基于ABAQUS的开挖边坡应力重塑分析

对开挖边坡施加重塑应力,能够改善土体的受力状态,起到很好的加固效果.但是,不同的加载方式,应力重塑的效果不同.为了确定最佳的加载方式,本文在ABAQUS平台上,模拟边坡开挖和重塑的过程,揭示边坡重塑时的应力变化规律及重塑加固的效果,并利用温度场的变化控制土体参数的折减,计算出一定受力状态下边坡的安全系数.通过施加不同大小和方向的重塑应力,对比其重塑结果,获取最佳的加载方式,指导施工.     

开挖边坡中应力重塑方法的有限元模拟

文章根据应力重塑的方法对开挖边坡进行处理,在坡面上施加荷载,使得边坡土体恢复到未开挖的稳定应力状态;并且利用大型有限元软件ANSYS来进行等效应力分析。对原状土体、开挖后的土体以及进行应力重塑后的土体内部的应力进行比较,得出开挖过程的应力损失并进行相应大小的应力补偿以达到应力重塑的目的,使边坡中的土体相当于在自重应力作用下进行工作。     

土体力学参数对坡面应力重塑效果的影响

在开挖边坡上施加重塑应力能改善边坡土体受力状态,提高边坡安全系数。本文在ABAQUS平台上用有限元强度折减法计算边坡的安全系数,并通过变换土体粘聚力c、内摩擦角φ,从而获得不同土体参数对边坡应力重塑效果的影响。     

滑坡防治的应力重塑方法

对于开挖土方引起的滑坡问题 ,文章提出应力重塑方法对坡面进行初始应力状态的重塑及恢复 ,使得边坡土体回复到原本未开挖的稳定应力状态。应用此方法 ,并与膨胀锚相配合 ,进行滑坡治理 ,可以增加坡面土体的抗滑能力。采用膨胀锚作为阻止土体抗滑的结构措施 ,可使坡面滑坡标本兼治 ,并可大大降低治理滑坡的费用     

基坑边坡稳定性计算方法的探讨

施工开挖对土体产生卸载作用,坑壁及坑底土体的应力状态和应力路径发生变化.就基坑边坡整体滑动稳定性计算所采用的圆弧法提出问题,根据卸载土体的不同状况设计二组快剪试验方案,并对其加载、卸载过程的强度特征进行试验研究.试验结果表明,土体的卸载强度与加载强度存在差异性,为完善基坑边坡稳定计算方法提供依据.     

土钉支护加固机理的数值分析

采用摩擦-接触型界面单元模拟钉土界面真实的变形协调情况,建立了基坑开挖土钉支护的数值分析模型,并通过和工程实测对比验证了模型的可靠性.借助动态仿真分析支护系统内力、钉土界面剪应力以及土体应力状态和应力路径随开挖、支护的不断推进而发展变化的全过程,定量揭示了支护系统的加固机理:单根土钉发挥应力分担、扩散以及传递的锚固作用,分别改善土钉头部、中部和尾部土体的应力状态,并提高土体抗剪强度;群钉系统发挥整体加固作用,增加土体刚度;土体强度、刚度增加且应力减小,双重抑制了边坡位移和塑性区的发展.     

基于PhotoInfor的边坡开挖效应模型试验

为了研究开挖效应对残积土坡坡体内部变形特征及边坡失稳机理的影响,以福宁(福鼎—宁德)高速公路某高路堑边坡为原型,依据相似理论设计地质力学模型所需相似材料及其合理配比,结合自制监测系统和数字照相量测技术,开展基于PhotoInfor的多级边坡开挖效应模型试验研究,分析多级开挖过程中模型边坡坡体位移及应力的变化规律。研究结果表明:开挖过程中边坡坡体变形是由缓慢至加速滑动的渐进过程,坡体中部和坡脚开挖时,坡体内部位移增长速率最快;坡体上部位移大于下部土体位移,且从坡体内部向临空面方向位移逐渐增大;边坡在开挖过程中坡体内部土体应力分布不均,坡脚处应力集中度高,边坡前端推力随着开挖过程逐渐增大;开挖卸载效应打破了边坡原有应力平衡,坡体后缘出现张拉裂隙,裂隙在整个开挖过程中不断发育、扩展和连通,形成贯通裂缝及滑动带,滑动带的形成过程与应力集中→释放→转移→重新调整造成的局部应变集中现象一致;开挖效应具有一定时效性,应力与位移变化并不同步,应变集中具有一定的滞后性,对此类边坡的早期监测,应以水平位移增长速率为控制指标,后期监测应兼顾水平位移和应力水平增长速率,两者缺一不可。该研究成果可为中国东南沿海地区多级边坡开挖的预警监测和支护加固提供重要依据。     

开挖扰动导致黄土边坡产生剥落病害的机理分析

通过对黄土边坡开挖扰动引起的力学性状改变的分析,探讨应力在节理黄土中的分布特征。考虑弹性波衰减,结合黄土土体的抗拉特性,建立了基于开挖扰动引起黄土边坡剥落破坏的分析模型。应用结果和实例吻合较好。研究结果具有重要的理论意义和实用价值,为黄土边坡剥落的研究提供理论基础。     

深基坑边坡土钉支护机理数值仿真

为掌握深基坑开挖过程中土钉支护机理,确保基坑工程的稳定性与安全性,以大连地铁一号线某车站出入口基坑工程为研究对象,利用FLAC3D仿真技术模拟边坡无支护开挖与土钉支护开挖过程中基坑的变形特征,并与实测数据对比分析.对基坑土岩体结构采用Mohr-Coulomb构建模型,锚杆、土钉与混凝土结构采用线弹性模型;基于实测数据对模型进行验证分析,绘制地表沉降对比分析曲线,找出边坡开挖全过程应力应变规律,并从力学角度分析土钉支护体系对土体加固的有效性.研究结果表明:深基坑开挖过程中,土钉支护能有效限制原始应力平衡遭到破坏后土体各部分的塑性变形、地表沉降及土体位移,从而确保基坑稳定.     

隧道洞口段边坡开挖稳定性及加固设计

依托庙岭隧道实际工程,基于Hoek-Brown准则并通过数值模拟重点分析隧道开挖对洞口段边坡的扰动影响,获得了边坡滑移的危险区域及锚固影响范围,对锚固设计方案进行了优化.研究结果表明:隧道开挖之前坡体应力变化场比较均匀,主要是水平向的位移为主,位移主要集中在断层破碎带周围,在边坡上亦有一定范围的潜在滑移面,尤其是在断层破碎带的影响下,可能产生较大地表沉降及沿坡体向下滑移趋势;锚固支护方案较好的减小了边坡的变形量,边坡在隧道开挖过程中存在一定范围的开挖扰动区域与锚固影响区域,开挖扰动区域大约在开挖面周围50 m内,锚固影响范围一般在15~45 m;在高应力范围的基岩中,可以适当调整锚杆作用方向来加固土体、优化设计.