层状岩体边坡抗滑桩加固效应的数值分析

利用数值方法探讨抗滑桩在层状岩体边坡中的加固效果,分析抗滑桩位置和桩长对于边坡变形、应力的影响。研究结果表明:抗滑桩位置对于边坡水平位移的影响较大;当抗滑桩位于边坡坡面中下部时(但需保证抗滑桩穿过了最危险滑动面),对岩土体变形的效果最佳;随着桩长的增大,边坡水平位移突变逐渐减少,最大位移也逐渐减小。存在一临界桩长Lcr,当桩长超过Lcr时,继续增大桩长对位移的控制效果明显降低。

阳坡里隧道纵穿滑坡体段变形破坏机制与加固效应研究

以武罐高速公路阳坡里隧道为依托,深入探讨了隧道纵向穿越滑坡体情况下隧道与滑坡的相互作用机制及变形破坏模式。在理论分析的基础上提出了针对性的综合工程防治设计方案,并采用强度折减有限元法与极限平衡法对隧道穿越滑坡段的开挖加固效应进行了分析研究,对开挖加固前、后滑坡的稳定性进行了对比分析。结果表明:在隧道开挖条件下,滑坡的稳定性满足规范要求,目前该工程正在施工中,安全稳定性良好。另外,研究表明:纵穿滑坡体段的隧道结构对滑坡体来讲是一个重要的"抗滑结构体",由于受滑坡推力作用隧道衬砌结构所受主应力发生明显偏转,当进入基岩后,随着隧道拱顶距基岩与覆盖层接触面距离的增加,衬砌所受各主应力逐渐转变为正常状态。提出的隧道纵穿滑坡段的分析思路和综合防治方案对类似工程有一定的借鉴和指导意义。

新建地铁隧道上穿既有线结构抗浮加固效应计算分析

依托北京地铁4号线西单车站上穿既有1号线区间隧道工程,建立FLAC3D数值计算模型,将现场远程监控量测结果与理论计算值对比分析,对模型的有效性进行验证。在此基础上,对既有线隧道结构周围土体加固效应进行了研究。结果表明:注浆加固措施可有效地控制既有线的上浮变形。采用CRD法施工的新建隧道,离既有线较远的小导洞,对既有线的上浮变形影响较小,反之,对既有线的上浮变形影响较大。中层导洞和下层导洞是引起既有线上浮的主要施工步序,在进行这几个导洞开挖之前进行地层的预加固,以控制既有线的上浮量。

隧道围岩注浆加固效应模拟方法研究

研究目的:为了提高隧道围岩注浆加固效应的数值模拟方法的准确度和计算精度,研究了模拟注浆加固的常规有限元方法的误差,并通过有限元理论分析了该误差产生的原因,进而提出了模拟加固效应的改进方法。研究结论:(1)模拟注浆加固的常规有限元方法在多荷载步计算中,上一荷载步结点位移(应变)的存在会导致改变围岩加固区单元的材料参数的过程中产生结点力(即异常荷载),导致体系出现由于模拟方法不当引起不容忽视的计算误差;(2)提出了两种模拟加固效应的改进方法(旨在消除加固区单元初始应变):一种是在围岩加固区的单元上附加新单元的方法,另一种是消除上一计算步应变场,仅保留应力场后,直接改变加固区围岩参数的方法;(3)注浆加固模型试验结果验证了改进的数值模拟方法的合理性;(4)本研究成果可应用于隧道及其他岩土工程加固效应的数值模拟计算,提高计算精度。

拼宽对既有桥梁的加固效应研究

采用新桥与既有桥梁拼宽,可对既有桥梁起一定的加固效应。以桥梁拼宽前后横向分布系数的变化为指标,反映拼宽后新桥对既有桥梁的加固效应。研究了5 m、8 m、10 m、13 m和16 m跨径的钢筋(预应力)混凝土板桥,以及20 m、30 m和40 m跨径的预应力混凝土I梁桥拼宽前后荷载横向分布系数的变化。研究结果表明:桥梁拼宽后,大多数情况下主梁(板)的横向分布系数均有所下降。既有桥梁主梁越靠近新桥,横向分布系数下降幅度越大,桥梁跨径越大,拼宽后新桥对既有桥梁的加固效应越明显。

多台阶岩质边坡的稳定性分析及加固效应

为掌握多台阶岩质边坡在开挖过程中的动态变形特性及其稳定性,确定在不同施工顺序下预应力锚索对边坡的加固效应,以具体岩质边坡工程为例,基于强度折减理论,利用FLAC3D模拟分析其在开挖过程中及形成后的变形特征;对比分析不同开挖、支护顺序下预应力锚索对边坡的加固效应.研究结果表明:开挖容易使局部岩体发生破坏;预应力锚索的使用,使岩体的完整性得到提高,并能很好的约束岩体水平位移,有效改善边坡的稳定性.

某岩质边坡治理及加固效应的离散元分析

以某在建岩质边坡治理工程案例为研究对象,在定性评价边坡结构稳定性基础上,运用UDEC离散元软件建立该岩质边坡的仿真模型,通过减弱岩体节理参数和增大竖向加速度模拟边坡的失稳过程,以及对设计方案及时加固后岩质坡体的应力分布、塑性区和张开节理进行对比分析。结果表明:岩质边坡失稳一般经历节理面贯通,表层岩块脱落,沿节理面崩塌三个过程。按照设计方案及时加固后坡体的塑性区减小,张开节理由坡体前缘逐渐转向坡体后缘并减少,有效控制了坡体稳定。

预应力锚索对块状岩体加固效应模型试验研究

本文通过模型试验重点探讨了预应力锚索对块状岩体的加固效应,分析了影响预锚加固效果的主要因素,给出了不同因素的影响范围及特征,为进一步分析预锚加固作用机理和探讨预锚加固设计方法提供了基础性依据。

自由式单锚加固机理及模型参数对加固效应影响的数值研究

通过数值试验的方法,首先对自由式锚索的加固机理进行了研究,并结合文献[1],对比分析了自由式和全长粘结式单锚加固效应的特点。其次,研究了模型参数改变对单锚加固效应的影响,得到了不同模型参数下锚索轴力,浆体剪应力以及模型内部的应力分布特征等。

小浪底工程地下洞群加固效应数值分析

本文以小浪底地下洞群为实例,提出了一种综合考虑地下洞群的开挖、加固、回填及灌浆等施工过程的非线性有限元数值分析方法。文中就地下结构附近断层的灌浆、起加固地下洞室作用的沿断层走向的混凝土塞的布置及其几何尺寸的改变对洞室稳定影响作了详尽的分析比较,其成果为设计和施工监测提供了重要依据。

砂层压密加固效应室内试验研究

研究目的:在隧道工程砂层劈裂注浆或压密注浆工程中都伴随着砂层的压密现象,被压密砂层性能的提升幅度对于注浆加固体的整体性能具有显著影响。基于此,以黏聚力、内摩擦角、渗透系数作为表征砂层压密加固效应的性能指标,以青岛地区含黏性土砂层为典型砂层介质,测试不同黏性土含量条件下砂层性能随压密程度的增长情况,获得砂层各项性能指标与所受压力的定量关系,在此基础上分析黏性土含量对被压密砂层性能提升幅度的影响,提出以临界黏性土含量为指标的砂层压密加固有效性评价标准。研究结论:(1)注浆压密作用可显著提升砂层的各项性能指标,在室内试验条件下,砂层黏聚力增长了30.8~87.6 kPa,内摩擦角提高了13°~15°,渗透系数降低了2~5个数量级;(2)被压密砂层性能提升幅度与黏性土含量正相关,当砂层黏性土含量小于临界黏性土含量时,砂层无法通过压密手段进行有效加固;(3)该研究结果可应用于隧道工程穿越砂层注浆加固领域,对注浆设计有一定借鉴作用。

压力分散型预应力锚索对边坡危岩体的加固效应分析

以宜(宾)-水(富)路K120+125剖面所在地段的边坡危岩体为研究对象,建立了压力分散型锚索三维非线性有限元计算模型,通过对加固前后危岩体的应力、位移及安全系数进行对比,揭示了坡面结构体-预应力锚索-岩质边坡相互作用效应,为类似边坡岩体工程危岩段预应力锚索布置提供了科学依据和指导意义。

拉伸条件下锚杆对含表面裂隙类岩石试样加固效应试验研究

选用改性橡胶粉-水泥砂浆来模拟真实岩石,用玻璃纤维增强塑料作为锚杆材料,研究锚杆对三维表面裂隙岩体的加固止裂效果。结果表明,锚杆提高了裂隙岩体的变形模量和单轴抗拉强度,变形模量随锚固角的增大而增大,而单轴拉伸随锚固角的增大先增大后减小,当锚固角β=45°时,锚杆对单轴抗拉强度的提高幅度最大;锚杆通过其抗滑移和抗剪切性能使裂隙岩体避免发生脆性破坏,并且在预置裂隙起裂之后存在不同程度的残余强度;单轴拉伸条件下加锚或无锚裂隙试件的破坏均以预置裂纹尖端为突破口产生翼裂纹,其扩展方向大致与轴向拉应力方向垂直。当锚固角小于某个临界值时,会有次生裂纹产生;拉伸条件下,含裂隙试件的破坏机制是张拉型裂纹的贯通作用。

基于桩周土加固效应的双排桩承载性状模型试验研究

双排桩在复杂环境条件深基坑工程中具有广泛的应用前景,针对双排桩复杂的承载性状与力学性态,基于相似材料模型试验原理,构建深基坑工程双排桩室内试验模型,对桩间土、桩侧被动区、桩端土体以及未加固等4种工况下双排桩的承载特性进行分析研究。研究表明:当采取桩间土加固措施时,前排桩最大正、负弯矩相对于未采取加固措施时分别降低了32.4%和38.5%,后排桩桩身最大正、负弯矩分别降低了76.8%和55.4%,而桩顶水平位移降低约57.5%,加固效果十分显著。桩间土、桩侧被动区以及桩端土加固均可有效提高双排桩的承载性能,但以桩间土加固效果为最好,主要原因是桩间土加固可显著提高桩间土的变形模量,增强桩土复合承载体截面整体抗弯刚度,从而提高双排桩的承载能力。

马拉维希雷河谷改造项目临时道路路堤边坡加固效应研究

为研究路堤边坡填筑施工过程中的变形特征,该文基于Geo-Studio数值软件,针对路堤分层填筑施工过程中土体的沉降和水平变形特征,系统地分析了桩位、桩弹性模量以及桩长对路堤边坡的稳定性影响。结果表明:1)路堤沉降变形和水平变形均随填筑高度的增大而增加,且增大速率随填筑高度的增大而变陡。2)桩位对路堤的水平位移影响较大,其中抗滑桩在坡脚位置处对路堤水平位移的控制最好,坡顶和中间位置对水平位移的控制效果基本相同。3)路堤的水平位移随抗滑桩的弹性模量增大而减少,且二者表现出典型的线性关系;当桩身长度大于土体滑裂面深度时,路堤的水平变形迅速减少,加固效应显著。

拱肋间距对喷混凝土拱肋加固效应的影响研究

喷混凝土拱肋是加固软弱围岩的一种有效支护形式,其间距主要根据经验确定,可能偏大或偏小。为了揭示拱肋间距对加筋拱肋加固效应的影响,采用基于有限差分法的FLAC3D软件对施工期某地下厂房交通洞软弱围岩在拱肋间距分别在1.0―5.0m之间变化情况下变形、应力和屈服区等分布规律进行了对比仿真模拟。仿真结果表明:拱肋间距越大,围岩变形、顶拱最大主压应力和塑性屈服区越大,拱肋承受荷载越大;且拱肋间距介于2.0―3.0m时,能充分发挥围岩自承作用和拱肋支护潜力,围岩变形稳定满足要求,支护成本最低。本文的研究成果为确定喷混凝土拱肋合理间距提供了重要参考。

预应力锚索的加固效应和SY系列锚索的结构特点

介绍了预锚加固体系现行设计方法所依据的基本理论,分析了预锚体系的特点和加固机理及加固效应:阐 述了天津水利电力机电研究所SY系列锚索的结构特点和推广优势,为锚索在工程实践中进一步应用提供帮助。

水电工程中的混凝土置换加固效应研究综述

多年的工程实践证明对于受软弱结构面控制的边坡或坝基岩体的滑动破坏问题,混凝土置换洞是一种合理有效的加固方式,其能有效地从局部改变坝基和滑坡体的受力平衡,阻止坝基和滑坡体变形的延展。混凝土置换洞加固的研究重点不断深入,研究范围不断拓宽,使得其在工程应用的安全稳定性得到了极大的保障。为此,对混凝土置换洞加固在水利水电工程中的应用和研究进行总结,并针对应用和研究中存在的不足以及值得进一步深入研究的若干内容进行阐述,为今后的工程应用和研究提供参考。

关于预应力锚索加固效应研究的几点看法

分析了预锚加固体系现行设计方法所依据的基本理论,认为改进设计方法的关键在于加强对加固机理和效应的认识。通过分析预锚体系的特点,对单根预应力锚索研究的重点问题以及如何提高预锚加固的效果提出了一些观点。此外,还探讨了有限单元法在预锚计算中的应用,以及群锚体系的整体效应和计算特点。