爆破震动对高速路边坡影响的数值模拟

以京秦高速公路某段路堑边坡爆破开挖为例，采用数值模拟的方法分析了爆破震动波在边坡介质中的应力场、位移场、速度场等的分布规律，多方面研究了爆破震动效应对山区高等级公路岩质边坡稳定性的影响，现场振动测试结果验证了数值模拟计算的可靠性。     

光面预裂爆破技术在石质路堑边坡开挖中的应用

介绍了光面预裂爆破技术的特点、爆破机理、炮孔布置及主要爆破参数选取等，并对其爆破效果和经济效益进行了分析和评价。     

强降雨激励下松散岩堆路堑边坡稳定性分析

岩堆是我国西南高山峡谷区常见的不良地质体,其存在对高速公路边坡稳定性提出了严峻挑战。文章依托国家高速公路网规划中南北纵线G85高速公路工程,运用数值模拟的方法研究了深厚岩堆拉锚抗滑桩路堑边坡在自然、强降雨和地震状态下的稳定性,对比分析了岩堆体在自然状态、地震状态与强降雨条件下岩堆体边坡变形破坏特征及锚索轴力变化规律。计算结果表明,开挖对岩堆体变形有较大影响,岩堆体自然状态和暴雨状态下,在无任何加固措施时整体稳定性相对较低;增加抗滑桩和锚索加固后,安全系数均有所提高,潜在滑动面整体向下移至抗滑桩下部,加固作用效果显著。研究成果为岩堆路堑边坡工程设计与施工提供了参考依据。     

陕西北部山丘区公路开挖边坡侵蚀调查与评价

开发建设项目引起水土流失的评价是目前研究的热点之一。采取抽样调查法和侵蚀断面测量法，对陕西北部山丘区公路开挖边坡侵蚀进行了定量分析。在选择和确定原始开挖面的基础上，分段测量了开挖边坡长度、高度和侵蚀沟深度等特征值，并结合边坡开挖时间计算出边坡年均侵蚀深度。通过分析研究各县区不同地貌单元面积，在假定县内道路分布均一的情况下，计算了各县区侵蚀参数和区域道路开挖边坡的年侵蚀量。研究结果表明，该区年均道路开挖边坡侵蚀剧烈，每年侵蚀量约达510710t。     

寒区隧道围岩水热力耦合数值分析

利用“三区域”理论,建立考虑水分迁移和水冰相变的寒区隧道水热耦合问题的联合求解微分方程,然后采用 COMSOL Multi-physics 软件实现温度场和水分场耦合数值模拟,进而将数值模拟结果与土柱冻结试验的结果进行对比,验证水热耦合数值模拟模型的有效性.根据冻胀理论,着重对寒区隧道的应力场控制方程进行推导,利用孔隙冰与冻胀率之间的关系建立寒区隧道水热力三场耦合计算模型.最后以牡丹江到绥芬河区间的牡绥隧道为例,对温度场、水分场以及应力场进行了模拟分析.结果表明:外界温度的变化对开挖后的隧道会有很大影响.随着时间的增加,隧道洞口冻结圈厚度逐渐增加,在1月份达到最大冻深2m左右.     

膨胀土路堑边坡的破坏型式和稳定性

基于膨胀土的胀缩性、多裂隙性、超固结性3个基本工程特性的综合分析，将膨胀土路堑边坡划分为潜伏断面滑坡型、孤面渐进破坏型、浅表层崩塌型3种类型破坏模式。针对孤面渐进破坏型膨胀土边坡，提出了可以满足施工初期或设计阶段精度要求的简便稳定性分析方法。该方法采用简化Bishop力学假定条件下的极限平衡法求解边坡最小稳定系数。参数取值时，充分考虑到膨胀土边坡的渐进破坏特点而选用土体的动员强度。动员强度由峰值强度与残余强度综合折算得到。用该方法对广西兴业一六景高速公路一处挖方膨胀土边坡工程实例进行了分析，结果表明，边坡高度为14．3m，坡率为1：1．5时，稳定系数为O．91，处于不稳定状态；而坡率为1：2时，稳定系数为1．07，处于稳定状态。工程实践证明了该分析方法的可靠性。     

公路路堑边坡滑坡勘察治理

根据工程实践中的一些体会及查阅有关资料，对公路路堑边坡常见病害滑坡的特征及成原因作了简要分析，研究并提出了勘察治理的措施。     

边坡开挖支护三维变形监测与数值模拟研究

目的 研究边坡开挖对边坡失稳的破坏,对边坡开挖及桩锚支护过程进行数值模拟分析,确保边坡处于安全施工之中。方法 以长沙市月华街南段道路K0+090边坡为案例,使用二次开发下的TCA2003全站仪对边坡冠梁上P1～P7的7个监测点进行对支护结构水平与竖直方向位移监测;使用天宝DINI03高精度数字水准仪对坡顶建筑上W1～W4的4个监测点进行对坡顶建筑物沉降监测;使用测斜仪对CX1、CX2两根侧斜管进行土体及支护结构的深层水平位移监测;采用ABAQUS有限元软件对道路K0+090段边坡的开挖及桩锚支护过程进行三维数值模拟分析,以确定该段边坡在4种工况下的支护桩及冠梁位移与坡顶建筑物沉降变化;结果 现场测量出的P1～P7监测点X、Y和Z方向坐标与初始坐标最大差值的绝对值分别为0.3 mm、0.2 mm、0.2 mm;数值模拟结果表明：边坡开挖及支护过程中坡顶建筑物的沉降值远小于累积报警值10 mm;现场监测与数值模拟在支护桩及冠梁X方向水平位移最大值差值为0.79 mm;在坡顶建筑物竖向位移最大值差值为0.50 mm。结论 边坡土体及支护结构呈现出朝坡外倾斜的趋势,且水平位移由上到下不断的减小...     

水-热-力耦合的单管冻结理论及其数值模拟

为研究考虑水-热-力耦合的人工冻结的环境效应,保证冻结施工安全,推导了水-热-力耦合的单管冻结理论公式,并将推导公式基于ANASYS软件进行了数值实现,对数值模拟成果进行了对比分析.结果表明:数值模拟冻结壁厚度达1.5 m,径向最大拉应力为0.39 MPa,最大压应力为0.2 MPa,与同条件下实际工程监测结果较为一致;冻结壁最大剪应力为0.36 MPa,最小剪应力为-0.27 MPa;冻胀最大位移达4.15 cm,比同条件下实际工程的监测结果大.数值模型验证了理论公式的有效性,相关结果可为类似工程参考.     

多年冻土路基水-热-力耦合理论模型及数值模拟

在建立多年冻土地区路基非稳态温度场控制方程、水分迁移的有限元控制方程和路基变形场及应力场计算模型的基础上，提出水-热-力耦合模型。以青藏公路唐南段K3393＋950的冻土路基为计算对象，得出了1月份路基温度场、水分场及应力场（变形场）的分布规律：路基温度场内部存在着未冻土核；水分场在温度梯度的作用下有向冻结冰锋线迁移的趋势；在负温条件下，土体的体积含冰量超过临界值时，将产生冻胀现象。研究结果表明，多年冻土地区路基的温度场、水分场及应力场一直处于动态变化中，路基的热状况、水分状况与变化规律及由此引起的应力重分布是引起道路冻害的主要因素。     

某料场高边坡开挖有限元数值模拟研究

根据某料场高边坡的实际地质地形特征,建立了三维边坡开挖数值模型,模拟了该边坡从天然工况到逐级开挖工况下的开挖变形形态、应力状态及边坡稳定性等,并进行了系统的研究.结果表明,数值计算模型能够比较真实地反映边坡实际情况,数值模拟的结果是可靠的、合理的,能够在此基础上对边坡以后的应力场、形变场特征作出较好预测.     

切缝药包爆破在公路边坡开挖中的应用

在阐述切缝药包岩石定向断裂爆破炮孔间贯通裂纹的形成机理的基础上，介绍了公路边坡工程中采用切缝爆破方式时切缝药包制作的技术要点、爆破方案的选择、主要爆破参数的确定等关键技术问题。四川江油某公路边坡开挖工程实例证明了该方案的可行性和良好的经济效益。     

V型复式拉槽在公路路堑爆破中的应用

以中深孔V型拉槽爆破技术在安徽省滁宁高速公路路堑开挖中应用为例，讨论了V型拉槽爆破的炮孔布置、爆破参数选择、起爆网路设计和爆破安全评估等技术问题。成功的爆破试验表明，在宽间距小抵抗线爆破中采用固定排间距、调整孔距的炮孔布置方法对于不规则自然地形条件下的深路堑爆破是科学有效的。可供类似的路堑爆破设计与施工借鉴。     

基于北斗三号远程监测系统的公路岩质边坡开挖变形分析

为确保G336神木段匝道岩质边坡开挖安全,设计并采用了北斗三号（BeiDou-3 Navigation Satellite System,BDS-3）远程监测系统对边坡开挖进行实时监测。该监测系统由数据采集与传输子系统、BDS数据解算子系统及数据发布管理子系统构成,能实现实时远程自动化变形监测。边坡开挖模拟发现：边坡岩土体水平与竖向累计位移均小于5 mm,日位移均小于3 mm,为保证施工安全,于是将累计位移预警值和日位移预警值分别设为4 mm与2 mm。位移监测发现：开挖过程中,边坡岩土体的竖向位移大于水平位移,能够率先反映边坡位移状态和变化趋势,因此,开挖过程中应重点关注边坡竖向位移以保证施工安全。采用强度折减法进行边坡稳定性分析时,可利用边坡岩土体位移突变来判断边坡是否稳定,模拟发现坡脚处不存在位移突变特征,因此监测点应尽量选取边坡中上部或者塑性带附近。     

9孔桶形掏槽一次成井技术

 为解决一次成井中天井断面小、深度低的问题,提出9孔桶形掏槽一次成井技术。通过对掏槽爆破机理研究,选取了4空孔掏槽方式,装药孔与空孔直径分别为0.11、0.25m,掏槽孔与空孔间距0.46m等爆破成井主要参数。采用非线性动力分析软件LS-DYNA对9孔桶形掏槽一次成井的关键—掏槽过程进行了数值模拟,实现了9孔桶形掏槽槽腔成形过程的可视化。模拟结果表明,成井参数选取合理,主掏槽孔能与空孔有效贯透形成“莲花形”槽腔,副掏槽孔能以“莲花形”槽腔为自由面进一步扩大槽腔。最后在理论分析和数值模拟基础上,以某露天矿为工程实例,对所取参数进行现场实验,一次爆破形成了23.4m天井,天井断面4m×4m,证明数值模拟结果准确,该技术在深孔一次成井中可行。     

逐孔起爆在高速公路路堑开挖中的应用

在蒙自绕城高速公路土石方爆破施工中,通过采用逐孔起爆技术使得爆破大块率在10%,爆破最大振动速度在0.2 cm/s以下,爆破主频率为10~50 Hz,成功地解决了在复杂环境条件下采用土石方传统爆破方法振动大、爆破飞石、爆破块度大等问题,取得了良好的爆破效果.     

板岩路堑边坡开挖扰动效应分析

板岩路堑高陡边坡,在开挖施工过程中可能产生的危害性较大.对其不同开挖阶段的扰动效应的分析研究,是一个极有价值的课题,能够为工程的设计、施工提供一定的参考和依据.本文以某高速三合同段的高路堑板岩边坡为依托工程,对天然含水率下的坡体的开挖扰动效应进行极限平衡分析和数值模拟分析.通过研究,揭示了不同工况下边坡的稳定性变化过程,为合理安排开挖工序,选择合理的防护方案,提供了技术参考.     

地下结构开挖的有限元数值模拟研究

研究数值模拟在地下开挖工程中的应用，是一项很有价值的研究课题。着重探讨数值模拟应用中的关键性技术，诸如边界条件的确定、计算参数的选取以及参数的弱化等等，并用实例验证了这一结论的正确性。     

ADINA在隧道开挖中的数值模拟应用

采用ADINA软件,通过对鲍家湾隧道的开挖进行数值模拟。对比台阶法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法三种不同开挖方法的力学性质,找出最合理的施工方法。研究结果表明：隧道的开挖过程是和应力路径与应力历史密切相关的非线性不可逆过程。采用不同的开挖步骤将会引起程度不同的变形和应力状态。也就是说,只有考虑施工过程才能准确反映隧道施工过程中围岩和结构的应变、应力状态,也才能保证隧道的安全施工。