伊敏露天煤矿内排土场边坡稳定性研究

为研究伊敏露天矿内排土场增高扩容的可行性,需定量地研究内排土场边坡的稳定性。采用了工程地质勘查手段,获取了地层岩性的空间分布规律,建立了典型工程地质剖面,根据物理测井成果,对地质剖面进行了校准;运用了物理测井法、岩土物理力学试验法及强度折减公式,综合确定了岩土体物理力学指标推荐值;采用了有限差分方法,研究了内排土场边坡的潜在变形破坏模式。结果表明:内排土场整体边坡为“圆弧剪切+顺层滑移”的潜在变形破坏模式,内排土场整体边坡处于稳定状态,边坡安全储备系数满足煤炭工业露天矿设计规范要求。

加筋碎石桩承载力计算

分析了加筋碎石桩复合地基的承载机理,探讨了加筋碎石桩复合地基的几种破坏模式。在不同的破坏模式下根据极限平衡理论导出了加筋碎石桩单桩极限承载力计算公式,破坏模式1主要由格栅套筒抗拉强度控制,破坏模式2由加筋段桩体侧摩阻力和非加筋段桩体鼓胀破坏前向上提供的端承力共同控制。实例计算表明,加筋碎石桩的承载力比普通碎石桩的承载力有显著提高,且加筋碎石桩的加筋深度与格栅抗拉强度之间有最优组合,最合理地利用加筋格栅提高碎石桩承载力,最后将加筋碎石桩应用到了高速公路软基处治中。

基于七点估计法的边坡稳定可靠度求解

分析了确定统计矩多点估计理论的点位置和相应加权系数的Gauss-Hermit数值积分原理,以适于任意滑面的毕肖普模式为例,研究了极限平衡理论中边坡稳定可靠度极限状态方程的特点和复杂性.引进多变量函数近似单变量化方法,将边坡极限状态方程转化为适于点估计分析要求,在此基础上构建了边坡稳定可靠度的多点估计分析方法并研究了其具体的操作步骤.通过三个典型实例,将结果与经典的精确方法结果进行比较,显示所研究方法计算代价仅为经典方法的0.01%,而计算的准确度基本相当,显示了该方法的实用性和简便性.

平动模式下挡土墙非极限状态主动土压力计算

改进了极限平衡理论,用于非极限状态主动土压力的研究。对挡土墙后滑动楔体的片体单元进行了分析,建立了关于非极限状态主动土压力强度的一阶微分方程,得到了平动变位模型下,非极限状态主动土压力强度、土压力合力和土压力合力作用点的理论公式,将计算所得结果与模型试验数据进行对比分析。结果表明:墙体平动变位模式下非极限状态主动土压力强度、土压力合力和土压力合力作用点理论公式的计算结果与已有模型试验结果基本吻合。

雅砻江锦屏一级水电站坝区右岸高位边坡危岩体稳定性研究

通过现场调查分析,将危岩概括为4种失稳模式:整体滑移剪切破坏模式、块体崩滑破坏模式、整体剪切错落破坏模式、压缩-拉裂-滑移破坏模式。根据极限平衡原理,针对不同的失稳模式提出不同的稳定性计算方法和稳定状态分类指标,并对不同规模和不同稳定状态下的危岩提出相应的防治措施。

考虑挡墙变位模式的有限土体主动土压力试验研究

经典土压力理论中假定墙背后土体为半无限空间,墙后土体宽度减小至一定宽度时就不再适用。为研究有限宽度土体情况下的土压力分布特性,设计有限土体自动控制模型试验装置,采用福建标准砂,在测试砂土的物理力学特性和标定土压力量测元器件基础上,开展挡土墙绕墙趾及墙顶转动、平动等3种变位模式下的有限土体主动土压力分布特性模型试验研究;同时,运用极限平衡法计算得到各组试验主动土压力合力,与模型试验开展对比分析。试验结果表明:各填土宽度砂土主动土压力试验的破裂面均为直线,当宽度减小到一定值时,土体破裂棱体均由三角形变为梯形;随着填土宽度的减小,墙后土压力合力也随之减小;3种不同变位模式下土压力分布规律不同;极限平衡法计算结果与试验结果存在一定差异,最大相差6.1%。

砂土中锚板拉拔模型试验及其抗拔力计算

锚板基础因其具有良好的抗拔特性而广泛应用于各类岩土工程问题中。在不同密实程度砂土中采用不同几何形状的锚板进行小比尺拉拔模型试验,分析锚板型式及尺寸对上拔承载特性的影响。试验结果表明,相同直径和埋深比的螺旋锚与平板锚上拔承载特性无明显差别;相同埋深比时,直径为50 mm的锚板上拔承载力系数略小于直径为20mm锚板的上拔承载力系数,而其上拔破坏位移比明显高于小直径锚板。进一步根据破坏位移比与埋深比关系曲线确定中密及密砂中浅、深破坏模式的临界埋深比,同时结合已有试验结果假设两种破坏模式的滑裂面,利用极限平衡分析推导并给出两种破坏模式下上拔承载力公式;通过与41个拉拔试验数据进行比较,验证了所提理论公式的适用性及准确性。

贵州地区浅变质岩公路边坡稳定性分析

针对厦蓉高速贵州境水口至都匀段浅变质岩公路高边坡,采用赤平极射投影法,研究了地质间断面与边坡开挖面之间的几何关系,实现了岩质边坡破坏模式的识别。在此基础上,利用极限平衡分析方法,对不同破坏模式边坡进行了稳定计算,得到了稳定安全系数和潜滑体剩余下滑力;以此编制的计算机可视化程序可自动识别岩质边坡的破坏模式并进行对应的稳定计算,实现了破坏模式识别与稳定计算的连接和统一。计算表明:3#节理切割成的平面滑坡体与1#、4#节理切割成的楔形滑体不满足稳定要求,稳定系数分别为0.811和1.054。因此,该计算方法和程序在岩石边坡稳定计算和预测岩体滑坡方面具有良好的应用前景。

限速条件下多模式交通均衡分配模型与算法

为缓解交通拥堵,探索限速方案对交通系统的影响,在给定限速条件下,描述了多模式交通网络中的交通分配问题,并构建了相应的优化模型,设计了求解模型的算法,对比研究多模式交通网络中的交通量分配与时间费用。采用一算例验证了模型和算法的可行性和有效性。结果表明,多模式交通网络中,在不同的扩散系数下,各交通方式具有不同的分担率。分析结果可知,限速方案有通过促进交通需求向公共交通转移来优化系统的作用,这一结果可以为制定拥堵缓解方案研究提供有效参考。

饱和砂土地基中吸力式桶形基础水平承载力研究

吸力式桶形基础不仅承受着上部结构及自身所引起的竖向荷载,还受到波浪、海流、海风等引起的水平荷载作用,在高纬度海域冬季还可能受到海冰的长时间挤压作用。利用三维有限元模型,研究饱和排水砂土条件下吸力式桶形基础的水平极限承载力和失稳模式,分析缓慢施加水平荷载时吸力式桶形基础失稳破坏机制,探讨不同长径比的桶形基础承载性能,研究桶体内外壁土压力分布情况和转动轴位置,并根据极限平衡解法,推导出饱和砂土地基桶形基础水平极限承载力计算公式。研究结果可为砂土地基条件下的吸力式桶形基础的设计提供参考。

被动土压力作用的变分极限平衡法研究

在极限平衡法的框架内,引入Lagrange乘子,将被动土压力问题以变分学观点来描述,转化为含有两个函数自变量的泛函极值问题,进而根据力系几何关系将其转化为带有约束的函数极值问题。极值问题的计算结果表明,挡墙背后土体在被动临界状态时存在着沿某平面滑动和绕对数螺旋柱面转动两种破坏形式。在平面滑动破坏的情况下,土压力的大小完全等同于Coulomb(1776)和Rankine(1857)理论的结果;对于土体转动破坏情况,土压力的大小与Sokolovskii(1956)和Chen(1975)的结果比较吻合。与已有测试数据的对比表明,两类理论计算结果构成的有序实数对可以作为被动土压力大小的一个区间估计,包含了各种墙体变位模式下刚性挡墙上作用的被动土压力。

凹边坡稳定性三维极限平衡法研究与应用

为揭示拱形约束条件下凹边坡稳定性的三维效应,基于极限平衡理论,从定量认识土体环向侧压力角度出发,提出新的凹边坡稳定性三维计算方法。通过将该方法与经典三维极限平衡法进行对比,验证该方法的准确度。选取典型工程实例,采用该方法与数值模拟相结合,研究平面曲率对凹边坡空间滑坡模式与三维稳定性的影响。结果表明:该方法的精度较高;平面曲率对凹边坡的滑体空间形态、尺寸与稳定性有一定影响,即随平面曲率的减小,滑体走向长度与滑面深度均近线性增大,稳定系数呈指数型规律降低,工程中可通过增大凹边坡的平面曲率改善边坡稳定性和减小滑坡规模。

湖北五峰赵家岩崩塌形成机理分析

赵家岩崩塌是发生在鄂西山区的一处典型岩质崩塌。野外调查发现,陡峻地形、裂隙发育岩体、平缓软弱夹层是危岩形成的基础,岩溶作用、采煤活动是危岩变形发展的影响因素,强降雨是崩塌发生的直接诱因。为了弄清崩塌的形成机理和失稳模式,文章在对崩塌形成条件和影响因素定性分析的基础上,采用刚体极限平衡方法,分别计算了可能失稳模式下,危岩失稳所需后缘裂缝内的临界水头高度,进而通过对比分析,对危岩的失稳方式进行了讨论。结果显示,崩塌发生是危岩在后缘裂缝静水压力推动下,沿下伏炭质页岩层发生剪切滑动破坏,进而产生了滑移式崩塌。该崩塌形成机理的分析结果,可以为鄂西山区类似的崩塌分析与防治提供参考。

隧道循环进尺的极限平衡分析

为使隧道施工中开挖进尺的选择更加合理,提出了掌子面超前核心土对数螺旋破坏模式,该模式由拱顶围岩与超前核心土两部分组成;针对拱顶围岩,基于Janssen筒仓理论和Mohr-Coulomb强度准则建立了竖向力计算公式,而针对掌子面超前核心土,基于对数螺旋破坏模式推导了循环进尺计算公式,建立了循环进尺与内摩擦角、黏聚力、支护压力、开挖高度等参数之间的相互关系.研究结果表明:在施工阶段考虑隧道掌子面稳定性时,必须考虑循环进尺的影响,掌子面附近围岩状态的短期改变会使掌子面超前核心土所需的支护力比未考虑循环进尺的情形急剧增长;黏聚力与内摩擦角的改善对循环进尺与掌子面区域稳定性具有重要的意义,而支护力对该区域的影响具有临界性,不可盲目增大.

偏心倾斜荷载作用下的地基承载力计算方法

对均质土地基受偏心倾斜荷载的情况 ,应用极限平衡理论的新解题方法得出了地基承载力计算公式。除选定滑动面为对数螺旋面—对数螺旋面—平面的形式外 ,没有其他任何的简化或假定。公式适用于前倾式、后仰式、压入式等破坏模式 ,具有广泛的实用价值。

基于极限平衡理论的楔形桩承载力计算方法

首先根据楔形桩的受力特性,提出了楔形桩单桩破坏模式,然后从极限平衡理论出发,利用库仑土压力的推导思路,推导得到了该破坏模式下的楔形桩承载力计算方法;将数值分析的结果与自编的单桩承载力计算程序计算得到的结果进行对比分析,验证了该方法的合理性。结果表明:其他参数不变时,在一定范围内增大楔形桩的锥角,可显著提高楔形桩的极限承载力;当外摩擦角较大时,粗糙的桩侧面也可以提高楔形桩的承载力;楔形桩尺寸也是影响单桩承载力的重要参数;该方法在工程实际中有着较强的适用性。

边坡稳定性分析方法及数值模拟

边坡稳定性问题是岩土工程中的一个重要研究内容,边坡破坏具有不同的模式,分析方法亦不同。该文以平朔安家岭露天矿为研究对象,借助GEO-SLOPE软件,运用极限平衡理论的方法,分析在水压和井采扰动条件下的边坡破坏模式,并对边坡稳定性进行计算和评价。结果表明,在考虑水压以及同时考虑水压和井采扰动两种情况时,安全系数分别为1.234和1.213,不满足安全储备要求,需要采取输干排水等相应措施进行处理;在考虑井采扰动时,安全系数为1.311,基本满足安全储备要求。水压和井采扰动是影响边坡稳定性的重要因素。

边坡失稳和稳定性分析方法的探讨

边坡稳定性是土木工程实践活动重点考虑的问题,造成边坡失稳的原因是多方面的,稳定性分析方法也不同。分析了边坡失稳的破坏过程和原因,讨论了工程地质分析法、刚体极限平衡分析法和数值分析法等各种边坡稳定性分析方法的特点,提出采用综合法研究边坡稳定性,以寻求有效的边坡稳定治理措施。

层状岩质边坡预应力锚索加固研究

针对平庄西露天矿非工作帮顺层边坡的地质条件 ,本文首先进行边坡潜在的破坏模式进行分析 ,指出岩体中赋存的缓倾角软弱层面是控制该边坡的主要因素。在此基础上 ,指出传统抗滑桩加固边坡所存在的问题 ,并对预应力锚固参数进行设计和稳定性分析 ,由此进行加固边坡的稳定性评价 ,由此表明本文所给出的设计参数是合理和可行的。

粘土中超大直径泥水平衡顶管被动极限支护压力计算方法

为维持顶管施工开挖面稳定,支护压力的设定必须小于被动极限支护压力。文章根据开挖面极限平衡,提出了超大直径泥水平衡顶管在粘性土中适用的开挖面被动极限支护压力计算方法。依照数值模拟计算方法,研究了超大直径顶管的被动破坏模式;再基于破坏模式,给出了被动极限支护压力的计算思路;对实际工程进行数值模拟并与所提方法进行对照,初步验证了所提方法的合理性;最后与其它理论方法进行了比较,并对提出方法的影响因素进行了分析。研究结果表明:水平圆柱体破坏模式为超大直径泥水平衡顶管的被动破坏模式,该被动模式与埋深无关;提出的方法具有合理性,而且计算过程相对简单,在实际工程中适用;水平圆柱体模式计算方法能够用于层状、均质粘性土中,应用条件是顶管开挖面只处在一个土层内;其得到的计算结果合理地低于其它方法,且偏安全;得到的被动极限支护压力随埋深直径比增大而增大,随内摩擦角和粘聚力的增大而增大。