土钉支护边坡动力模型的建立及地震响应分析

参照上部结构抗震设计的方法,对土钉支护边坡的抗震设计提出了3个水准的抗震设防要求和两阶段设计法。综合考虑输入地震波的特性、边坡土体特性、坡高因素,以及土体边坡在水平地震激励下,其位移响应主要为剪切型变形,建立了土钉支护边坡地震动力简化模型。该模型将同一水平层不稳定土体、稳定土体在水平地震作用下运动趋势假想为同步,两者之间相互作用很小,因此,取不稳定土体和面板为研究对象。由于面板很柔,其运动随着土体的运动而变化,其刚度只考虑剪切刚度,将土钉处理成弹性支座,建立了土钉支护边坡振动方程,求解了在简谐地震作用下土钉支护边坡动力响应的解析解,通过该模型可以得到滑移面附近土钉轴力动力响应和土钉支护边坡的弹性动位移响应。最后,结合案例进行了分析,比较了按此分析方法与用ADINA按弹性有限元方法计算的结果,两者吻合较好。故这种方法可用于土钉支护边坡的第1阶段的抗震分析与设计。

地震作用下复合土钉支护边坡动力响应分析

采用大型有限元软件ADINA对复合土钉支护边坡进行地震响应分析.地震波输入选用常用的EL-Centro波,分析内容包括支护边坡位移、加速度、土钉、锚杆的轴力时程响应.在建立有限元模型时,考虑土体和支护结构相互作用;应用非线性静动力性能的弹塑性M-C模型模拟土体;采用双线形强化模型模拟支护结构;土与支护结构相互作用由接触单元模拟.结果表明复合土钉边坡支护结构比纯土钉边坡支护结构有更好的抗震性能;普通土钉支护最大水平位移发生在边坡顶部,而复合型土钉支护发生在边坡的中上部,尤其是在施加了预应力之后,边坡在地震作用下位移明显减小;土钉和锚杆轴力在地震作用下放大显著,在滑移面附近轴力最大;位移和加速度沿着坡高逐渐增大.

不同含水率下考虑筋土界面刚度软化的加筋边坡地震响应

加筋土结构具有较好的整体变形协调能力以及抗震性能,被广泛应用于边坡工程中。基于不同含水率下残积土及筋土界面室内直剪试验数据,在有限差分软件中考虑不同含水率下土体和筋土界面抗剪强度参数,并通过FISH语言编程在数值计算中实现筋土界面剪切刚度动态变化过程,分析加筋边坡在不同含水率、筋材长度、筋材间距及地震峰值加速度工况下的位移、应力、加速度响应。模型计算结果表明:相比不考虑筋土界面刚度软化情况,考虑筋土界面剪切刚度软化情况下含水率对加筋边坡水平位移和加速度放大系数的影响较大;坡面侧向位移、坡顶沉降和筋材拉应力与回填土含水率呈正相关,加速度放大系数与含水率呈负相关;在一定范围内增加筋材长度能够有效降低加筋边坡坡面的水平位移;筋材间距对含水率越低的加筋边坡坡面侧向位移影响越大;地震峰值加速度越大,含水率对坡面水平位移影响越大。

新型多节扩孔土钉护坡加固施工技术研究与应用

土钉墙因简易的施工工艺及良好的经济性,在基坑边坡加固工程中得到了广泛应用。随着工程技术的发展,国内外工程技术人员针对土钉结构、水泥注浆体、坡面连接方式等进行了一系列的研究和改进,并取得了不少成果。在北京市五环路—上清桥疏堵改造工程中对土钉加固技术进行改进,减少了土钉长度,提高施工便捷性且环境保护效果良好。结合对新型多节扩孔土钉加固施工工艺的介绍,针对改进的土钉进行了受力性能等方面分析,总结其中关键技术。

土钉加固黏性土坡动力离心模型试验研究

很多滑坡是由地震引发的,为了防止或减轻地震造成的边坡灾害,目前在边坡的加固治理方面已经发展并形成一些较好的方法,而土钉是边坡抗震加固的一种简便有效的方法。采用动力离心模型试验方法,再现地震条件下土钉加固黏性土坡和素土坡的响应;测量了试验过程中边坡的位移场和加速度响应的变化过程。基于试验结果,通过对比素土坡和土钉加固土坡的动力响应,探讨土钉加固土坡的变形规律和加固机制。试验结果表明,地震过程中土坡产生不可恢复的累积变形,其大小与输入的地震加速度峰值有关。通过比较土钉加固土坡和素土坡的位移分布,研究土钉加固土坡的机制。引入土单元应变进行分析,结果表明,土钉加固措施能显著地改变边坡的位移场分布,限制土坡的剪切变形,避免滑裂面的产生,从而提高了边坡的稳定性。

土钉土体系统动力模型的建立及地震响应分析

建立了土钉土体系统动力计算模型,这种模型将土体对土钉的作用处理成一个线性弹簧和一个与速度有关的阻尼器,把面板对上钉的惯性作用简化为集中于土钉头上的等效质量加以考虑.以此为基础,建立土钉土体系统地震动力作用下的阻尼微分方程,求解了在简谐地震作用下土钉动力响应的解析解.最后,结合一案例进行了分析,并用大型非线性有限元软件ADINA对此计算模型进行了验证,结果表明这种计算模型对土质较均匀的边坡动力设计和分析是安全、可靠、合理的.

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.

地震作用下土钉支护边坡动力分析

应用动力弹塑性有限元方法,研究了双向地震激励下土钉支护边坡动力响应。考虑土体与支护结构相互作用及其协同工作建立三维有限元模型。给出了地震波和阻尼的选取方法。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;土与结构的相互作用由接触单元模拟。研究内容包括边坡竖向地震响应、水平地震响应,土钉的地震响应,土压力地震响应。结果表明土钉支护边坡延性大,有很好的抗震性能;地震作用后各层土钉轴力都增大;边坡在地震作用下产生永久位移;地震作用下土压力峰值形状与地震作用前的土压力形状相似。这些结论对土钉支护边坡的抗震设计与动力分析有较高的参考价值。

土钉加固边坡的离心模型试验与分析

通过土工离心模型试验,研究了土钉加固边坡的变形情况、土钉加固土坡的作用机理及土钉的应用分布规律,最后还对试验的不足进行了分析。

地震荷载作用下土钉支护多年冻土区路堑边坡动力响应分析

为了更科学地评价地震荷载作用下土钉支护多年冻土区路堤边坡动力响应特性,本文基于动力理论控制方程及大型非线性有限元软件ABAQUS,建立了地震荷载作用下土钉支护多年冻土区路堑边坡动力响应三维有限元数值模型,并在模型边界处添加了三维黏弹性人工边界,最后分析该三维模型的加速度响应、位移响应及土钉轴力响应云图。结果表明:加速度峰值随着路堑边坡高程及激振加速度峰值增加而增加,在路堑边坡坡顶位置处达到最大,且加速度云图成分层现象表明,土钉对该路堑边坡起到了加固作用;此外,在不同地震波峰值加速度作用下,相同位置处的位移响应峰值却有明显的不同,坡顶位移最大,表明地震荷载对该路堑边坡坡顶破坏效应最为明显,土钉轴力具有高程放大效应和坡面放大效应,路堑坡底至坡顶的土钉端部轴力峰值逐渐增大。本文数值模拟模型及结论,可为制定地震荷载作用下,土钉支护多年冻土区路堑边坡抗震设计提供一定参考。

土钉加固边坡稳定性分析与计算

在公开发表资料的基础上，对有关文献中提出的考虑土钉抗剪作用的分析方法进行了探讨。

土钉加固路堑边坡设计新思路

土钉结构是用以加固公路路堑边坡的一种较好的方法 ,在国外的公路边坡加固工程中得到了广泛的应用 .本文分析了传统土钉支护设计方法的不足 ,提出了土钉加固路堑边坡设计新方法的思路 。

倒刺状土钉在边坡加固中的应用

结合工程实例介绍了倒刺状土钉支护体系的结构和加固原理 ,着重叙述了施工流程和施工工序。并且通过效果分析指出倒刺状土钉具有加固效果优越、节约成本的特点。

土钉支护在边坡加固中的应用

介绍了土钉支护技术的作用机理、技术特点及应用范围等,并结合某边坡加固工程实例,介绍了土钉支护的施工工艺,得出了该方法简单实用,有良好的经济效益且安全可靠的结论。

土钉在昆明市北二环路边坡二次加固中的应用

简要介绍土钉墙工作机理、特点、以及应用土钉技术二次加固城市道路两侧高边坡 ,使加固后的边坡能承受较大的坡面荷载 。

季节冻土区土钉支护边坡地震反应动力特性分析

为了更科学地评价地震荷载作用下土钉支护季节冻土边坡的抗震性能,基于热-动力理论控制方程,应用大型非线性有限元软件ABAQUS,建立带有黏弹性人工边界的地震荷载作用下土钉支护季节冻土边坡的数值模型,对比分析夏季和冬季这两个典型季节时的加速度响应、位移响应以及土钉轴力响应。结果表明:无论是夏季还是冬季,加速度峰值随着季节冻土边坡高程以及激振加速度峰值增加而增加,在夏季时刻的季节冻土边坡坡顶位置处达到最大。此外,在不同地震波峰值加速度作用下,相同位置处的位移响应峰值却有明显的不同,同一地震烈度地震波激震时,夏季的季节冻土边坡坡顶位移最大,表明地震荷载对夏季的季节冻土边坡坡顶破坏效应最为明显,土钉轴力具有高程放大效应和坡面放大效应,季节冻土边坡坡底至坡顶的土钉端部轴力峰值逐渐增大。文中数值模拟模型及结论可为制定地震荷载作用下土钉支护季节冻土边坡抗震设计提供一定的参考。

用土钉加固路基边坡的研究

本文系统地介绍了用土钉技术加固路基边坡的研究,内容包括了土钉墙的构成、特点、设计、计算与施工,并把重点放在膨胀性岩土方面。提出了膨胀性岩土中土钉墙的推荐形式和给出了相关的观测分析结果。

树根桩化学灌浆配合土钉墙在边坡加固中的应用

树根桩、化学灌浆以及土钉墙是三种边坡加固技术,树根桩对边坡土体产生抗滑和锚固作用,化学灌浆能有效地提高边坡土体的抗剪强度,而土钉墙实质是利用土钉与土体牢固结合而共同工作,从而弥补了土体自身强度的不足,增强了边坡自身的稳定性。根据树根桩、化学灌浆以及土钉墙三种边坡加固的工作机理,在树根桩成孔的同时也作为化学灌浆孔,采用灌浆工艺成桩,增加桩的摩阻力,改善土的结构,提高土的承载力,再采用土钉墙加固保证边坡的整体性。从实际工程监测数据可以看出采用这种方法加固边坡已取得良好的效果。

地震作用下弧形抗滑桩加固边坡的动力响应及稳定性分析

基于弧形结构在抗压承载方面的优势,以九寨沟某边坡实际工程为依托,研究地震作用下不同弧形排布形式的抗滑桩加固边坡的动力响应特性和边坡的稳定性。结果表明:边坡坡面各监测点的X向水平位移均随着地震加速度幅值的增加而增大;弧形排布抗滑桩能承担并分担边坡土体下滑力,使边坡整体水平位移减小,有效地限制边坡上方土体的滑移,减少地震作用下边坡发生失稳的风险;对边坡位移的约束作用上,表现为:弧形排布抗滑桩>直杆排布抗滑桩>反向弧形排布抗滑桩;不同边坡坡面位置处的地震加速度均随着边坡高程的增加而增大,呈现出一定的放大效应,且这种放大效应随着边坡高程的增加而越来越明显;汶川地震波(0.3 g)作用下弧形排布抗滑桩连系梁和汶川地震波(0.2 g)作用下反向弧形排布抗滑桩连系梁的混凝土已经出现拉裂,无法满足结构抗震承载能力的要求,对此需进行结构尺寸的调整。

土钉支护的地震动力响应分析

我国是地震频发的国家,对有抗震要求的土钉支护不但要进行静力稳定性分析,还应进行支护结构动力响应分析。通过对某基坑土钉支护进行的有限元模拟,研究了土钉轴力在地震荷载作用下的变化规律。结果表明,在地震荷载作用下,土钉轴力分布呈现非均匀非线性变化,且基本呈增大趋势。