定安全系数1.35。     

基于安全性和经济性多目标优化的岩质边坡锚固计算方法

以节理岩质边坡为研究对象,基于塑性力学的极值理论,将滑动面的安全系数和锚固造价共同作为目标函数,将锚固力方向、锚杆长度、结构面的剪力和法向力作为决策变量,结合岩块的平衡方程约束条件、结构面的屈服条件和锚杆的附加约束条件,建立安全性和经济性多目标的岩质边坡锚固非线性数学规划模型,最后采用线性加权和法求解多目标规划模型得到安全系数、锚固造价的最优值以及最优锚固角,该方法具有概念明确、计算精度高等特点。     

顺层岩质边坡让压型抗滑桩预加固性能研究

让压型抗滑桩是针对顺层岩质边坡研发的预加固结构,为了探究其预加固性能,首先分析了让压型抗滑桩预加固机理,其次以变形和应力作为参考指标,采用了物理模型试验结合数值仿真的方式对让压型抗滑桩与传统抗滑桩进行对比,最后探究了让压层厚度、锚固段长度、让压层弹性模量对让压桩加固效果的影响。结果表明：(1)边坡预加固结构让压型抗滑桩是通过让压层的设置诱发潜在滑体产生微弱变形,发挥岩层层面间抗剪强度的有利作用,改善桩身位移和应力状态;(2)让压型抗滑桩支护时岩层下滑的位移明显增大,而作用在桩身的侧向压力相较于普通抗滑桩有所降低,较好地提升抗滑桩的抗滑效果;(3)让压桩预加固效果随锚固段长度的增大呈现逐渐变优的趋势,而随让压层厚度、让压层弹性模量的增大呈现先变优后变差的趋势。     

抗滑桩锚固长度对多层土质边坡抗滑能力的影响

为探索抗滑桩的锚固长度对多层土质边坡抗滑能力的影响,以珠三角地区工程案例为原型,运用商业软件进行模拟,并采用实际案例的实测值验证了模型计算结果的准确性。研究表明：抗滑桩水平位移最大发生在桩顶,随后沿铅锤方向减小,锚固深度从6m增加到16m,水平位移增加1.04%;桩身最大弯矩发生在距桩顶约4m处,随锚固深度增加,最大弯矩增大4.36%,最大位置不变;不同嵌固深度的抗滑桩,水平位移和弯矩均随着坡顶荷载的增加而增大,荷载从0kPa增加到20kPa,桩顶水平位移增大75%,桩身最大弯矩增加70.21%;当嵌固深度达到12m时,抗倾覆Kov值满足一级支护安全结构等级规范值1.25,故抗滑桩锚固长度为12m时为最优深度。