植物摩擦型根-岩土相互作用的初步研究

草本、灌木植物及木本植物的侧根与岩土体相互作用是类似的,都对边坡岩土体起到摩擦加筋的作用,使边坡土体成为土与根的复合材料,在浅层边坡岩土的加固中起到重要作用,从而提高土体强度,达到使边坡浅层土体稳定的目的.但是目前的研究仍然停留在定性地分析根与土体的作用关系上,本文试图在定量分析摩擦型根和岩土相互作用原理方面做些探索性的工作,通过对草本植物的根系(包括木本植物的侧根系)与岩土体的相互作用的研究分析,建立了摩擦型根-土力学作用模型,运用云南松野外实验结果验证了模型预测的正确性.力学模型的建立为定量地分析植物根系与土体的相互关系提供了重要的理论指导,具有一定应用价值.     

复工高速公路路堑边坡防护稳定性研究

为复工研究路堑边坡防护的稳定性,以萍洪高速公路挖方段K12+565为研究对象,采用FLAC 3D软件对土袋凹陷、护面墙裂纹现象以及边坡岩土体进行研究,分析其位移大小和应力集中情况。结果表明,土袋回填支护发生的凹陷位移较大,护面墙内部出现了较强的应力集中;由于岩土体也出现了较强的剪应力集中,将护坡体拆除后,容易出现边坡破坏现象,需增加锚杆支护。以4 m、6 m、8 m、10 m长度的锚杆作为研究对象,对增加锚杆支护后的边坡塑性区进行计算分析,发现采用10 m长度锚杆进行支护可有效减少边坡的塑性破坏,有利于边坡的稳定。     

干热河谷不同岩土组成坡地的降水入渗与林木生长

坡地对降水的入渗能力是决定干热河谷坡地土壤水分条件和林木生长的重要因素, 坡地入渗能力低是造成干热河谷土壤干旱的主要原因之一. 由于岩土孔隙状况的差异, 不同岩土组成坡地的入渗能力差异较大. 片岩坡地入渗速率为1.40～8.67 mm/min, 砂砾层坡地为6.33 mm/min, 砾石层坡地为0.69～2.20 mm/min, 轻度侵蚀泥岩坡地为0.6～1.3 mm/min, 强度侵蚀泥岩坡地为0.03～0.63 mm/min. 泥岩坡地土体黏重板结, 入渗能力弱, 天然降水入渗少, 对土壤水分的有效补充较少. 在干旱季节土体极其干旱, 林木生长停止, 甚至受到干旱的生理伤害枯死, 林分生产力低, 极难恢复森林植被. 片岩坡地、砾石层坡地、砂砾层坡地等石质山地土体裂隙发育, 入渗能力强, 天然降水入渗多, 对土体水分的有效补充较多, 在干旱季节岩土深层有少量有效储水供林木吸收利用, 维持其正常生理活动的水分需要, 林木生长较泥岩坡地上的林木生长快, 林分生产力高. 干热河谷的植被恢复应针对不同坡地类型生境的土壤水分条件, 主要依靠优势生活型植物种类, 进行乔-灌-草不同生活型植物类型的合理配置, 建立起植被与生境土壤水分条件的群落生态关系, 方能达到成功的目的. 另一方面, 增加降水入渗的造林整地措施和集流入渗的工程措施是干热河谷植被恢复的主要技术关键之一.     

吴家沟赤泥尾矿库初期坝稳定性分析

吴家沟尾矿库初期坝包括下部天然岩土体初期坝和上部土石混填初期坝两部分。在分析初期坝基本特征的基础上,把初期坝视作重力式档土墙结构,采用极限平衡法计算堆积坝对初期坝的静止土压力和主动土压力,应用抗剪强度公式分析上部初期坝与基岩之间坝基面的抗滑稳定性,得到无水和有水工况下静止土压力和主动土压力作用下坝基面抗滑稳定安全系数,其安全系数值明显大于规范规定的安全系数。采用ABAQUS有限元软件对初期坝应力特征进行分析,初期坝(包括天然坝体和堆石坝体)的最大剪应力及最大竖向应力分别小于坝体的抗剪强度和抗压强度,初期坝是稳定的。     

顺兴露天矿顺倾软弱基底内排土场稳定性研究

以顺兴露天矿内排土场边坡为研究对象,以Mohr-Coulomb准则作为边坡失稳判据,基于强度折减理论,应用有限差分软件FLAC3D对顺倾软弱基底内排土场稳定性进行了数值模拟研究,通过分析边坡的应力分布特征、位移分布特征,确定了边坡的破坏模式,揭示了滑坡机理。研究结果表明,顺兴露天煤矿内排土场边坡处于稳定状态;滑坡是在拉-剪复合作用下形成的,潜在滑坡模式为以基底弱层为底界面的切层-顺层滑动;该弱层附近产生的应力集中是边坡发生剪切破坏的外在因素,基底岩土体在载荷作用下发生破坏是边坡整体失稳的直接原因。     

可用于川藏公路高陡边坡的两种加固新技术

抗滑桩是岩石边坡加固工程中应用非常普遍的一种方法, 而锚固洞在水利水电工程的边坡加固中也得到了多处应用. 但在应用过程中发现存在着一些不足之处. 作者利用预应力结构抗拉能力强的优势, 发明了预应力锚梁和预应力抗滑桩这两项边坡加固新技术, 以克服一般抗滑桩和锚固洞的缺点. 这两项新技术集工程勘察、加固、排水、监测和补强于一体, 使边坡的加固效果更好, 检测更加方便, 功能与成本之比即价值得到大幅度的提高. 若将其应用到川藏公路滑坡灾害的防治上, 可望取得很好的加固效果.     

钢花管压力注浆型抗滑挡墙在振清公路K64+600桥滑坡治理中的应用

钢管压力注浆型抗滑挡墙是一种将注浆方法与微型桩群方法联合使用的技术,可将滑坡中的一部分滑动体加固成抗滑体来达到对滑坡治理的目的。以振清5标K64+600桥滑坡为例,详细介绍钢管压力注浆微型桩设计、注浆参数的选定及抗滑挡墙的设计方案,并采用标准贯入试验和现场试验检验的方法,分析验证采用钢花管压力注浆型抗滑挡墙后滑坡土体的强度得到很大提高。结果表明,该方法加固效果显著,能够达到滑坡治理的目的。     

水库消落带串珠式柔性护岸技术及其应用

以消浪固土为护坡目标,通过设计一种串珠式柔性护坡构件,在水陆交界面形成一个连续的波浪缓冲带,降低波浪冲刷力,保护消落带表层土壤。并在构件栽植孔中种植牛鞭草、狗牙根、香根草等水土保持植物,有效发挥植物根系的固土护坡作用,从而实现生物-工程相结合的消落带库岸防护。该技术具有稳定性高、适应性强、消浪作用好以及环境友好的特点,可显著减轻波浪对消落带坡面的侵蚀作用,保护消落带土壤,美化消落带环境。     

采用非相关联应力应变关系的三维边坡稳定分析

本文提出了一个用于滑坡分析的三维边坡稳定分析新方法．这一方法推广了建立在摩尔．库仑相关联流动法则基础上的三维边坡稳定分析上限解方法．以往经验表明，在三维分析中，某一条柱按相关联法则以摩擦角剪胀有可能在几何上是不成立的．本文介绍的新方法提出了一个二元速度场的概念：（i）首先，建立一个代表岩土材料真实变形特征的塑性速度场；（ii）再建立一个用于功能平衡方程式求解的安全系数的虚速度场．这一新方法允许输入任意的材料剪胀角，从而较好地解决了上限解方法以摩擦角剪胀时几何上可能不成立和相应的计算收敛问题．本文还介绍了此法在一个混凝土重力坝深层抗滑稳定分析中的实际应用．     

含顺倾弱层土岩复杂边坡的二维和三维计算结果分析

通过用2D/3D有限差分强度折减法计算,揭示了二维和三维稳定性系数(F2/F3)同弱层角度、厚度的变化规律,并分析2D/3D变化规律形成的内在机制。计算结果表明,F2/F3和最大位移不同的根本原因是边坡滑体存在三维端部效应,滑体两侧的边坡体有侧向约束作用;对于这种顺倾弱层边坡,应用2D/3D分析相结合的方法进行研究是一种较为恰当的选择。     

降雨入渗过程中土质边坡的固-液-气三相耦合分析

边坡降雨入渗过程伴随着地下水湿润锋面的推进、孔隙气体的迁移和土体的变形,涉及土体固-液-气三相耦合作用.以往对边坡在降雨入渗条件下的非饱和渗流过程及其对边坡稳定性的影响研究大多基于单相流（Richard方程）模型或水-气两相流模型,而较少从固-液-气三相耦合角度分析孔隙气体迁移和土体变形对降雨入渗过程和稳定性变化过程的影响.本文基于连续介质力学原理和混合体理论,建立了边坡土体固-液-气三相耦合数学模型和有限元数值模拟方法.采用Liakopoulos砂柱排水实验成果验证了耦合模型和计算程序的正确性,深入分析了气体边界条件对排水过程的显著影响.在此基础上,采用固-液-气三相耦合模型,研究了土质边坡在降雨入渗过程中的地下水渗流、气体迁移以及变形和稳定性演化过程,揭示了孔隙气体迁移过程和土体变形过程对边坡湿润锋面的推进以及稳定性变化的阻滞和延缓作用.研究成果对于暴雨诱发滑坡机理与防治研究具有一定参考价值.     

基于FLAC3D的深基坑开挖对近距离建筑的安全影响研究

为了解决深基坑开挖过程中邻近建筑物的安全问题,结合某隧道匝道基坑工程实例,用FLAC3D数值模拟软件对基坑及周边建筑进行虚拟建模,模拟分析不同土体加固的效果。分析了土体加固对基坑开挖应力场、位移场的影响规律以及对近距离大型建筑物的保护作用,并与现场基坑开挖施工过程中的监控量测数据进行对比。研究结果表明:在有土体加固的工况下,可以提高本区段坑内土体抵抗变形的能力,对基坑开挖所引起的土体扰动具有良好的阻断作用。建筑物的沉降量得到了较为有效的控制,在基坑开挖过程中,整体沉降过程较为稳定,沉降发展较为平缓,可为邻近建筑物的深基坑开挖提供一定的借鉴。     

基于FLAC软件对超高边坡加固的稳定性分析

采用似圆弧状潜在滑动面模型和传递系数法对红透山铜矿工业场地超高边坡的稳定性系数及剩余下滑力和支护力进行计算。根据该边坡的加固方案借助FLAC软件对该加固方案的稳定性进行了计算和分析,为边坡加固提供了可靠的参考依据。结果表明,该加回方案能够保证边坡的稳定,可作为类似工程参考。     

RC梁-柱中节点核心区剪切破坏及尺寸效应数值分析

钢筋混凝土梁-柱中节点核心区剪切破坏具有脆性特征,因而其抗剪强度可能存在尺寸效应.在已开展的物理试验研究基础上,采用数值试验方法扩展讨论了结构尺寸(节点最大截面尺寸为900 mm×900 mm)、轴压比和体积配箍率对钢筋混凝土梁-柱中节点破坏机制与失效模式的影响,并揭示了它们对剪切强度尺寸效应的影响规律.研究结果表明:(1)单调加载下,梁-柱中节点展现为核心区的脆性剪切破坏,名义剪切强度具有明显尺寸效应;(2)轴压比的增大可提高中节点的抗剪承载力,同时强化了剪切强度的尺寸效应;(3)体积配箍率的增大将增强节点的抗剪承载力,但会削弱剪切强度的尺寸效应.此外,经典的Ba?ant材料层次尺寸效应律可描述中节点剪切破坏的尺寸效应行为,但其无法描述轴压比与配箍率的定量影响.     

基于变形时间效应的高速铁路地基压缩层厚度计算方法

路堤荷载作用下地基变形是高速铁路路基沉降的主要来源,地基有时间效应的变形是引起高速铁路长期服役性能劣化的核心因素,掌握具有变形时间效应的地基土层区域是合理计算地基工后沉降、优化地基加固方案的技术关键.基于分形的无标度特性,确立塑性变形速率随时间的分形关系,揭示了地基土变形随荷载水平呈现快速稳定、长期稳定、长期破坏和快速破坏的四种演化状态类别,提出了表征变形速率变化快慢的土体变形状态"分维数判别法";开展了单元结构填土模型和三轴流变试验,获得了中低压缩性粉质黏土的变形状态荷载阈值及其与抗剪强度或极限承载力的比值;基于摩尔-库伦准则,采用强度折减方法,获得了地基土变形状态强度参数,结合地基土中应力,得到了由库伦强度理论表达的变形状态控制方程,明确了地基沿深度具有时间效应变形区域的深度即为基于变形时间效应的地基压缩层厚度.提出的"时间效应法"确定压缩层厚度为进一步完善高速铁路的地基沉降计算提供了理论依据和实验支撑.     

指数平滑模型参数反分析及应用

边坡预测是基于现有的各种监测资料分析和预测未来边坡位移或应力发展趋势,从而分析判断边坡在未来某一时期内是否稳定,或者预测滑坡发生时间的过程.反分析方法已经成为目前解决复杂岩土工程的主要方法之一,在岩土工程中得到越来越多的应用.基于现场的监测时间序列,应用岩土工程反分析方法反演指数平滑预测模型的参数,建立其预测模型,并应用于高边坡的变形预测中.通过应用,论证了参数反演后的指数平滑预测模型的有效性和普适性,并发现该预测模型适合于中短期预测,建议应用该模型进行高边坡变形的短中期预测.     

三维边坡稳定性的整体分析法及其工程应用

在水利水电工程中,有时需要考虑带有平行于滑动方向的侧向摩擦边界的滑动体的整体稳定性问题,现有的三维极限平衡法及其商用软件都没有考虑这种情况．因此其三维安全系数会被低估,而基于三维反演的滑面抗剪强度会被高估．本文将滑动体的侧向摩擦边界视为滑面的一部分,基于滑面法向应力表达式和分片插值技术,实现了能够考虑带有侧向摩擦边界的滑动体的三维严格极限平衡法．最后将所建议的方法用于正在建设中的大岗山水电站右岸坝顶高程以上边坡稳定性分析．     

露天矿土-岩复合边坡形态优化及失稳机理研究

针对露天矿土-岩复合边坡构成及失稳破坏模式的复杂多样性,以依兰露天矿为研究背景,应用极限平衡分析法和强度折减法分别对采场、排土场及二者构成的土-岩复合边坡稳定性进行了分析,优化边坡最终形态,研究其滑坡模式与机制。结果表明：当采场边坡角41°,与排土场相距80m时,复合边坡达最优形态,边坡破坏模式为在自重力作用下,坡面向外蠕变引发的圆弧滑动;极限平衡法简单、可靠,其与强度折减法相结合可弥补各自的不足,结果可靠,便于复合边坡的优化设计。     

高速列车运行于软土地基线路引起的地面振动研究

基于车辆-轨道耦合动力学理论和有限元方法,建立了高速列车-轨道垂向耦合模型和轨道-土体有限元模型,提出了一种研究列车作用下地面振动问题的数值模拟方法.以高速铁路软土地基线路为例,分析了高速列车运行引起的地面振动特性,并探讨了采用水泥土搅拌桩加固软土地基对地面振动水平的影响.结果表明：当移动荷载速度达到土体表面的Rayleigh波波速时,匀质土体会产生类似于结构物共振的现象,而土体阻尼的存在能有效地降低地面振动水平,同时抑制临界车速下振动的突增;随着高速列车运行速度的增加,地面振动水平会不断提高,车速对地面振动的影响主要体现在近轨道区域内;软土地基加固后,地面振动位移和加速度均有不同程度的降低,距离地基加固区越近,水泥土搅拌桩的加固和减振效果越明显.     

装配预制梁抗剪性能影响因素分析

为研究装配梁斜截面抗剪性能,设计了2根装配预制梁和1根整浇对比梁进行抗剪承载力试验,分析企口位置不同的装配预制梁的抗剪力学性能。采用有限元软件ADINA,建立6根装配预制梁模型,通过对设计的6根装配预制梁进行数值模拟,研究装配预制梁不同剪跨比和配箍率对抗剪承载力、构件破坏形态以及箍筋应力的影响。研究表明:在加载过程中,装配预制梁企口区域内的裂缝延伸较快,截面刚度有所削弱,但斜截面抗剪承载力特性和变形能力与整浇对比梁相似,开裂荷载和极限荷载与对比梁基本相同;钢筋混凝土梁抗剪承载力随剪跨比的增加而明显减小,而在其他参数相同时配箍率对抗剪承载力的影响较小。