陡坡区加筋土挡墙基底不良地质处理

以黑山南北高速公路项目中的一段隧道间陡坡区加筋土挡墙支挡路基为例,对挡墙基底不良地质情况及可能产生的路基侧向滑移风险进行描述,并就拟采用的四种处理方案进行比选,对其优劣势和经济性进行探讨,为后续类似项目可能出现的情况提供经验。

基于作用模型不定性整体系数的加筋土挡墙稳定性分析

作用模型不定性整体系数FSUNC是坦萨(Tensar)设计手册中加筋土挡墙设计的一个参数,现阶段我国相关规范中未设置此参数。依托山西晋中地区某二级公路改扩建项目,利用GEO5软件计算不同填土高度下该参数的取值对加筋土挡墙整体稳定性的影响,并结合计算结果提出相关建议,为加筋土挡墙设计提供参考。

青银高速公路铜冶互通加筋土挡土墙加固方案研究

青银高速公路铜冶互通投入运营后,部分匝道出现路面裂缝、路基不均匀沉降、挡土墙面板变形等病害。2022年8月,受强降雨影响挡土墙面板坍塌10 m。分析了铜冶互通加筋土挡土墙路段病害产生的原因,提出了锚杆框架梁、边坡填土等加固方案。从施工可行性、工期和造价等因素综合考虑确定了加固方案,并从滑动稳定性和倾覆稳定性等方面进行了验算。

土—砼复合体护坡技术的施工试验及力学模型

[目的]对土—砼复合体护坡技术的施工及力学模型进行试验研究,为土石山区坡改梯工程的科学实施提供科学参考。[方法]从边坡破坏机理入手,基于土力学基本原理,提出“以土挡土”的边坡设计概念以及“土—砼复合体”概念设计的基本思路,结合施工试验建立“土—砼复合体”稳定计算力学模型,同时给出中低边坡和中高边坡设计建议。[结果]经过近6 a的施工试验和运行,验证了“以土挡土”边坡稳定设计概念的合理性及“土—砼复合体”临界平衡状态和极限平衡状态两种模型及其配套公式的科学性;与传统石坎边坡相比,“土—砼复合体”护坡技术可以节省材料用量80%以上,提升施工速度5倍以上,初步造价不高于石坎造价。[结论]土—砼复合体护坡可以替代传统石坎护坡,有效缓解施工速度慢与进度要求、石料用量大与环保方面限制采石的矛盾,未来应用前景广阔。

隧道进洞施工简易力学分析方法

隧道进洞采用“导向墙+大管棚”的方法在围岩较好时,存在浪费的问题,而在围岩较差时,存在针对性不足且不够安全的问题。为了解决该问题,采取库仑土压力理论对隧道进洞施工过程中的洞口仰坡土压力进行计算分析,得出洞口端墙是稳定洞口仰坡的重要措施,控制初期支护沉降是洞口段施工的关键。以朗肯土压力原理计算出隧道各级围岩“浅埋等压”埋深,浅埋等压时隧道支护结构处于无弯矩的有利应力状态,而只有侧向荷载作用下的支护结构为最不利应力状态,计算其支护结构最大内力,得出结构的合理厚度,对于外露及接近外露的浅埋偏压支护结构部位采取以增加结构截面厚度为主的措施来应对。偏压状态的实质是正压状态下主应力作用方向的竖向偏转,将偏压初期支护的计算分析简化为正压主应力方向的偏转即可。以工程实例来对照说明“导向墙+大管棚”进洞和“棚洞”法进洞二者的优劣,证明当前隧道进洞方案有很大的优化空间,并以一个具有全、强风化花岗岩地质,具有支护结构外露的显著浅埋偏压的工程实例来验证说明上述技术的优势。本文认为以挡土墙来稳定洞口仰坡是隧道进洞的关键措施,洞口段施工的重点在于控制支护沉降,支护结构外露的浅埋偏压隧道应采取增大外露部位的支护结构刚度的处理措施。

锚杆挡墙加固高陡土质边坡设计探讨——以岗白路K8+290~K8+400段路基边坡为例

在公路建设和运营过程中,路基边坡时常发生垮塌事故,尤其是具有高陡临空面的土质边坡,常规挡土墙、桩基托梁挡墙或桩板墙等措施工程规模大,且施工难度高,工程造价不菲,在山区往往不具备可操作性。为降低此类条件下工程施工难度和造价,依托国道215线岗托至白玉段白格滑坡堰塞湖灾后恢复重建工程中K8+290~K8+400段路基下边坡处治案例,采用锚杆挡墙对高陡土质边坡进行加固,经数值模拟得出该边坡治理前后应力场、位移场变化特征与规律,锚杆挡墙能够有效解决边坡下滑分力的应力集中作用,锚杆的抗拉、抗剪作用提升边坡下滑稳定性,挡墙作为面板使锚杆整体受力,两者综合使用提高整体治理效果。从实际应用效果来看,锚杆挡墙技术施工周期短,可节约工程造价,并且可以满足施工保通条件,其在这类高陡土质边坡防护中具有适用性。

放坡状态有限土体刚性挡墙滑动稳定性分析

为验证在放坡状态下有限土体刚性挡墙稳定性简化计算方法的合理性。该研究考虑了土体黏聚力、填土与挡墙墙背和墙底之间的摩擦作用,以及填土顶面荷载作用等多种影响因素,建立了挡墙稳定性理论模型。基于极限分析上限法,得到了放坡状态下有限土体刚性挡墙稳定性系数。研究结果表明:挡墙稳定性系数Fs与土体黏聚力c、墙土界面摩擦角δ、底面摩擦角δa、墙土界面黏聚力cw、底面黏聚力cl和土的内摩擦角φ均成正比关系,并且随着宽高比l/H的增大而减小,逐渐趋于稳定。此外,通过与库伦方法进行比较分析,验证了该简化计算方法的合理性。

明挖隧道长距离下穿繁忙铁路站场的分区施工方案

以安康北环线隧道工程下穿安康东站为依托,提出了分区加固、放坡开挖、垂直回填的综合施工方案,并通过数值模拟验证了该方案的可行性。分区加固减少了站场内受影响的股道数量,满足站场的最低运营要求;1∶1坡率放坡开挖,辅以坡脚挡墙等措施,减少了基坑开挖的影响范围;在施工分区端头设置加筋土挡墙,完成基坑垂直回填后可以尽早恢复铁路运营;选用级配碎石并注浆,保障了回填密实度,解决了铁路下方由于高度受限无法采用大型压实机具的问题。通过现场监测,下穿施工过程中铁路股道变形满足规范要求,站场的基本作业得到了保障。

高山滑雪赛道边坡防护工程结构改进研究

2022年北京冬奥会高山滑雪中心修建在海拔2198~1250 m,高海拔以及大落差导致工程混凝土自下而上运输十分困难。为了有效降低混凝土用量及节约施工成本,将原有锚杆框架梁支护结构用土钉+柔性防护网结构进行替代,将原有的一部分浆砌片石挡墙结构替换为石笼挡墙支护,同时改用钢波纹管涵代替钢筋混凝土截洪沟,通过这些手段,共计节约混凝土32872 m^(3),实现了对能源以及用料的节约,从而间接解决了自下而上的运输问题。

地震力作用下基覆边坡模型试验研究

以汶川灾区实地考察资料为背景,选择宇宫庙滑坡为参照,制作了模型试验台,在量纲分析的基础上,对主要参数做了相似理论研究,并采用水下爆炸的方式来模拟地震波(近场)进行了大量模型试验。结果表明:基覆边坡在地震力作用下的破坏模式是浅表层张拉而导致表层松散体流坍,且地震加速度随着药量(地震烈度)的增加而呈递增趋势,重力墙、桩板墙等支挡结构对于基覆边坡的作用明显。其结论将为铁路、公路沿线的高陡边坡分析和研究提供一定的依据。

桩锚挡墙联合支护残积土边坡离心模型试验研究

利用土工离心机分别对钢轨桩、锚杆联合重力式挡土墙支护土质边坡的效果进行模型对比试验研究,分析了钢轨桩和锚杆在重力式挡土墙支护土质边坡中的作用。试验结果表明,强降雨诱发重力式挡土墙支护下的残积土边坡产生滑动变形,对边坡稳定构成威胁;挡土墙下打入钢轨桩联合支护土质边坡会大大降低因降雨产生的墙体偏移,但墙顶上部坡体的局部浅层滑动仍不可避免;植入墙顶上部坡体内并锚固于墙身的锚杆对边坡局部浅层滑动起到了很好的抑制作用。在不增加挡墙自重前提下,钢轨桩下延作用以及锚杆锚固作用提升了挡土墙的抗倾覆能力和边坡浅层抗滑塌能力,从坡体内部和浅层同时改善了重力式挡土墙的支护效果;钢轨桩和锚杆的使用均布了挡土墙背部土压力,有效避免了局部应力集中。

桩板式挡土墙桩-板土压力传递特性的试验研究

广泛应用于路堑、路堤以及滑坡等特殊路基支挡工程的桩板式挡土墙目前多采用桩后搭设直板的结构形式,致使设计严重偏于保守。为明确不同挡土板布设位置下桩板式挡土墙桩–板土压力的传递特性及其分布规律,基于相似原理采用室内物理模型试验,开展桩前置板、桩后置板以及桩间无挡板3种典型工况的室内模型试验研究,获取桩–板后填土在水平推力作用下的整体变形及其典型破裂面特征,监测并确定抗滑桩两侧、桩间挡土板背侧以及填土跨中土压力的分布规律。试验结果表明:在水平推力作用下,桩前置板、桩后置板以及桩间无挡板3种典型工况的桩–板后填土均产生一条横跨加载面的整体裂缝。抗滑桩和桩间挡土板的背侧土压力大致分别呈"勺子型"和"梯形"分布,且相较于桩后置板工况而言,尽管桩前置板工况下抗滑桩所承担的土压力较大,但桩间挡土板所对应的土压力则显著降低。由于桩间挡土板的存在,尤其是桩后置板工况,在一定程度上削弱了桩–板后填土的土拱效应,但桩前置板工况仍为桩–板后侧填土土拱效应的形成和发展提供了空间;相较而言,桩前置板工况可利用桩–板后填土土拱效应的发挥显著减少作用于挡土板上的土压力,设计时宜采用桩前挂板或板搭设在桩翼缘板上的结构形式。研究成果可为桩板式挡土墙的合理设计提供参考。

挡墙加固非饱和土边坡整体稳定性分析

在对挡墙加固边坡进行设计和评价时应综合考虑基质吸力和挡墙对边坡整体稳定性的影响。应用可以考虑基质吸力的弹塑性强度折减有限元程序,分析了挡墙加固非饱和土边坡的整体稳定性,揭示了基质吸力对加固边坡整体稳定性的影响程度,同时亦分析了整体潜在滑动面位置的变化情况,并进行了关于吸力摩擦角的敏感性分析。

坡间挡土墙失稳加固实践

介绍 2 0 5国道高峪铺公铁立交桥失稳挡土墙的加固方法与效果。挡土墙采用“加筋喷射混凝土和预应力锚杆联合加固”方法 ,边坡采用“微型抗滑锚固桩”加固方法。现场试验表明 ,在预应力锚杆锚固段长度计算中 ,注浆体与土体的结合力计算偏于保守 ,应适当增加注浆体的有效半径。在边坡加固中 ,首次采用“微型抗滑锚固桩”加固方法 。

基于混合离散的砌石挡土墙边坡极限承载力下限分析

将极限分析下限法理论、混合数值离散思想和线性规划结合起来研究砌石挡土墙边坡的极限承载力。采用三角形有限单元离散土体来模拟土体的连续介质力学特性,构建土体静力许可应力场的约束条件,采用块体单元离散砌石体来模拟砌石体的非连续介质力学特性,构建砌石挡土墙的静力许可应力场的约束条件;同时建立有限元单元和块体单元交界面的约束条件;然后以超载系数为目标函数建立求解砌石挡土墙极限承载力的下限法线性规划模型,并使用内点算法进行最优化求解,获得边坡的极限荷载(或安全系数)和对应的应力场。通过3个算例的分析验证了所提方法的正确性。所提方法是将混合数值离散思想引入极限分析领域的一次尝试。

平面应变条件下饱和土体分叉后的力学性状

土坡和挡土墙的应变局部化和渐进破坏分析的一个关键问题是如何合理描述土体分叉后的力学性状,而从试验得到的峰后应力应变关系实际上并不是土体本身的一种真实本构反应。为此,提出了一种描述含剪切带土体宏观力学特性的改进后的复合体理论(或均匀化理论)。结合干密砂以及饱和松砂、中密砂、密砂的平面应变试验结果,验证了该理论框架的合理性。

基于加速度的边坡和挡土墙稳定性分析

评价边坡稳定性可以用最小安全系数,也可以用基于加速度的指标,比如最大加速度、最大惯性力、最大角加速度等。它们可以从另外的角度来看待边坡的稳定和失稳行为。这种思路也可以推广到挡土墙土压力计算。算例计算表明:基于瑞典条分法和简化毕肖甫法的假定对加速度、惯性力和角加速度的计算结果相同,说明它们的计算对条间力的假定不敏感;相对于滑体质心的角加速度不能单独用来判断滑体的稳定情况;对挡土墙土压力来说,由于外部支撑力的引入改变了土条的受力条件,最大惯性力的大小和方向与土压力并没有一致性的关系;随着土的强度参数的不同,最大惯性力可能大于挡土墙土压力,也可能小于土压力;以此类比,根据事先引入支挡结构力的作用方向得到的不平衡推力会更合理。

超软地基上土工布加筋土挡墙的试验研究

为了解超软地基上加筋土挡墙的实际性状 ,通过历时 1a的观测 ,取得了地基沉降、侧移、孔隙水压力、墙底及墙背土压力等实测资料。分析发现 :此类挡墙的最不利状况发生在施工期 ;加筋土体具有良好的应力扩散作用 ,能均衡差异沉降和减少总沉降 ;实测资料表明该挡墙有较大安全储备 ,可进一步优化设计。最后就加筋挡墙的设计方法作了一定的讨论。

地震作用下土钉支护高速公路边坡动力参数分析

结合土钉支护高速公路边坡工程实例,在地震作用下采用大型非线性有限元分析软件ADINA对边坡的变形、加速度、土钉轴力及土压力进行了计算和参数分析.考虑土体和支护结构相互作用及其协同工作建立三维有限元模型.应用了非线性静动力性能的弹塑性模型模拟土体;采用了可以描述土钉在进入塑性阶段强化性质的双线形弹塑性模型模拟土钉;土与支护结构相互作用由接触单元模拟.主要研究了地震烈度、土钉长度、土钉间距以及土参数对边坡位移峰值、加速度峰值、土钉轴力最大值以及土压力峰值的地震响应影响.结果表明随着烈度的增大,边坡位移峰值、加速度峰值、土钉轴力最大值以及土压力峰值也都增大,其形状相似;随着土钉长度的增加,边坡位移峰值、加速度峰值、土钉轴力最大值以及土压力峰值将减小,在土钉支护的范围内边坡位移峰值和加速度峰值影响较大,坡底以下土体位移峰值和加速度峰值影响很小;边坡位移峰值、加速度峰值、土钉轴力最大值以及土压力峰值随着间距的减小而减小;土体参数c,φ增大时,边坡位移峰值和加速度峰值将减小,而土钉轴力最大值和土压力峰值将增大.

FLAC在高液限土路堑边坡前期稳定性分析和处治后评价中的应用

结合石忠高速公路高液限土路堑边坡特殊的工程性质,利用FLAC对边坡进行了前期稳定性分析;得到了一定坡度下坡高与安全系数的拟合关系式及一定坡度下边坡的临界高度,为沿线路堑边坡的稳定性评价提供理论依据。分别模拟了削坡和挡土墙处治边坡的过程,并对边坡的稳定性及处治效果做出评价,为采用合理的处治措施提供依据。