云南盈江公路多级开挖边坡稳定性分析

在对云南省盈江县新开挖的公路边坡进行全面调查的基础上,在腾冲-陇川公路盈江境内芒线电站东采取花岗闪长岩风化形成的土体为样品,进行土工测试得到岩土体力学参数,选取盈江县昔马公路三家寨西南开挖形成的多级边坡为典型边坡进行测绘作为边坡模型,利用大型岩土工程软件FLAC3D建模、计算并分析边坡在自然状态下和地震作用下的稳定性。结果表明:在自然状态下,边坡安全系数为1.21,稳定性较好;在峰值加速度为0.046g的地震作用下,部分边坡位移较大,边坡局部失稳,将发生小滑坡、崩塌;在峰值加速度为0.134g的地震作用下,边坡将发生整体失稳,部分岩、土体被抛射,即产生大范围的滑坡、崩塌等较严重的地质灾害。

多级高陡边坡开挖过程数值模拟及稳定性研究

边坡开挖方法与加固措施对其稳定性变化具有重要影响,尤以公路高陡边坡最为突出。基于此,以贵州某高速公路高陡边坡工程为研究背景,结合实地调研结果,采用UDEC离散元法和现场监测手段,探讨了坡高、坡角及开挖级数对高陡边坡开挖过程中坡体应力场、位移场及稳定性安全系数的影响规律。结果表明:坡体位移自坡面(顶)向底部递减,而最大主应力则自最终开挖面中下部向两侧递增,且坡体位移和应力极值随坡高(角)增大而分别增大和减小,同时随开挖级数增多而分别减小和基本保持不变;坡肩(顶)位移-开挖次数曲线可大致划分为前期陡增,中期缓增,后期缓降(坡肩)、缓降-陡增或陡降-缓增(坡顶)3个发展变化阶段;在相同坡高(角)或开挖级数下,坡体稳定性安全系数随开挖次数增多而先增大后降低,且其在相同开挖次数下随坡高(角)增大而减小,同时随开挖级数增多而增大;数值模拟结果揭示了高陡边坡分级开挖过程中的实时受力变形状态,其与现场监测结果吻合较好,建议多级高陡边坡开挖工程采用动态信息化设计、施工及监测。相关研究结论可为多级高陡边坡工程施工稳定性分析及其防控策略提供有益参考。

无支撑多级支护结构稳定性与破坏机理分析

无支撑多级支护结构是一种适用于软土地区大面积深基坑的新型支护技术,但其变形受力特点、设计理论及稳定评价方法等尚不完善.将大变形计算方法物质点法(MPM)应用到基坑稳定性研究中,结合传统的有限元方法,从小变形及大变形两方面对某工程实例中的两级支护基坑进行了剪切滑动面开展及变形破坏等方面的分析.结果表明:无支撑多级支护体系在方案合理的情况下,次级支护结构可以有效抑制主要支护结构被动区塑性剪切带的开展,各级支护结构协同工作能力良好,整体稳定性强,失稳破坏后最终形成一个过主要支护结构下部的圆弧形滑动面,破坏模式类似于悬臂厚挡墙;另外,与传统方法不同,MPM可以更好地预测出土体强度变化时基坑破坏的最终滑动面和影响范围.

施工时序对边坡稳定性影响的离心模型试验及数值分析

不同施工时序对边坡稳定性有较大影响,应用离心模型试验和数值计算研究和分析不同施工时序对边坡变形破坏和应力场的影响。结果表明,开挖后及时支护程度越高,不但能减少边坡变形量,而且有利于边坡的稳定(试验中两级边坡开挖,及时支护比开挖完成后进行一次支护的最后破坏加速度提高14.15%;上级开挖后进行及时支护,而下级开挖后未进行及时支护,其最后破坏加速度比一次性支护提高8.49%)。及时支护程度越高,越有利于边坡稳定的作用机制,也可有效改善边坡坡面剪应力集中程度和最大剪应力的连通情况,并限制应力松弛程度;边坡土体的应力路径(应力历史)更加有利于边坡的稳定。另外,对于特别高大的边坡多级开挖,建议对上级开挖边坡进行临时支护,在开挖完成后再进行永久支护,这样既能发挥边坡的“新奥法”原理,又能避免因下级开挖应力调整而导致上级支护结构受力过大而失稳的影响,且支护成本可降低,该结论对于工程实践有一定的指导意义。

抗滑桩和挡土墙联合支护下公路边坡变形破坏机理分析

以洛阳至卢氏高速公路某收费站公路边坡为例,研究了抗滑桩和挡土墙联合支护下多级开挖边坡的变形破坏特征及破坏机理。通过对该失稳边坡进行现场调查,并结合钻探资料以及大量的室内试验结果,对滑坡的形成条件和滑体特征进行了分析,揭示了该滑坡的变形过程和形成机理,希望能为日后类似工程提供借鉴。

基于PhotoInfor的边坡开挖效应模型试验

为了研究开挖效应对残积土坡坡体内部变形特征及边坡失稳机理的影响,以福宁(福鼎-宁德)高速公路某高路堑边坡为原型,依据相似理论设计地质力学模型所需相似材料及其合理配比,结合自制监测系统和数字照相量测技术,开展基于PhotoInfor的多级边坡开挖效应模型试验研究,分析多级开挖过程中模型边坡坡体位移及应力的变化规律。研究结果表明:开挖过程中边坡坡体变形是由缓慢至加速滑动的渐进过程,坡体中部和坡脚开挖时,坡体内部位移增长速率最快;坡体上部位移大于下部土体位移,且从坡体内部向临空面方向位移逐渐增大;边坡在开挖过程中坡体内部土体应力分布不均,坡脚处应力集中度高,边坡前端推力随着开挖过程逐渐增大;开挖卸载效应打破了边坡原有应力平衡,坡体后缘出现张拉裂隙,裂隙在整个开挖过程中不断发育、扩展和连通,形成贯通裂缝及滑动带,滑动带的形成过程与应力集中→释放→转移→重新调整造成的局部应变集中现象一致;开挖效应具有一定时效性,应力与位移变化并不同步,应变集中具有一定的滞后性,对此类边坡的早期监测,应以水平位移增长速率为控制指标,后期监测应兼顾水平位移和应力水平增长速率,两者缺一不可。该研究成果可为中国东南沿海地区多级边坡开挖的预警监测和支护加固提供重要依据。