有限元强度折减法在膨胀土堑坡滑坍分析中的应用

由于膨胀土路堑边坡滑坍机理复杂，用传统分析方法难以作出合理的分析和解释．有限元强度折减法采用土的非线性弹塑性本构模型，考虑膨胀力的作用，通过对坡体的应力、应变分析计算，可获得其变形过程和潜在滑面，还能采用安全系数来评价边坡的稳定性．为此，在合理考虑边坡土体强度参数取值的基础上，以面力方式引入膨胀力，尝试用有限元强度折减法和Ansys软件，分析了广西南宁-友谊关高速公路膨胀土堑坡滑坍规律，所得结果令人满意．     

干湿循环作用下平缓型膨胀土边坡失稳破坏机制研究

以广西壮族自治区宁明某膨胀土边坡实体工程为背景,分析平缓型膨胀土边坡的滑塌演变特征及其致滑机理.结合轻型动力触探试验结果与布设的测斜管破坏情况,获取该膨胀土边坡滑裂面深度及形状.然后,通过干湿循环试验和直剪试验对比分析边坡滑裂面处膨胀土与干湿循环作用下坡体膨胀土的抗剪强度参数的差异.最后,基于Janbu法,引入膨胀力,...     

膨胀各向异性对非饱和膨胀土边坡稳定性的影响

为揭示降雨入渗条件下膨胀土膨胀各向异性对边坡破坏的作用机理,引入2个与基质吸力相关的弹性模量描述膨胀的各向异性行为,对非饱和土非线性弹性模型进行修正,并通过室内膨胀试验结果对模型的可靠性进行验证.通过二次开发和有限元计算软件,建立可考虑膨胀各向异性的非饱和膨胀土边坡数值计算方法.依托湖北安猇路实体工程,针对膨胀各向异性...     

膨胀土边坡的失稳特征与稳定性分析

以湖北当阳某膨胀土边坡实体工程为依托,结合工程实际调研和现场测斜数据,观测上覆堆载和膨胀力作用下膨胀土边坡的失稳滑移位置及其形状特征,分析膨胀土边坡的滑动破坏特征及其致滑机制.结合膨胀土强度参数、膨胀力等物理力学指标,基于Bishop法、Janbu法等基本思想,推导上覆堆载和膨胀力作用下的膨胀土边坡稳定性计算公式.基于...     

基于非饱和土理论的膨胀土边坡稳定性分析

应用非饱和土土力学的基本原理，在将膨胀土边坡抗剪强度考虑为分布变化场的情况下，对一实际膨胀土边坡进行了稳定性分析。从中找出滑面圆心位置与安全系数k的分布规律，验证了膨胀土边坡破坏的浅层性，进而总结出破坏规律，给出所分析边坡的合理坡率。     

基于灰色理论的南宁-友谊关高速公路膨胀土堑坡滑坍预测研究

对广西南宁-友谊关高速公路膨胀土路堑边坡施工中出现的大量滑坡问题,进行了详细的现场地质调查,并对其产生原因进行了勘察分析．在此基础上,提出把影响膨胀土边坡破坏的主要因素量化,利用灰色聚类预测理论对膨胀土路堑边坡的稳定性进行预测,结果表明,该预测方法与实际具有较好的吻合性。     

季节性冰冻地区公路边坡侵蚀破坏模式

针对季节性冰冻地区的路基边坡冻融滑坍破坏现象,分析了公路边坡破坏的各种侵蚀模式和影响因素.采用坡面流拖曳力法、坡面流量法等对坡面水力学特征进行研究,测算坡面冲刷临界坡度值,分析临界坡度与冲刷量之间的关系;同时采用有效应力法研究了冻融作用下的边坡安全稳定性.结果表明:季节性冰冻地区粘性土最大冲刷强度对应的临界坡度与目前常用的坡度值很接近或交叉,为减少水土流失,建议放缓土质边坡;边坡土体冻结前含水质量分数和融化后抗剪强度下降幅度是影响冻融滑坍破坏的主要因素,建议在设计中要考虑冲刷和冻融因素,并对特殊土质边坡进行相应的物理力学指标检测和稳定性验算.     

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.     

南友路膨胀土堑坡滑坍的地质调查与思考

针对广西南友高速公路膨胀土路堑边坡开挖中出现的大量滑坡问题,进行了详细的现场工程地质调查,并对其产生原因逐个进行了勘察分析．同时,结合室内土性实验,全面分析了南友路膨胀土的土性特征、路堑边坡的工程地质特性和影响路堑边坡稳定性的各种因素等．在此基础上,思考并探讨了可行的膨胀土路堑边坡处治方法,提出采用土工格栅加筋、柔性挡土墙处治膨胀土路堑边坡的新技术,以促进南友路的顺利修建和膨胀土处治工程技术进步．     

基于Fuzzy-AHP的膨胀土边坡稳定性多级综合评判

为快速有效评价运营期高速公路膨胀土边坡稳定性并采取科学的预防性养护对策,考虑评价模型的科学性与公路边坡养护的可操作性,总结现有国内外膨胀土边坡研究成果,选择反映公路膨胀土边坡特点的边坡稳定性指标,建立膨胀土边坡稳定性分析的Fuzzy-AHP分析模型。Fuzzy-AHP模型由2级4类14项评价指标组成,包括:坡体状况(边坡高度、坡度、土性、裂隙深度);水力及气象特征(渗流、输水设施、降雨强度、地下水位);防护及加固措施(防护结构状况、加固结构状况、植被覆盖率);其他因素(开挖方式、破坏历史、地震)。该模型基于Fuzzy理论(模糊数学)及AHP层次分析权重确定方法,通过AHP方法确定指标权重,然后结合模糊分析理论计算各指标的相对隶属度向量,通过模糊综合评判对膨胀土边坡的稳定性进行分析,确定相应边坡稳定性等级,最后通过工程实例验证该模型的正确性。研究结果表明:应用该模型可以使膨胀土边坡稳定性评价更全面,更科学合理,更符合公路边坡工程实际;该方法简便可行,结论可靠,具有一定的优越性,可为相关部门膨胀土边坡养护决策提供参考。     

土工合成材料加筋边坡滑移带的模拟分析

用有限元分析方法和图形可视化技术,计算生成加筋边坡的剪切破坏带,模拟边坡破坏的渐进过程,结合与加筋土平面应变直剪试验以及加筋边坡离心模型试验结果的比较,研究加筋边坡的滑移带形态．结果表明加筋边坡呈现出与素土边坡不同的破坏形态,筋材拉伸模量和加筋密度不同,剪切滑移带形态也不相同．随着筋材拉伸模量和加筋层数增大,边坡的滑动屈服带宽度增宽并向边坡内移动;加筋层增加到某一密度时,剪切屈服带将出现在地基中;与未加筋边坡相比,加筋边坡上部较难出现塑性破坏,顶部不易出现裂缝;同时,加筋边坡延性提高．坡顶塌滑程度趋缓．     

土坡稳定分析最优控制法

结合有限元法、极限平衡理论、常微分方程的数值解法和最优控制理论等,提出用于土坡稳定的最优控制分析法.从分析土坡应力分布入手,确定抗滑能力最小的曲面,计算相应的安全系数.安全系数的最小值对应临界滑裂面的位置.     

降雨作用下南水北调膨胀土渠道稳定性及影响因素

南水北调中线工程膨胀土渠道超过全长的四分之一,降雨是诱发膨胀土渠坡失稳的主要外因.对比分析了考虑非饱和渗流对边坡稳定性的影响,基于有限元方法计算降雨作用下渠道的饱和-非饱和渗流场,分析其边坡的安全系数和位移的变化规律,最后通过正交试验和灰色关联理论对渠道边坡稳定性的影响因素进行敏感性分析.研究结果表明:考虑非饱和渗流下边坡稳定性分析结果更切合工程实际;降雨过程中,边坡浅层一定深度内土体的孔隙水压力迅速增大,这一土体范围随着降雨强度增大和时长增加逐渐向深部扩展;降雨对堤顶向下0～2.5 m范围和一级马道向下0～5 m范围内土体含水率的影响较大,降雨强度的影响大于降雨时长;降雨导致土体吸水膨胀,位移出现轻微的回弹;渠坡的安全系数随着降雨持续逐渐减小,并且降雨强度越大,降幅越大;影响边坡稳定性因素的敏感性排序:黏聚力＞内摩擦角＞饱和渗透系数＞降雨强度＞降雨时长＞土体重度.研究结果可为南水北调工程加强渠道稳定性提供依据.     

饱和开挖土坡稳定性状的流固耦合有限元分析

以Biot固结理论为基础对饱和开挖土坡的稳定性进行非线性有限元数值分析，通过有限元分析可以较准确地求解土坡内部的有效应力场、位移场和孔隙水压力场；可以确定土坡的安全系数及相应的临界滑动面随时高的变化；能够对开挖土坡变形和稳定性的长期性状进行预测。     

界面土层软化对二元结构边坡稳定性的影响分析

界面土层软化对二元结构边坡稳定性的影响如何目前缺少系统研究。采用有限元极限分析软件OPTUM G2建立了含软化土层的二元结构边坡数值模型,分析了基岩倾角、软化土层厚度及软化度对二元结构边坡稳定性的影响规律。结果表明:相同的软化度下,随着基岩倾角及软化土层厚度的增大,二元结构边坡下、上限安全系数的减小幅度在10%以内;相同的基岩倾角及软化土层厚度下,土层的软化度对二元结构边坡稳定性的影响很大,边坡下、上限安全系数的绝对衰减率都超过40%;随着界面土层的不断软化,二元结构边坡滑动面穿过软化土层的长度逐渐变大,滑体总体积不断增大。研究结果为二元结构边坡的设计及养护治理提供了理论支撑,具有实际工程意义。     

建筑物纠斜过程中地基稳定性的有限元分析

掏土纠斜是处理地基不均匀沉降造成建筑物倾斜的有效方法 ,但掏土量控制不当 ,会使基底压力变化过大而出现建筑物整体倾覆的危险。采用邓肯模型建立地基土非线性有限元计算模型 ,对多种掏土纠斜方案中的地基塑性区进行有限元分析 ,从而判断地基的安全程度 ,为防止纠斜过程中建筑物下沉过快和地基失稳事故发生提出了分析方法。     

非饱和膨胀土总应力强度的确定方法及其应用

建立在有效应力基础上的非饱和土强度理论公式虽得到了普遍的认同,但其参数确定的复杂性却妨碍了它在工程中的应用．而包含了吸附强度的总强度指标也能反映非饱和土的强度特性,且易于获取．为此,通过研究用常规直剪仪确定非饱和土总强度指标的试验方法,得到了宁明原状膨胀土抗剪强度指标随饱和度和含水量的变化而变化的规律,探讨了非饱和膨胀土总应力强度指标在路堑边坡稳定性分析中的应用．     

基于ANSYS的深基坑变形数值模拟研究——以宜昌城区深基坑工程为背景

根据宜昌城区的工程地质条件、地基土特性以及现有的深基坑工程特点,通过大型通用有限元软件ANSYS分别建立了喷锚支护开挖的深基坑模型、桩锚支护开挖的深基坑模型和放坡无支护开挖的深基坑模型,借助ANSYS的"单元生死"功能,模拟了深基坑在上述3种开挖形式下的分步开挖过程,并对模拟结果进行分析,得出了深基坑在分步开挖过程中的...     

击实红粘土与膨胀土的变形特性对比研究

通过调查典型击实红粘土及膨胀土这两种特殊土用作路基填料时路面的破坏形式,研究取自江西吉安的红粘土以及南京高淳的膨胀土的基本物理性质,比较红粘土及膨胀土在干湿循环条件下的胀缩变形特性的异同,得出干湿循环作用下,红粘土的胀缩变形是以收缩为主的胀缩变形,而膨胀土的胀缩变形是以膨胀为主的胀缩变形,这两类土呈现的不同变形趋势是导致它们产生不同路基病害的主要原因;。同时进行了红粘土和膨胀土的水稳性研究,得出红粘土的水稳性明显优于膨胀土。区别对待这两类土可以更好的利用特殊土作为路基填料,使特殊土的工程危害降到最低。     

锚杆骨架梁支护红砂岩边坡机理分析

根据红砂岩边坡的工程地质及物理力学特性，分析了湘耒高速公路一失稳边坡的滑动型式．应用短锚杆骨架梁新方法对该失稳红砂岩边坡进行了支护，并采用带节理单元的三维有限元方法以及平面有限元方法对边坡应力应变分布和支护结构内力进行了分析计算．理论和3年营运实践表明，该支护方法对红砂岩等软岩边坡防护有较大的推广价值．