Numerical Analysis of Interaction Between Pile-Supported Pier and Bank Slope

Two and three-dimensional finite element analysis programs for pile-soil interaction are compiled. Duncan-Chang's Model is used. The construction sequence of the pier is modeled. The pile-soil interface element is used. The influence of the combination type of piles on the deformation of bank slope and pile behaviour is analyzed. Different designs of a pile-supported pier are compared thoroughly. Calculation results show that the stresses and displacements of the pile are directly related to the distance from the bank slope and the direction of inclination. An inclined prop pile set in the rear platform would remarkably reduce the stresses of piles and the displacement of the pier.

复杂地质条件下多级高边坡组合支护方案与稳定性预测研究

以镇赫高速陈贝屯至煤灰堡段为例,根据工程地质、边坡等级和边坡特性等因素对边坡不同剖面采用衡重式挡墙、俯斜式挡墙、桩+锚索、锚杆+面板等支护形式。从病害原因分析和处治手段出发,研究了多级高边坡支护的质量保证措施。基于LightGBM算法建立边坡稳定性预测模型,验证模型精确性后给出预测模型的特征相对重要性结果和预测结果。结果表明:建立预测模型可较好地预测边坡稳定性;影响边坡稳定性最关键的因素为中土体粘聚力,其次为边坡角β,孔隙压力比和土体重度对边坡稳定性影响不大;镇赫高速K2+051~K2+340段边坡稳定概率为0.9,失稳概率为0.1。本项目运营经验表明,组合支护方案及质量保障措施有效提高了项目施工质量、减少了返工现象,保证了项目的经济效益。

大采高综采工作面切顶留巷矸石帮变形控制技术研究

为解决厚煤层大采高综采工作面切顶留巷矸石帮围岩控制难题,首先利用理论分析建立了不同挡矸支护条件下矸石帮位移变化的力学公式,以此为基础提出矸石帮变形控制双策略,减弱矸石帮变形压力和增强矸石帮的抗变形能力;其次利用现场实验设计两种类别共4组挡矸支护方案,探讨不同支护方案的矸石帮控制效果,验证理论研究成果。结果表明:①增强矸石帮侧顶板支护强度,能减弱矸石帮变形压力;②增架卡兰个数、增加卡兰预紧力、增加卡兰个数、增强U型钢之间的摩擦力等能增加U型钢滑移初始滑移应力,增强矸石帮的抗变形能力;③挡矸支护控制效果为:2副卡兰+单体支柱<2副卡兰+单元支架<2副卡兰+单元支架+呛柱<3副卡兰+单元支架。该研究可为同类条件下切顶留巷矸石帮变形控制提供参考。

基于GA-PSO混合优化SVR的边坡危岩体稳定性评价模型

边坡危岩体稳定性评价是地质灾害防治的重要内容之一。传统的稳定性评价方法在求解复杂非线性问题时存在着精度较低、收敛速度慢等问题,为此,提出了一种基于GA-PSO混合优化支持向量回归(SVR)的边坡危岩体稳定性评价模型。首先,通过采集大量的实测数据和监测数据,建立了边坡危岩体的训练样本集;然后,将SVR算法引入稳定性评价中,利用其非线性映射性能拟合边坡危岩体的稳定性函数。为提高SVR模型的优化能力,将遗传算法(GA)和粒子群优化算法(PSO)相结合,形成了GA-PSO混合优化算法,并用于求解SVR模型中的优化问题。选取了多个现场实际边坡危岩体工程案例进行了算法测试。结果表明:相对于传统方法,GA-PSO混合优化SVR模型能够准确预测边坡危岩体的稳定性,并且具有较高的精度和较快的收敛速度。

支持向量机在边坡稳定性评价中的优化研究

支持向量机在边坡稳定性评价中得到了较为广泛的应用,但目前学者们对边坡的稳定性等级的分级数量及分级区间尚未有统一的认识,同时对训练样本数和验证样本数的划分亦停留在经验层面,较少探讨其最优的样本数。为此选取边坡的坡高、坡角、容重、粘聚力以及内摩擦角五个参数为评价指标,使用GeoStudio软件对不同评价指标的组合进行数值模拟,得到963组数据。使用MATLAB软件对该数据进行SVM模型训练分析后认为边坡的稳定性等级可分为8个等级,验证样本平均准确率为88.39%;当样本总量固定时,验证准确率随着训练样本数的增大而增大;当无其他划分经验参考时,尽量让每个分类等级的验证样本数量约为12个。

高边坡下方管廊基坑支护设计方案比选

人工填土高边坡的坡体稳定性差,因其土体未经压实,开挖极易引起坍塌,对周边建(构)筑物的基坑开挖产生严重的安全隐患。根据人工填土高边坡下南宁凤岭管廊基坑开挖的工程地质条件,分析了基坑设计的难点。对钻孔灌注桩、SMW工法桩、钢板桩3种管廊基坑常用的支护形式进行了对比,在综合考虑整体刚度和强度、基坑安全性、费用、施工速度等因素后,最终确定采用具有降低施工成本、可对施工材料重复利用、地下空间资源污染低的SMW工法桩作为该基坑的最佳支护方案。此方案可对今后类似工程的设计施工提供借鉴和参考。

基于混沌粒子群改进支持向量机对露天矿边坡稳定性的分类预测

为了简便有效地评估边坡稳定性状态,针对目前传统机器学习的算法选择与超参数优化等难题,提出了基于混沌粒子群优化算法的4种机器学习模型,并对其预测性能进行了对比。建立了包含221组露天矿边坡稳定性案例的数据库,其中80%的数据用于训练,20%的数据用于模型测试。4种模型预测结果及工程实例验证结果表明,基于混沌粒子群改进支持向量机模型的预测效果上总体优于其他3种机器学习模型,预测准确率88%,能够有效预测边坡稳定性,可为露天矿边坡安全提供可靠的预测结果。

基于FLAC3D的多级路堑高边坡桩锚支护效果研究——以云南某滑坡为例

为探明公路路堑高边坡桩锚支护机理,以云南邓家村某路堑边坡的滑坡处治为例展开了系统的研究。通过现场地质调查及多元数据分析,查明了滑坡工程地质条件及成因;采用FLAC3D数值模拟研究了无支护下高边坡的稳定性,对比分析了挡土墙和桩锚支护2种方案;以预应力为400 kN、桩间距为4 m、桩直径为1 m为基本方案,通过单因素分析法分析了路堑高边坡中桩锚参数对桩锚受力性能和边坡安全系数的影响规律。研究结果表明:挡土墙虽然可以有效阻止边坡底部的滑移,但其对坡体中部和上部的稳固效果不佳;桩锚支护结构对整个滑坡体都有一个良好的加固作用,桩的位移呈现“上部大而下部趋于0”的特点,其受到的剪力、弯矩存在多个极值点,并且大多数存在于滑动面上方;随着桩直径的增大或者桩间距的减小,边坡安全系数增加,而锚索预应力对安全系数的影响很小。

在役边坡耐久性弱化及整体稳定性影响分析

针对在役边坡长期耐久性能弱化及对整体稳定性影响问题,首先依据混凝土结构耐久性原理,建立边坡支护结构耐久性弱化分析模型,结合室内耐久性加速试验进行验证分析,接着基于混合型非连续变形分析法(HDDA)扩展了锚杆单元连接不同位移模式块体的算法,利用该扩展型混合DDA法结合有限元法以分析耐久性弱化边坡稳定性问题,建立了总体计算基本框架。最后以浙江省某沿海公路边坡为案例进行分析,结果表明:在特定环境条件下边坡多型支护结构物在30~60 a内有锈胀开裂及断裂失效的可能性;假定锚杆不失效时边坡安全系数随年限增加存在一定降幅,而在考虑锚杆陆续失效时边坡安全系数降幅明显,需要提前采取加固措施。此外还表明混合型DDA法建模灵活、模拟结果合理,具有较好的应用价值。

BFRP锚杆在岩土锚固中的研究现状与展望

随着新型纤维增强聚合物材料(Fiber Reinforced Polymer, FRP)的飞速兴起,轻质高强且具有优异耐腐蚀性能的玄武岩增强聚合物(Basalt Fiber Reinforced Polymer, BFRP)锚杆逐渐被应用于岩土工程以及锚杆加固的工程实践当中。基于BFRP锚杆的研究成果,阐述了BFRP锚杆的工作原理、锚固性能,总结了BFRP锚杆的力学性能试验和数值模拟研究进展,说明了在工程应用中使用BFRP锚杆取代传统钢筋锚杆的可行性与先进性,并对BFRP锚杆研究领域存在的不足进行了分析,为BFRP锚杆在岩土锚固领域的未来研究方向提出了合理化建议。

建宁县某水厂边坡支护与排水设计

依托于建宁县某新建水厂边坡支护工程,采用动态设计法对场地的填方段边坡和挖方段边坡进行支护和排水设计,通过对安全性、施工难度、经济性、稳定性、效果等对比分析,最终选择挖方段边坡采用框架锚杆支护,而填方段边坡采用抗滑桩+锚索和挡土墙联合支护方案以及采用地表集水明排+坡体软式透水管或泄水管泄水的排水设计,采用极限平衡法验证了支护后的边坡稳定性。

格宾支护-边坡体系地震响应数值模拟及影响因素分析

为了对格宾支护-边坡体系地震稳定性进行研究,基于有限元数值模拟软件ABAQUS的动力分析模块,建立模拟格宾支护-边坡体系地震响应的数值模型,并以振动台试验结果加以验证,同时对可能影响格宾支护-边坡体系地震稳定性的参数进行分析。结果表明:格宾单元在地震作用下的位移时程曲线遵从相似的规律,在加速度达到峰值时位移曲线突变达到峰值,之后逐渐平稳;产生的位移沿高程逐渐增大,且最大位移增幅发生在底部和顶部的格宾单元处;控制格宾单元位移的关键在于减少相邻格宾单元之间的相对错动和格宾单元在地震作用下产生的变形,增大格宾单元的弹性模量、增大格宾单元间的摩擦系数、减少台阶的相对长度,都能明显增强格宾-边坡结构整体稳定性。

路堑边坡预应力桩锚组合支护结构的变形特性分析

以某公路路堑边坡预应力桩锚组合支护结构为研究对象,对预应力桩锚支护结构的变形特性进行全施工过程现场监测,获得了施工过程中桩顶侧向位移和桩后土体水平位移随时间和空间的变化规律。采用FLAC3D软件对边坡开挖过程中的支护结构变形进行计算分析,将计算结果与现场监测结果进行对比,对开挖过程中坡顶和坡底的土体竖向位移分布规律进行了研究。研究表明:预应力锚杆对桩顶水平位移和桩后土体水平位移有良好的控制作用,开挖过程中的土体水平位移呈现着坡顶与坡脚小、中间部分大的趋势,土体水平位移的增长主要发生在开挖的中期。开挖过程中的桩顶水平位移、深层土体水平位移、坡顶土体竖向位移及坡底土体竖向位移均在合理的范围内。预应力的大小会对桩锚支护结构的支护效果产生影响,设置适当的预应力可有效减小支护结构的变形。

边坡支护技术在土木工程中的应用

在土木工程施工中边坡支护是一项重要的工程技术,为保证工程的安全施工提供了支持。边坡支护技术不仅能够为基坑内的施工创造一个有利的环境,同时还使基坑边坡的稳定性得到有效的提高,从而规避各类风险问题。本文对土木工程施工中边坡支护技术的应用进行分析。

邻近建筑基坑边坡支护的参数优化

为减少基坑开挖对邻近建筑稳定性扰动,文章针对基坑边坡支护,利用Abaqus建立数值模型,综合考虑基坑周边应力分布、区域变形等因素,对比分析不同土钉墙支护方式下的支护效果,讨论了土钉长度、孔径等支护参数。结果表明:阶梯型土钉支护方式能有效地提高边坡土体整体强度,减少边坡应力集中程度,降低边坡土体变形。采用土钉进行边坡支护时,土钉支护参数长度宜为7 m,孔径宜为50 mm,布置方式宜为阶梯型布置。

丘陵地区抗滑桩加固边坡的影响因素研究

基于广东黄田服务区边坡支护工程,通过数值模拟计算,分析丘陵地区土体黏聚力、土体内摩擦角、抗滑桩桩长及抗滑桩埋设方法对边坡和支护的影响。结果表明:随着土体黏聚力和土体内摩擦角的增大,桩身位移和桩身应力逐渐减小;抗滑桩全埋式布置方式较半埋式方式合理,桩身位移、桩身剪应力和桩身应力小,受力合理;采用阶梯形截面抗滑桩进行边坡支护时,桩身位移小,对滑动体拦截作用明显;当土体黏聚力大于32 kPa或土体内摩擦角大于37°时,宜减小抗滑桩的刚度。抗滑桩设计宜采用阶梯形截面和全埋式布桩方式,抗滑桩自由段长度与滑体高度的比值为6/7,可节省施工成本,最大限度地发挥抗滑桩的支护作用。

高速公路边坡支护中预应力锚索施工技术研究

为提高边坡支护中预应力锚索的施工质量,使边坡支护效果达到最佳,开展预应力锚索施工技术的深入研究。基于MATLAB软件模拟高速公路边坡情况,以保证每级边坡支护效果为前提,完成预应力锚固参数设计。以设计参数为基础,结合边坡支护工程锚孔布置图布设锚孔,制作并放置预应力锚索,进入锚索灌浆工序,完成施工。应用分析可知,应用论文所提施工技术,边坡土体沉降量较小,边坡支护的稳固性较高,支护效果优势显著。

中关村广场结构加固改造设计

针对中关村广场结构加固改造,对比不同的加固方法之后,确定了在原有楼层不拆除的情况下,先在拟增加楼板位置施工梁、板结构,后拆除原有结构梁、板的加固方法;同时,介绍了新增梁与原结构柱连接构造做法,减小了施工难度。通过对比分析改造前后房屋的抗震设防标准及抗震等级,采取了改变结构体系加固方法,并根据现状建筑大部分位于地下室的特点,采取了抗震性能化设计方法,避免了大范围加固框架柱,节约了加固成本。在保持现状顶板覆土不移除的情况下,通过托换技术,采用扩大截面法对梁下部进行加固,达到了建筑功能需求。最后对比了抗浮锚杆抗浮加固方案、增加底板刚度抗浮加固方案、回填压重材料加固方案的经济性,并最终选择了抗浮锚杆抗浮加固方案,解决了该项目抗浮问题。

基于极限抗力的微型群桩承载失效模式研究

基于刚度等效原则推导了微型桩组合结构极限承载力计算方法。结合现场试验及监测成果,采用数值分析方法研究了微型桩组合结构加固边坡的极限承载力及极限破坏模式。研究表明:微型桩间距与结构宽度对微型桩组合结构的极限抗力影响显著,微型桩间距越小,布置越密集,结构宽度越宽,组合结构的刚度越大,其极限抗力越大。微型桩组合结构破坏过程分为:滑面土层剪切破坏、微型桩桩体弯曲破坏、桩-土界面剪切破坏、微型桩桩体拔出破坏4个阶段。微型桩组合结构加固边坡最终的破坏形式是桩体拔出破坏,以桩体发生剪切破坏时的荷载作为极限抗力,低估了其承载能力。联系梁能增加微型桩组合结构的整体刚度,但不会显著提高其极限承载力。

聚丙烯纤维对边坡支护用喷射混凝土性能的影响

为了克服喷射混凝土易开裂、脆性大等不足,通过掺入聚丙烯纤维以提升喷射混凝土的工作性能、抗压强度与抗渗性能,并结合粉煤灰、减水剂等掺量变化,探究聚丙烯纤维喷射混凝土的优化配合比方案。结果表明,经配合比优化处理后,聚丙烯纤维喷射混凝土的各项性能均能够满足边坡支护工程规范要求,其中粉煤灰掺量调整为胶凝材料质量配比的20%,掺加质量分数为0.8%的减水剂和1.0 kg/m^(3)聚丙烯纤维时,喷射混凝土的回弹率为7.6%,满足工程规范要求。