湖域明挖隧道深基坑开挖与支护稳定分析

阳澄湖隧道基坑工程具有土方开挖量大、地质条件差以及所处位置特殊,紧靠京沪高铁丹昆特大桥的特点,严重影响基坑开挖安全和开挖进度。工程设计采用分级放坡开挖,边坡采用网喷+土钉联合支护结合井点降水的开挖支护方案。针对基坑稳定问题,采用理正岩土软件对基坑边坡两个典型断面的整体稳定性、抗隆起稳定性和抗突涌稳定性进行验算。同时使用FLAC3D数值模拟软件对基坑开挖过程进行了模拟,对基坑开挖引起的地表沉降、边坡变形、塑性区开展等结果进行计算,验证了基坑施工的稳定性。     

降雨对岩土边坡稳定影响的实例分析

以建始县红土坪新城区红土中路K1+140-360右侧安置点边坡为例,采用有限元强度折减法及Mohr-Coulomb屈服准则对边坡进行数值模拟,分析不同降雨入渗时间岩土边坡渗流路径、渗流速度和孔隙水压力对岩土边坡稳定性的影响.计算结果表明:随着降雨时间的持续,岩土边坡卵石土层中的渗流路径进一步向水平向倾斜,中风化砂岩层中的入渗深度进一步增大,开始在坡脚处产生水平向的渗流,坡体内地下水的流动速度加快,对渗透通道里面的岩土体(卵石土层、强风化砂岩层)中产生冲刷,造成细颗粒的流失,从而导致整个开挖边坡的稳定性急剧下降.持续降雨作用下,边坡土体含水率急剧增加,进而饱和,导致边坡土体基质吸力下降,开挖边坡的稳定性降低.     

城市建筑边坡稳定性有限差分法数值模拟分析

基于理想的弹塑性本构模型和莫尔库伦准则,运用有限差分法、岩体力学理论及强度折减原理,对城市建筑边坡在坡顶荷载作用下不同开挖阶段的应力、变形及边坡的稳定性问题进行了数值模拟分析.分析结果表明:由于坡顶荷载作用,边坡潜在滑动面比理论值倾斜度高,坡体出现两个明显的应力集中的破坏带,一个在开挖的坡脚,一个在已建建筑的外侧,且在坡顶荷载以下,位移趋势出现突变,迅速增大,数值模拟很好反应了建筑边坡在开挖及支护的各个阶段的安全稳定状态,模拟显示,此加固措施效果较好.     

贵州遵义官井边坡变形破坏机制分析

基于对贵州省遵义市官井边坡工程地质条件、边坡基本特征及边坡变形破坏特征分析,可知官井边坡是在自身不利的条件下,由于斜坡Ⅳ段坡脚开挖到878 m,4#楼内侧边坡坡脚处揭露泥岩夹层导致边坡沿泥化夹层发生滑移变形。据此建立了官井边坡变形演化机制的概念模型,结合三维数值模拟方法研究了边坡变形破坏机制,将边坡变形演化过程划分为3个阶段:岩层顺层滑移、坡脚应力相对集中阶段;边坡开挖过程中卸荷回弹变形阶段;边坡深切,坡体中顺层"压力拱"形成阶段。     

水平软弱夹层黄土滑坡形成机制及启动角度

人工坡脚开挖引发不少滑坡地质灾害,当含有水平软弱夹层时将会进一步加快坡体失稳.为了研究具有此类地层结构黄土边坡在坡脚开挖后变形破坏形成机制和失稳破坏启动角度,以山西省吕梁市临县"5·3"大型黄土滑坡为研究对象,采用现场调查、理论分析和数值模拟等手段展开研究.研究结果表明,实际滑坡主要由坡脚工程开挖导致关键阻滑块体缺失所...     

软岩边坡开挖高度和坡率对边坡稳定性的影响

针对随机结构面的变质软岩边坡,依托实体工程,采用离散元通用程序UDEC进行数值分析,对比分析了在不同坡高、不同坡率条件下坡体的水平和垂直位移及安全系数的变化.研究结果表明,开挖坡率对边坡稳定性的影响较开挖高度的影响更大;当总开挖高度〈30m,单级边坡开挖高度的变化〈20%时,则不必考虑每级边坡开挖高度对边坡稳定性的影响.另外,还讨论了边坡开挖的经济性,为合理的边坡工程施工提供了理论依据.     

锦屏水电站左岸拱间槽坡内洞室开挖对边坡稳定的影响分析

以锦屏水电站左岸拱间槽坡内洞室开挖引起的边坡稳定分析问题为例,构建基于洞室群开挖对已有边坡的稳定性影响分析方法,为实际工程设计提供分析基础。通过洞群开挖时引起的坡体滑面处的应力的变化,把洞群开挖引起的坡体应力变化看成是渐进式变化过程,得到边坡整体安全系数的评价公式。采用有限元数值模拟方法,对锦屏一级水电站左岸拱肩槽边坡,通过分析坡内洞室开挖引起的坡体应力变化调整,分析研究坡体潜在滑面上的安全形态变化规律。系统模拟了由于洞室开挖引起坡体的应力调整变化,较真实地分析了边坡潜在滑动面超限应力的逐级释放、转移过程,进而根据滑面应力调整结束后的滑面真实应力分析了其安全系数的变化规律。     

永吉高速黑潭坪滑坡稳定性分析及治理方案研究

本文针对永吉高速黑潭坪特殊的滑坡现象,结合该区域的具体情况,采取现场调研、数值分析和理论计算等多种手段相结合的方法对滑坡进行稳定性分析,并做出了详细的治理方案.结果表明:该滑坡为工程开挖坡脚引发的牵引式滑坡;坡体变形主要原因是坡体岩土工程性质不良,加上工程开挖而切削坡脚和降雨入渗导致边坡岩土体软化,降低了坡体稳定性.根据边坡的稳定状况及其工程地质条件,提出三种治理方案,并分别阐述了优缺点及适用情形,考虑施工难度及工程造价,建议采用上部抗滑桩+底部桩板墙治理方案加固.     

昆明柴石滩水库溢洪道高边坡稳定性有限元分析

基于有限元的基本理论,通过对边坡坡体内岩体不同部分的模拟及建立概化地质模型,对边坡坡体应力、位移及其稳定系数进行了计算.分析表明:边坡分级开挖、级间设平台的工程措施合理有效,但由于岩体软弱,仅采取削坡减载措施尚不足以从根本上解决该边坡的稳定性问题.     

基于上限定理的城市建筑基坑开挖条件分析

在模型化临近建筑荷载为条形附加应力的基础上,借助极限分析上限定理,从能量角度定义了开挖基坑边坡的稳定性,阐明其失稳破坏机理.继而借助算例,分析了不同临近荷载条件下开挖基坑的稳定性特征和条件,给出了超前支护桩基坑开挖的优化设计.结果表明:基坑边坡稳定性取决于自身重力、临近建筑荷载和超前支护桩抗力等外力功率与坡体内能耗散功率的相对关系;支护桩设计抗力越大、邻近建筑荷载越小且离开挖点越远、开挖土体力学性质越好,则基坑越稳定,对应其潜在滑面位置也不断向基坑边坡内侧移动.     

水布垭马崖高陡边坡三维数值模拟研究

应用ＦＩＮＡＬ程序对水布垭马崖高边坡进行了数值模拟研究,分别研究了清江水布垭马崖高陡边坡整体三维应力场、位移场特征,考虑了岩体结构总体上硬下软、断层分布等重要特征,研究了边坡岩体内进行地下洞室开挖后边坡力学状态的改变．基于削坡是水布垭马崖高陡边坡的重要整治措施之一,研究中进行了各种分步开挖工况下的削坡有效性定量研究,对重要工况还同时进行了ＶＩ度地震作用下的动力作用分析．     

露天矿非工作帮红黏土顺层边坡稳定控制对策

针对顺倾红黏土层严重影响露天矿端帮边坡稳定甚至引发边坡变形失稳的问题,采用数值分析与极限平衡分析相结合的方法,并以平朔东露天矿北帮滑坡灾害防治为背景,对边坡的变形破坏模式及稳定性进行分析计算,结合现场实际情况,提出坡脚反压、削方减载两种控制措施.研究结果表明:坡脚反压治理措施可以有效提高端帮边坡的稳定性,增大露天矿内排...     

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。     

吕梁地区不同地层结构黄土边坡坡脚开挖效应

黄土高原地区崩滑流地质灾害较为严重,与人类工程活动如灌溉和开挖等相关,尤其是坡脚开挖最容易导致坡体失稳形成滑坡崩塌地质灾害。在吕梁地区崩滑灾害野外调查的基础上,将该地区黄土边坡按地层结构概化为四种类型即单一黄土型(Q_3)、黄土-古土壤型(Q_2-S)、黄土-古土壤互层型(Q_3-S-Q_2)和黄土-古土壤-红黏土型(Q_3-S-Q_2-N_2),基于FLAC~(3D)有限差分软件,模拟分析了不同地层结构类型黄土边坡坡脚开挖效应。分析结果表明:四种不同地层结构类型黄土边坡在开挖进尺L≤20 m时,开挖角度对边坡稳定系数的影响不大;开挖进尺L≥30 m时,边坡稳定系数随开挖角度的增大显著降低,且在开挖进尺大、开挖角度较陡时边坡浅层产生贯通的最大剪应变增量带形成浅层滑坡,其中具有多层古土壤结构(Ⅲ型)的黄土边坡稳定性最好;开挖角度较缓时边坡位移以竖向回弹为主,开挖角度较陡时边坡水平与竖向位移均较大;坡型坡高相同的条件下,坡脚开挖导致不同地层结构类型的边坡变形破坏的破坏面形态基本一致,滑体厚度存在一定差异但区别不大。研究结果对黄土地区边坡科学合理开挖和灾害防治具有一定的指导意义。     

高陡岩质桥隧工程边坡稳定性评价及工程支护措施

依托大理—瑞丽铁路澜沧江大桥桥隧工程边坡,通过大量的工程支护处理措施研究,探讨桥遂工程边坡稳定性分析及工程支护处理方法.在查明坡体结构、建立坡体地质模型的基础上,利用三维数值模拟和强度折减法对桥遂边坡进行稳定性分析评价,同时考虑桥梁结构建设和两岸遂道开挖施工对坡体稳定性的影响.对岩质边坡存在的受软弱结构面控制的整体稳定性问题和浅表层局部碎裂岩体的稳定性问题,分别采用不同的支护措施.岩质边坡稳定性分析应以建立工程地质模型为基础,边坡支护设计应与工程结构建设相结合,信息互馈,动态设计,以确保工程边坡的稳定性.     

基于动三轴试验的黄土高边坡地震稳定性分析

以山西某机场边坡为例,对其场区的黄土进行了固结不排水的动三轴试验,得到了材料的动力特征和模量衰减曲线。应用有限元软件分析了在地震荷载作用下机场边坡的稳定性,拟合模量衰减曲线作为滞后阻尼参数;并结合数值分析的方法,建立了该边坡的计算模型。为了分析其稳定性,在边坡上设置5个监测点进行模拟。计算结果表明:地震荷载下,水平位移随坡高的增加而增大,坡脚处的竖直位移达到最大值0.88 cm。当地震波加速度达到最大时,位移累计值也相应的达到最大;地震荷载作用下的水平推力对边坡稳定性有较大影响;边坡的塑性区域主要集中在边坡坡面。     

三峡库区巴东组泥灰岩顺层缓倾高边坡变形破坏模式研究

三峡库区广泛分布的巴东组泥灰岩工程性质较差,分布在此地层中的泥灰岩高边坡稳定性引人关注.结合泥灰岩的工程地质特性,建立了巴东组泥灰岩顺层缓倾岩体工程地质模型.并以此为基础,根据岩性组合特征与结构面特征,分析了其变形破坏模式主要为滑移或者滑移压致拉裂模式.最后,基于UDEC对巴东白岩沟高边坡进行了变形演化过程数值模拟,结果显示白岩沟高边坡变形破坏经过了2阶段:坡脚开挖使切坡产生了蠕变,而降雨使得边坡稳定性态发生突变,发生滑移破坏,这给此类型高边坡的治理一个启示,做好边坡地表防水、地表与地下排水,对边坡十分重要.     

FLAC~(3D)的露天矿边坡变形破坏数值模拟分析

针对露天矿边坡变形破坏严重影响露天矿安全生产的问题,采用数值模拟的方法,应用FLAC3D软件对宝日希勒露天矿南帮52剖面边坡的应力应变和位移变化进行了数值模拟分析,结果表明:南帮边坡失稳时,边坡变形失稳虽以剪切作用为主,拉伸破坏也相伴发生,坡顶起主要作用.坡体在自身重力与地应力影响下,内部发生以剪切为主的破坏,边坡整体的潜在破坏面形成,边坡坡脚处发生剪切破坏,最终形成"切层—顺层"式滑动.     

降雨工况某弃方边坡稳定性及滑动影响范围分析

针对某工程实例,在降雨以及坡体随意堆弃工况下对弃方边坡的稳定性进行概念分析,利用FLAC3D有限差分软件对该边坡稳定性以及边坡破坏滑动过程进行数值模拟,并利用能量守恒法计算出该边坡滑动影响范围.结果表明:弃方堆积体边坡在天然状态下处于临界稳定状态,在暴雨或连阴雨状态下处于不稳定状态,将会发生滑塌;北侧弃方堆积体最大滑程为15.0 m,这将会威胁北侧弃方堆积体边坡坡脚桥墩安全.建议所有实际工程都应分析随意堆弃边坡的稳定性.     

皖南某高速公路四号边坡变形机理及稳定性分析

皖南某高速路高边坡地质条件复杂,从坡中部至坡顶处均出现明显的倾倒变形迹象,并在边坡左侧发生过垮塌.通过对该边坡的地层岩性、岩体结构和边坡开挖等因素的分析研究,阐述了其变形机理,揭示了其弯曲-倾倒和滑移复合的变形破坏模式.这一变形机理的产生是由于原始地形较陡和坡体强烈卸荷,在开挖的触发下引起上部陡倾岩体向坡外弯曲变形,沿顺坡向结构面滑移拉裂.采用二维有限元数值模拟,分析了这类边坡在开挖过程中的应力和变形的特征及其变化规律,以验证上述的破坏机理模型.