开挖边坡的三维有限元稳定分析

用强度折减有限元方法对开挖边坡进行了三维稳定性分析.计算结果表明:对于约束效应不明显的开挖边坡,边坡的初始破坏面在边坡的中部,随着折减系数的增大,边坡的破坏由边坡中部向两侧扩展,最终边坡在空间上形成匙状或贝壳状的立体土体破坏;当边坡的纵向长度与开挖深度的比值大于4时,边界约束条件对边坡稳定安全系数影响不大,可以近似地按平面应变问题进行分析;对于角部约束效应明显的开挖边坡,当边坡中部剖面发生破坏,边坡角部剖面几乎也同时达到破坏,其稳定安全系数是按平面问题分析结果的1.3倍多,类似的实际问题如果按二维平面应变方法进行分析,其计算结果应用于工程设计中是偏于保守的.     

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...     

裂隙岩体边坡开挖卸荷稳定性离散元数值模拟研究

工程岩体边坡中伴生着大量随机裂隙,开挖卸荷很容易导致裂隙扩展,最终导致边坡失稳.但卸荷边坡稳定性涉及断裂力学、岩体力学、地质工程、水力学等多个学科,很难精确分析.针对裂隙岩体边坡,借助离散元方法定义裂隙密度,分析应力水平、台阶高度、裂隙密度等不同因素对边坡卸荷程度的影响.研究结果表明：开挖过程中,当应力水平由0.5 MPa增至2 MPa时,开挖面处最小主应力由0.01 MPa增加到0.2 MPa,最大位移由1.4 cm增加到6.5 cm;随着台阶高度减小,卸荷产生的拉应力区范围减小,变形主要位于中下部岩体;当裂隙密度增大时,边坡最大位移由1.4 cm增至5.5 cm,裂隙沿着优势面贯通趋势越明显.研究成果可为裂隙岩体边坡开挖卸荷变形控制提供参考.     

顺层岩质边坡隧道开挖稳定性数值模拟

以尖峰岭隧道作为典型工程实例,根据地质勘查成果选择典型断面布置合理的测孔进行监测.通过对监测数据进行分析,提出随着隧道的开挖,边坡稳定性一定会受到影响,边坡含水状态是影响其稳定性的主要因素,要加强边坡防治措施.利用midmas-gts软件对隧道开挖过程进行数值模拟,分析了隧道开挖导致的位移和应变的变化规律,结果表明:开挖后的位移变化和应变变化比未开挖时要显著增大,隧道洞口段是引起崩塌、裂缝破坏的主要地段之一,故洞口段边坡的稳定性是隧道设计和施工时必须认真考虑和对待的问题.     

深基坑开挖及支护数值模拟基本过程研究

介绍三维连续介质有限元法模拟建筑基坑开挖和支护的基本过程,用具体算例模拟此过程,并将数值模拟计算结果与现场实测数据进行对比分析,得出围护结构水平位移的空间分布规律、基坑坑底回弹规律、基坑边坡土体水平位移变化规律。这些规律为实际工程提供了理论依据和指导,有助于提高深基坑的设计水平和安全性。     

坡脚处基坑开挖边坡稳定性数值分析

坡脚处基坑开挖会降低边坡的稳定性.文章以某船闸边坡工程为例,采用有限元软件Midas/GTS建立计算模型,对坡脚处基坑开挖边坡稳定性进行数值分析,并采取了削坡这种边坡治理措施,将施工过程中土体变形的监测数据与数值模拟结果比较,探讨数值模拟分析的可行性以及削坡对提高坡脚处基坑开挖边坡稳定性的合理性.     

开挖边坡松动区的一种定义及分析方法

从岩土材料的强度准则出发，给出了坡体稳定系数的一种表示方法．提出了在应力分析的基础上，利用坡体内从上而下所作的不同参考线段的稳定系数变化曲线来分析坡体开挖松动区．在分析松动区的同时，得到松动区坡体所对应的稳定系数．通过工程实例分析，说明该分析坡体开挖松动区的方法是合理的．     

名山组泥岩顺层边坡原位直剪试验及开挖模拟

为研究川西名山组泥岩顺层边坡在坡脚开挖后的卸荷特征,通过原位直剪试验获取了名山组泥岩的岩体破坏及强度特征,并进一步采用有限元模拟分析了坡脚开挖后顺层边坡的卸荷松动特征。结果表明:名山组泥岩的剪切破坏可分为弹性受荷阶段、裂缝发展阶段和剪切面贯通后阶段;岩体结构面强度显著低于岩石,且强度曲线特征受上覆荷载影响较大;岩石的应变软化特征较结构面更为显著,剪切面贯通后强度急剧衰减,且降幅远高于结构面;坡脚开挖卸荷后,顺层边坡的卸荷松动区主要分布于基覆界面、风化界面和临空面附近的岩层层面处,卸荷深度与切层厚度线性正相关;设计采用的边坡防护方案能有效控制位移及应力,桩前土体开挖时需注意信息化施工。     

寒区公路路堑边坡开挖水热耦合模拟

为研究绥大高速公路路堑边坡开挖前后的水热分布特征,利用海伦站气象数据,结合工程现场实际边坡状况,构建考虑各项气候条件的饱和/非饱和瞬态水热耦合数值计算模型,分析边坡开挖前后水分场、温度场的分布特征、冻结深度及不同工况下的差异性影响因素。结果表明：边坡开挖导致水分场大幅改变,3月中旬体积含水量大幅下降,中下旬下降幅度最大为74.61%,占整个非冻结期91.59%;随着埋深的增加,温度波动变化滞后性明显,波动范围呈指数衰减。未开挖土体冻结深度可达1.95 m,开挖边坡最大冻结深度为0.76 m,冻结消融期为31天。不同工况下水分场分布状态不同,体积含水量高低受土体渗透性影响较大。高体积含水量会抑制冻结锋面的推进速度,延迟土体温度变化趋势,不同工况下温度变化差异性受体积含水量影响显著。     

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。     

高速公路深路堑边坡应力及位移的有限元分析

为了研究山区高速公路深路堑边坡的稳定性问题,基于三维非线性应力及位移有限元计算,对边坡稳定性进行了数值分析,并与sarma法的计算结果进行了对比.结果表明,有限元法解决边坡问题可以起到其他方法不可替代的重要作用.     

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。     

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．     

基于3DEC的边坡块体稳定性分析

为了解决节理化岩质边坡块体稳定性问题,利用3DEC在运动特征和变形分析方面的优势,探讨岩质边坡块体失稳动态过程,分析块体之间的相互关系,确定关键块体,然后利用块体理论评价其稳定性,为治理设计提供依据.实例应用表明:该方法可直观地模拟块体变形和运动特点,找出关键块体及其边界条件,正确地评价块体稳定性,也为边坡块体间稳定性相互影响问题的研究提供了一种新的更有效的方法,为制定合理的边坡支护措施及验证支护效果提供支撑.     

优化方法在削坡工程中的应用

对滑裂面固定的边坡进行削坡时 ,关键在于何处削坡使得土方量最小且边坡具有预期的稳定程度。本文利用最优化方法 ,将最小的削坡土方量作为目标函数 ,将预期的边坡安全系数作为约束条件 ,把该问题等价于一个有约束的优化问题 ,可找出最优的削坡方案。     

有限单元法在边坡稳定安全分析中的应用

本文通过建立某边坡的模型,分别采用基于有限单元法的强度折减法与刚体极限平衡法,对该边坡的原始状态以及三种不同开挖方案下边坡的稳定性进行了分析,得到了相应的边坡最危险界面及其稳定系数。计算结果表明：两种方法计算结果接近,刚体极限平衡法计算边坡的稳定系数均大于有限单元法结果;边坡坡角的减小可以有效提高边坡的稳定系数。计算结果为边坡开挖方案设计提供了参考依据。     

堆石坝边坡稳定分析的一种方法

堆石坝边坡稳定分析的一种方法邵龙潭，韩国城（土木工程系）关键词：边坡稳定；有限元分析；数学规划分类号：ＴＵ４３２；ＴＵ４４１．３５对于确定的坝体断面，在给定的作用荷载条件下，边坡稳定分析实际上包括两个方面：一是选定合理的边坡稳定评价函数；二是在给定的...     

基于有限差分FLAC~(3D)的边坡稳定分析及工程对策

以鹤岗3052项目cE段边坡工程为背景,结合现场测试数据,运用有限差分法FLAC~(3D)对边坡稳定性进行数值模拟分析,探究坡体发生变形破坏的原因及其影响因素,进而提出相应的工程对策。分析结果表明:边坡局部白浆土夹层遇水软化、抗剪强度大幅降低且形成边坡滑塌破坏潜在滑动面,是坡体发生变形破坏的主要原因;白浆土分布是边坡稳定性的主要控制因素。据此,后续工程建设应对白浆土的分布进行详实准确勘察,结合工程地质条件对白浆土分布集中区域坡体采用削坡减载法处理。     

金属切削过程的有限元法仿真研究

切削过程的建模和仿真在改善切削刀具的设计和优化切削参数方面有很大的发展潜力.建立了切削过程仿真的有限元模型预报切削力、刀具应力和切削温度.在预先收集工件流动应力数据和高应变率及高温下的摩擦因数的基础上,利用有限元软件Deform仿真研究切削过程.为了验证仿真准确性,进行了硬度200 HB的45#钢的无涂层硬质合金刀具切削试验.结果表明:切削力的预测值和试验值之间表现出了合理的一致性和共同的发展趋势;预测的切削温度的最高点无论在什么切削条件下,总是落在刀具的前刀面靠近主切削刃的部分;预测的最高的刀具应力出现在刀具的前刀面上靠近主切削刃的部分.     

锚杆加固边坡的稳定分析

本文通过建立某边坡的模型,采用基于有限差分法的强度折减法与刚体极限平衡法,分别对该边坡的原始状态以及锚杆加固后边坡的稳定性进行了分析,得到了相应的边坡最危险界面与稳定系数,为边坡加固方案提供了参考依据。