改进的岩质边坡临界滑动场计算方法

针对岩体介质的不连续性的特点,将岩质边坡临界滑动场进行改进和推广。充分考虑结构面存在对岩质边坡稳定性的影响,对结构面采取新的处理方法,并基于岩体介质具有抗拉性的考虑,灵活设置张拉裂缝。用改进后的岩质边坡临界滑动场计算方法,编制相应的程序,对边坡进行数值模拟分析,使边坡在满足力与力矩平衡的条件下,按推力最大原则,快速、准确地找到岩质边坡临界滑动面并得出其相应的安全系数。并将此方法应用于5个算例和1个工程实例边坡的稳定性分析,和其他方法进行比较,结果说明改进后的该方法在岩质边坡稳定性分析中的准确性和高效性。

水位变化过程中边坡临界滑动场

库水位升降过程中,会引起边坡体内孔隙水压力分布的变化,对边坡的稳定性产生影响。对边坡临界滑动场进行改进,提出了可以考虑水位变化过程的边坡临界滑动场数值模拟方法,方便、快速地计算出边坡局部、整体安全系数在水位变化过程中的变化历程。通过对一个典型边坡在水位上升和下降过程中的稳定性分析,并和其他方法进行比较分析,结果表明,临界滑动场方法能搜索任意形状的最危险滑面,计算的安全系数是合理的。

降雨过程中边坡临界滑动场

降雨入渗过程中孔隙水压力的升高与基质吸力的降低引起边坡稳定性的下降,是导致边坡滑塌的主要诱导因素。利用饱和-非饱和渗流有限元计算得到的孔隙水压力场,基于Fredlund提出的非饱和土抗剪强度理论,对边坡临界滑动场进行改进,提出可以考虑降雨过程的边坡临界滑动场数值模拟方法,能够方便、快速地计算出边坡局部、整体安全系数和相对应的临界滑动面在降雨过程中的变化历程。将该法用于一个典型均质边坡和一个非均质边坡在降雨过程中的稳定性计算,分析降雨持续时间、降雨强度和非饱和强度参数取值等因素对边坡稳定性的影响,并将计算结果与其他方法进行比较,结果表明临界滑动场方法能搜索任意形状最危险滑面,计算的安全系数合理。

基于广义Hoek-Brown破坏准则的边坡临界滑动场

针对岩体介质非线性破坏特点,采取国际广泛接受应用的建立在地质强度指标(GSI)法基础上的Hoek-Brown屈服准则,建立基于广义Hoek-Brown破坏准则的边坡临界滑动场计算的新方法。首先,根据Hoek-Brown准则确定岩体强度参数;然后,将Hoek-Brown准则不同法向应力水平上的剪切强度逐点等效到Mohr-Coulomb强度线上,用等效内摩擦角和等效黏聚力的Mohr-Coulomb准则代替Hoek-Brown准则;最后,将基于Mohr-Coulomb破坏准则的边坡临界滑动场计算方法进行改进,建立新的迭代方法,获得边坡在满足力与力矩平衡条件下的整体和局部临界滑动面和相应的安全系数。将该方法应用于2个算例和一工程实例边坡的稳定性分析,计算结果表明,该方法既继承了临界滑动场方法快速、准确找到边坡整体局部临界滑动面的优点,又能考虑岩质边坡非线性破坏的特点,更加符合工程实际。

合肥地铁车站基坑膨胀土有荷条件下的变形规律研究

为了考察合肥地区膨胀土的膨胀特性,选取合肥地铁车站基坑膨胀土进行了击实土样的有荷膨胀率试验,研究膨胀土的膨胀时程曲线特征及其有荷膨胀率与初始含水率、压实度、荷载的关系。试验结果表明:有荷膨胀时程曲线可分为等速膨胀、减速膨胀、缓慢膨胀阶段,初始条件不同膨胀时程曲线特征也不同;有荷膨胀率随初始含水率的增加而线性降低,有荷膨胀率与荷载的对数呈线性关系;压实度对有荷膨胀率的影响不显著。

基于数值应力场的边坡临界滑动场

数值分析方法(有限元、有限差分等)可计算边坡应力、变形和破坏,但直接计算边坡安全系数比较困难;而极限平衡法需对边坡体内力作出假设,计算精度受到限制。利用数值分析方法计算得到的应力场,重新定义推力最大原理中推力的含义,将常规边坡临界滑动场数值模拟方法作进一步的改进,提出基于数值应力场的边坡临界滑动场方法。该方法可充分发挥两大方法的优势,能够准确、方便地搜索出边坡临界滑动面位置,并给出更合理的边坡安全系数。通过两个算例的稳定性分析,并与其他方法进行比较,验证了该方法的准确性和合理性。

基于广义Hoek-Brown非线性破坏准则的节理岩体地基承载力研究

针对节理岩体非线性破坏特征,发展基于Hoek-Brown破坏准则的临界滑动场理论进行节理岩体地基承载力的计算。首先将Hoek-Brown准则的剪切强度逐点等效到Mohr-Coulomb强度线上,求得每点的瞬时内摩擦角和瞬时黏聚力;在此基础上,改进基于Mohr-Coulomb准则的临界滑动场理论,建立新的迭代算法,将Hoek-Brown强度准则与临界滑动场理论结合起来,求解被动土压力和地基承载力。同时,综合分析GSI和mi值对地基承载力的影响。算例对比分析结果表明,该方法能迅速准确地确定节理岩体地基最危险破坏滑面并得到相应的地基极限承载力值。

基于非线性统一强度理论的节理岩体地基承载力研究

现有的节理岩体地基承载力计算方法大多是以Hoek-Brown强度准则为基础建立的,没有考虑中间主应力的效应,不能充分发挥岩体的强度潜能。综合统一强度理论和Hoek-Brown强度准则的优点,结合临界滑动场理论求解地基承载力,并考虑地震荷载的影响。计算结果表明,基于非线性统一强度理论的地基承载力有不同程度的提高,现有方法中的地基承载力偏于保守;在地震荷载作用下地基承载力有一定程度的降低。

金坪子Ⅱ区蠕滑边坡三维稳定性分析

针对金坪子Ⅱ区蠕滑边坡体三维形态显著问题,为获得稳定性评价,基于地质勘察资料构建了三维计算模型,采用三维极限平衡法计算了各工况下的安全系数,分析了各指标对安全系数的影响程度,并提出采取降低地下水位方法以提高边坡的稳定性。结果表明,该方法有效、合理,与实际相吻合。

基于临界滑动场理论的抗滑桩加固边坡稳定分析

临界滑动场理论已在边坡稳定、土压力理论、地基承载力等方面得到了应用和发展,但少见在抗滑桩加固边坡方面的应用研究。基于余推力法边坡滑动场理论,从理论基础、计算方法、算例验证3方面对抗滑桩加固边坡的临界滑动场方法进行了系统的分析研究,包括边坡土体的离散方法、复合土体抗剪参数的确定、临界滑动场的搜索、状态点危险滑动方向、最大剩余推力的确定以及最小安全系数的计算。采用经典算例对所提出的方法进行了验证,结果表明,基于临界滑动场理论的抗滑桩加固边坡计算方法是合理的。

国内外建筑质量与安全管理经验

从全球范围来看，建筑业安全事故远远高于其他行业的平均水平。以03年为例，全球重大职业伤害事故总数约为35，5万起，而建筑业伤害事故为6万起。因此世界各国都建立了适合本国国情的建筑安全法律与管理体系，积极提高建筑业的安全水平，对建筑业的安全实施依法监督管理。有效地降低了伤害事故的发生率。

盾构法同步注浆材料的试验研究

为满足盾构施工越来越复杂的要求,开展一系列试验研究了注浆材料对注浆浆液性能的影响,通过选定硬性浆液和惰性浆液两种方案,主要探索讨论了材料对浆液流动性、稳定性及强度等方面的影响,试验结果表明:可通过控制膨润土的掺量来调整浆液的稳定性及初终凝时间;生石灰使砂浆的收缩更大且强度大幅降低;减水剂的掺量越大流动性越来越好,但泌水严重,给出了两者之间的关系。

超固结比对合肥硬黏土剪胀特性的影响研究

为了定量探讨超固结比(overconsolidation ratio,OCR)对合肥硬黏土剪胀性的影响,文章对合肥地区原状硬黏土进行三轴剪胀试验,并与重塑土试验结果进行对照;制备超固结比分别为1、2、4、8的重塑土进行三轴对比试验。结果表明:OCR为2.70~4.68的原状土,其最大体积剪胀率为1.1%~3.0%,在一定范围内,OCR与最大体积剪胀率呈抛物线关系;重塑土与同深度原状土相比,最大体积剪胀率降低33.3%~36.4%,且部分土样出现先剪缩后剪胀的现象;与原状土相比,OCR越大,重塑土的剪胀性降低程度越大,重塑土样的最大体积剪胀率降低5%~51%,在一定范围内,重塑土OCR与最大体积剪胀率之间存在较强线性关系。

水流冲刷过程中的边坡临界滑动场及河岸崩塌问题研究

针对河岸崩塌问题分析和研究,在考虑江河水位升降引起坡外水压力变化及坡内非稳定渗流基础上,同时考虑水流冲刷引起的河床冲深及河岸后退,提出了水流冲刷过程中的边坡临界滑动场和适用于天然江河崩岸的数值模拟,并对水流冲刷过程中的崩岸问题进行了分析。通过对两类不同土质岸坡的崩岸数值模拟,分析了水流冲刷引起的河床冲深及河岸后退过程中坡体的稳定性变化,探讨了不同土质岸坡的崩岸类型及崩塌模式。结果表明,坡度较陡的黏性岸坡崩塌时趋近于平面破坏且通过坡脚;坡度较缓的粉土岸坡崩塌时沿曲面破坏,且在水位骤降过程中易发生局部崩塌。

非饱和-非稳定渗流条件下的边坡临界滑动场

受季节性降雨或水库运行的影响,岸坡外水位及坡内孔隙水压力场的变化较大,不利于岸坡的稳定性。在水位变化过程中,利用非饱和-非稳定渗流有限元计算得到孔隙水压力场,基于非饱和土的渗流和抗剪强度理论,对水位变化过程中的边坡临界滑动场法进行改进,提出可考虑水位变化与岸坡非饱和-非稳定渗流过程的边坡临界滑动场数值模拟方法。将改进后的水位变化过程中的边坡临界滑动场法分别应用于黏土、粉土岸坡在水位升降过程中的稳定性分析,研究了水位升降速率及基质吸力对岸坡稳定性的影响,并揭示了边坡在水位变化过程中的稳定性变化历程。研究表明,该方法计算结果合理、可靠,更适用于涉水边坡的稳定性计算,且岸坡稳定性变化历程受水位升降速率、基质吸力等多种因素共同影响,只有在考虑非稳定渗流的基础上同时考虑基质吸力的作用才能正确得出水位变化过程中岸坡稳定性变化规律和实质。

碎屑流模型试验研究

碎屑流危害极大,且无法对其进行有效的预测和防范。文章通过室内模型试验,研究了不同组成的分层堆积体在不同初始启动角下,沿斜面的滑动和堆积运动,分析得到堆积体最终堆积范围的变化规律。试验结果表明:随着初始启动角的变大,堆积体由分级破坏逐渐变成整体破坏,堆积范围也会变大;堆积体上层颗粒比下层颗粒的冲程要大,对整个堆积体的冲程影响也要大;堆积体分层情况对其最终堆积范围影响较大,但随着初始启动角变大,这种影响逐渐变小。试验研究成果对研究碎屑流运动过程和堆积范围具有一定的理论参考价值。

基于数值应力场的加固边坡临界滑动场

传统的极限平衡法广泛用于边坡稳定性,计算出的边坡安全系数在工程界普遍接受。但边坡加固后的受力较为复杂,由于极限平衡法假设条件较多,加上计算加固边坡安全系数的合理性受到质疑,所以较多地采用数值分析方法,但数值分析法不易获取工程意义上的安全系数。为此,利用数值分析法计算加固边坡应力分布,再利用临界滑动场理论搜索基于数值应力的临界滑面和计算最小安全系数。通过两种常用边坡加固方式(锚杆框格梁加固和抗滑桩加固)的分析,说明本方法在加固边坡分析中的优势和适用性。

合肥地铁大东门车站施工风险分析及控制

合肥地铁1号线大东门地铁车站工程采用盖挖逆作法施工,施工难度大,安全要求高。根据已有工程实例及现场情况,分析可能存在的基坑失稳、周边建筑物和管线变形及损坏、维护结构渗漏水、主体结构施工质量等4种主要的风险源。文章结合实际针对性地提出了做好基坑防排水工作、局部土体加固、加强地下连续墙接缝防水措施、合理选择混凝土配合比及施工缝布置等控制措施。并且对周边建筑物进行了变形监测,从而进一步验证这些控制措施的有效性。

FAHP的改进及其在地铁风险评估中的应用

在应用传统的层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)进行风险评估时,存在难以保证判断矩阵的一致性要求且精度不高等问题,文章对原有的模糊互补矩阵构造过程进行改进,并通过约束规划解法得出权重后迭代来提高计算精度,以此建立新的模糊层次分析模型;以合肥金寨路地铁站为算例,应用该方法对其进行了详细的风险等级评估,得出目标层和各准则层的风险等级,评估结果与现场实际相符合。

基坑分区开挖对隧道的影响

文章以紧邻合肥地铁3号线祁门路站-大剧院站区间既有隧道上方的合肥市怀宁路天鹅湖下穿隧道涉轨段基坑工程为依托,使用MIDAS软件模拟基坑施工及隧道修筑过程,研究分析基坑的不同开挖方式对下卧既有地铁结构的影响,研究结果表明:通过优化基坑的开挖方式,及时回筑隧道结构,能有效降低地铁隧道的位移变形,竖向位移降低了49%。