公路高边坡灾变机理及滑动力响应规律分析

降雨是导致和诱发滑坡的主要因素,据调查我国大约68%的滑坡灾害是由于降雨作用所致。因此,揭示降雨诱因与边坡岩土体劣化变形之间的关联性,是从根本上防治降雨诱发滑坡灾害的基本途径。本文以大广高速新丰段边坡为例,对降雨诱发边坡失稳破坏模式展开研究。首先,建立降雨与开挖条件下的大广高速新丰段边坡的三维数值计算模型,分析了滑坡应力场和位移云场演变规律,确定了滑动面埋深(H=14m)和滑动面地表出露位置,并发现滑动面出露处呈“后缘张拉V型裂缝、舌部挤压隆起变形”为主的破坏模式,坡面以蠕滑变形为主的破坏模式;最后,开展了新丰段边坡“耦合锚索框架梁+抗滑桩”加固设计及可行性数值模拟分析,结果表明在抗滑桩加固位置,坡体Z方向变形量减小,最大变形量仅为9mm,满足边坡控制要求;最后,在新丰段边坡上建立了公路边坡滑动力综合在线安全监测预警系统,揭示了滑动力随降雨量的动态响应规律,监测数据显示随着降雨增大,深部滑动力发生突增,边坡变形,主要破坏形式包含框架梁开裂、坡面岩土体呈“舌”状破坏,为类似公路高边坡的安全监测和变形机理研究奠定了理论和实践基础。     

支挡结构的发展和展望

支挡结构包括挡土墙、抗滑桩、预应力锚索等支撑和锚固结构,是用来支撑、加固填土或山坡土体,防止其坍滑以保持稳定的一种建筑物。在铁路、公路路基工程中,支挡结构被广泛应用于稳定路堤、路堑、隧道洞口以及桥梁两端的路基边坡等,主要用于承受土体侧向土压力。     

无碴轨道过渡段沉降差异分析

针对当前高速铁路客运专线采用的无碴轨道技术,分析其中路桥过渡段沉降差异形成原因,结合路基沉降变形与路基填土压实度的关系,对不同路基基底层状况下的路基沉降变形结果运用FLAC2D方法建立模型进行模拟对比,以验证高速铁路路基软基处理的效果.     

原位孔内剪切试验在路基边坡支护设计中的应用

为了对边坡的合理设计提供严密的参考依据,采用原位孔内剪切试验测试了某路基边坡填土的抗剪强度,对不同工况下的边坡支护效果开展数值模拟分析.结果表明,该路基边坡填土压实质量欠佳,呈现轻微的应变硬化特征,其内摩擦角为24°,黏聚力为12 kPa.采用桩基托梁挡墙支护后,边坡最大横向位移可以降低76.5％～84.5％,且随着桩长的增加,边坡变形逐渐减小,但减小幅度呈下降趋势;边坡全局应变水平相比支护前也有所减小,局部最大剪应变明显降低,滑弧特征被削弱.因此,可采用原位孔内剪切试验较为准确地获取边坡填土的强度参数,使得边坡支护设计更合理.     

刚柔复合抗滑桩受力与变形特性数值模拟分析

基于某高速公路路堤边坡支挡工程,采用有限差分软件FLAC3D分别建立普通刚性抗滑桩和刚柔复合抗滑桩加固边坡的三维数值模型,对比分析两种抗滑桩结构的受力与变形特性,进而探讨柔性材料厚度、柔性材料弹性模量及抗滑桩弹性模量等关键设计参数对刚柔复合抗滑桩受力与变形特性的影响.研究结果表明:与普通刚性抗滑桩相比,刚柔复合抗滑桩可以明显减小桩身弯矩、剪力及桩侧土压力,但会在一定程度上增大桩身自由段和填土的水平位移;增大柔性材料厚度可在一定范围内减小抗滑桩内力和桩侧土压力,但减小程度有限,柔性材料弹性模量对抗滑桩受力特性影响较小;适当减小抗滑桩的弹性模量可以明显降低抗滑桩内力.     

支挡结构类型及设计原则分析

支挡结构分为支撑结构和锚固结构,主要包括挡土墙、抗滑桩、预应力锚回等等。支挡结构是用来支撑、加固填土,防止坍塌从而保持稳定的一种建筑物。支挡结构在铁路或者公路路基中主要是承受土体的侧向压力．支挡结构广泛应用在稳定路基、隧道洞口、桥梁路基边坡等工程上。然而在水利、房屋的建设中主要用于加固河流岸壁、基坑边坡等。     

四川凉山州某水库右岸趾板边坡的变形特征及机制研究

为探究边坡开挖过程中,坡体内应力、应变的变化,进而分析边坡的变形机理,本文以四川凉山州某水库右岸趾板边坡为研究对象,通过现场调查、勘探,查明了边坡的基本地质条件、变形破坏特征等,结合地质历史分析方法及FLAC3D数值模拟对边坡的变形机制进行了详细研究.结果表明:该边坡经过人工开挖后,前缘临空条件变好,在施工、降雨等众多因素影响下,边坡变形模式为开挖卸荷、回弹,局部拉裂—蠕滑阶段、前缘局部滑塌解体阶段、后缘拉裂变形阶段;随着开挖的进行,最大剪应变增量逐渐增加,且集中于边坡开挖前缘部位,最大剪应变在剖面上随着向边坡内部呈圆弧形逐渐减小.坡体位移也随着开挖的进行逐渐增加,最大至48.37cm,与现场监测资料边坡趋于蠕滑变形时的位移量基本吻合.     

抗滑桩抗滑机理及锚杆抗滑桩工程应用

在土体滑坡中,由于桩径和刚度较大,悬臂式抗滑桩和埋入式抗滑桩水平变形远小于坡体变形,容易导致桩体后侧坡体发生局部开裂.在对悬臂式和埋入式抗滑桩变形和受力分析的基础上,结合某路基滑坡加固工程实际,提出锚杆抗滑桩加固结构.作为一种埋入式抗滑结构,它既克服了悬臂式抗滑桩内部受力不合理的问题,又解决了普通抗滑桩容易引起的桩体后侧坡体局部失稳的问题.运用FLAC计算软件对路基加固工程中的锚杆抗滑桩的受力进行数值模拟计算.     

土压力类型和性质分析

支挡结构包括挡土墙、抗滑桩、预应力锚索等支撑和锚固结构,是用来支撑、加固填土或山坡土体,防止其坍滑以保持稳定的一种建筑物。在铁路、公路路基工程中,支挡结构被广泛应用于稳定路堤、路堑、隧道洞口以及桥梁两端的路基边坡等,主要用于承受土体侧向土压力。根据墙的位移方向和大小,作用在墙背上的土压力可分为主动土压力、静止土压力和被动土压力三种。其中主动土压力最小,被动土压力最大,静止土压力则介于两者之间。     

联合h型桩在滑坡体阻滑中应用数值模拟研究

抗滑桩在边坡加固工程中应用广泛且效果显著,但在大型滑坡体治理时,往往需要多桩联合作用来加强阻滑效果,此时抗滑作用如何分析缺少理论依据。利用结构单元建立了节点耦合的h型桩与桩间横梁、桩后锚索共同作用模型,并自开发程序识别潜在滑动面形成了基于数值模型的h型桩自动施加方法,并可自动计算桩截面参数,然后利用有限差分法进行变形稳定分析。在此基础上对比分析了降雨工况下h型抗滑桩联合支护与单桩支护对边坡稳定性的影响。研究结果表明:h型抗滑桩联合支护在大型滑坡支护工程中效果明显,桩体能够承受更大抗滑阻力及变形;支护效果受桩体支护高程影响,抗滑桩主体布置在边坡中部时效果最佳,支护位置随着坡底到坡顶,强度折减得到的安全系数呈现先增大后减小的趋势;研究成果可为滑坡体支护工程的实际应用提供参考。     

开挖及降雨作用下土质边坡变形 破坏机理

本文基于现场变形调查和数值模拟分析,研究了华安县大坑村滑坡在人工开挖以及降雨条件下的变形特征,计算了不同开挖时步以及不同工况下的边坡稳定性系数,并探讨了该滑坡的变形破坏机理.结果表明:开挖过程中,边坡前缘抗滑阻力减小,前缘部位最先产生变形,牵引中后缘坡体表面产生张拉裂缝,降雨期间雨水沿裂缝渗入坡体,岩土体容重增加,岩土体抗剪强度降低,最终诱发深层滑移破坏.分析表明,人工开挖及降雨入渗是大坑村土质边坡产生深层滑移破坏的主要影响因素.深层滑移破坏后,边坡岩土体结构松散,在暴雨作用下,再次诱发滑坡前缘浅表层松散体产生圆弧面滑移破坏.     

抗滑桩加固路基边坡研究进展及应用

对抗滑桩加固路基边坡的国内外现状进行了概述。提出了抗滑桩在设计计算方面存在的一些问题,如抗滑桩的受力状态与桥桩受力状态的区别,滑坡推力与桩前滑体抗力的分布规律,锚固段长度的确定等,以此为抗滑桩在加固路基边坡方面的设计计算提供有用的参考。     

模拟降雨下微膨胀性路基膨胀变形行为试验研究

为分析微膨胀性填料在高速铁路中的适用性,建造1:2大比例无砟轨道微膨胀性安山岩路基,并对路基进行模拟降雨试验。通过对路基土体湿度、隆起变形进行监测,研究模拟降雨作用下无砟轨道微膨胀性路基的膨胀变形特征及其对轨道结构的影响。研究结果表明:在降雨作用下,微膨胀性安山岩路基发生隆起变形,轨道板中心线处最大隆起变形为0.901 mm;路基隆起变形沿路基横向呈非均匀分布特征,路基面隆起变形随着距路基中线距离增加而增加,而路基坡面隆起变形减小;路基内应力场与湿度场的非均匀分布特征引起路基发生不均匀隆起变形和轨道板发生翘曲变形,进而导致轨道板产生倾斜,轨道板最大倾斜角度为5.42×10~(-3)(°);对于微膨胀性填料路基,施加合适的上覆荷载可显著减小轨道板的隆起变形及其倾斜程度。     

抗滑桩的研究进展

抗滑桩作为加固滑坡体的一种有效措施,与其它抗滑工程如抗滑挡墙、锚杆等相比,具有抗滑能力强、施工安全简便,并能进一步核实地质条件等突出优点,现已广泛应用于边坡工程中.对抗滑桩在边坡工程中的研究进展及应用情况做了论述,同时也对现阶段普通抗滑桩设计中还存在的一些问题进行了分析,并对以后可能的研究方向提出一些新的思考.     

长期降雨对路堤填土变形和压实度影响分析

针对潮湿多雨地区典型路基填土,在京台高速公路高液限路堤填土试验研究的基础上,选取典型断面利用Geo Studio有限元软件开展数值模拟研究,考虑非饱和路堤填土的应力和渗流耦合进行固结分析,研究在长期降雨工况下路基沉降变形规律,进而分析长期降雨对变形和压实度的影响规律以及压实度与路基沉降之间的关系。研究表明:对于不同含水率填土路堤,无论是连续施工和间歇施工,竣工期的沉降量占了总沉降量的绝大部分,竣工时和沉降稳定后路堤的最大沉降量都随含水率的增大而增大。当遇长期降雨时,竣工和沉降稳定时路堤的沉降量都比无降雨时大;长期降雨情况下路堤沉降稳定时压实度增量比无降雨时大。     

填土边坡稳定性评价及其抗滑桩设计方案的探讨

在介绍一中型填土边坡破坏的基础上，对其稳定性进行了分析评价，并应用抗滑桩的极限承载理论和绕流阻力理论探讨了该边坡的支护设计，对该土质边坡，提出了一套具有一定参考价值和针对性的抗滑桩设计方案。     

怀邵衡铁路DK324边坡坍滑分析及处理方案优化

怀邵衡铁路DK324路堑边坡开挖后坍滑而形成滑坡,通过现场勘探、调查测绘、原位测试及室内试验对边坡坍滑体的空间形态、坍滑体物质组成、结构特征及水文地质进行调查,分析了边坡坍滑成因.利用有限元方法对单排桩、双排桩和刚架桩三种抗滑桩进行计算,对比不同桩型的弯矩、剪力和水平位移,结合现场施工的安全因素,确定了刚架抗滑桩处理方案.长期监测数据表明,刚架抗滑桩的处理效果明显.该方案对同类工程有一定借鉴和指导意义.     

暴雨、地震作用下堰沟隧道洞口边坡稳定性分析

堰沟隧道麻柳湾端洞口边坡地处岩堆体地段,地质条件复杂,岩堆的存在严重弱化了边坡的稳定性。文章通过数值模拟计算分析了堰沟隧道麻柳湾端洞口边坡在自然状态、暴雨及地震状态下的稳定性,研究了锚杆抗滑桩加固作用下的加固效应。研究结果表明:暴雨、地震对洞口边坡的影响很大,地震的影响尤甚,在没有加固措施的情况下,洞口边坡的稳定性很差;通过增加锚杆抗滑桩加固后,锚杆轴力在暴雨、地震状态下急剧增加,加固效果显著。计算结果对堰沟隧道的设计和施工具有指导作用。     

基于应力吸收-防水层的铁路基床结构动力特性分析

依托云桂高速铁路膨胀土路基工程,开展新型应力吸收-防水层基床结构研发工作,借助模型试验和数值模拟方法,对膨胀土路堑新型基床动力特性进行对比研究.结果表明,应力吸收-防水层材料力学性能可满足长期浸水和振动荷载共同作用下的要求;基床动应力随深度近似呈指数型衰减;基床动力响应受服役环境影响显著,降雨和地下水位上升均会加剧动响应变化程度;干燥和降雨条件下,路基竖向变形随激振次数增加先增大后逐渐趋于稳定,地下水位上升会加剧地基膨胀土产生膨胀变形,路基竖向变形表现为"上抬";铺设应力吸收-防水层能够减少高速列车荷载作用下引起路基结构的振动,加快基床结构内振动响应的衰减,增强路基结构系统的整体稳定性.研究成果可为膨胀土地区高速铁路建设及理论研究提供参考.     

公路边坡开挖稳定性分析及其远程实时监测

随着我国交通基础设施建设的快速发展,公路边坡稳定性分析与滑坡整治设计等工程问题越来越多。以某高速公路边坡工程为例,在分析工程地质条件和开挖扰动的情况下,利用FLAC3D数值模拟软件,模拟边坡整个开挖过程及开挖后边坡在未支护与不同加固方案下的变形情况与稳定性特征;并计算安全系数。依据工程地质条件分析与数值模拟结果,在边坡关键部位安装5套滑动力远程实时监控系统。数值模拟分析表明随着逐步开挖的进行,边坡稳定性明显下降;开挖完成后,在未加固状态下会发生沿坡面的滑移破坏;采用抗滑桩与预应力锚索加固措施后边坡的变形得到了很好地控制;通过对滑动力远程实时监测结果分析得出边坡目前处于稳定性状态的结论。