基于现场监测数据的岩质高边坡加固有限元分析——以贵州山区某岩质高边坡为例

以贵州省某岩质高边坡为例,首先分析了边坡三级平台排桩加固前后八个月的深孔监测数据,得到加固后深部监测孔位移仍在增加,边坡仍然处于不稳定状态。其次,利用快速拉格朗日有限元差分(fast Lagrangian analysis of continua 3D,FLAC3D)软件反演分析三级平台加固后坡体状况,并建立变换抗滑桩位置的加固模型,分析滑坡体的位移、剪应变增量和滑带位置的变化和分布情况,获得相应的边坡稳定系数,提出最优加固方案。第三,通过对该最优加固方案模拟计算,结果表明:在二级平台处加桩边坡稳定系数值最高,为1.25,加固后最大位移减小了22.5%,桩后滑带剪应变增量减小了20.69%,为指导该滑坡的后续加固治理工程提供了理论分析方法。

深厚软土地区隧道开挖变形特性数值模拟研究

为研究深厚软土地区隧道开挖变形特性,文章依托广西某地铁盾构隧道实际工程,利用FLAC 3D有限元软件建立数值模型,分析了不同开挖阶段的隧道地表轴线变化特征,以及不同软弱下卧层厚度对隧道变形及地表沉降的影响,研究得出:隧道开挖到监测断面时,地表沉降迅速增大,当开挖面超过监测断面时,注浆浆液硬化导致的地层上浮,使地表沉降减小,待地层长期沉降稳定后,地表沉降相较于开挖时有所增大;随着隧道开挖,隧道轴线地表沉降最大位置不断向前推移,开挖面后方由于同步注浆出现一定的隆起变形,待地层长期沉降稳定后,隧道轴线不同位置的地表沉降基本一致;随着软弱下卧层厚度的增大,地表沉降减小,隧道上浮位移增大。

软岩地区劣化条件下隧道结构变形特征及控制效果研究

为研究软岩地区围岩劣化条件下隧道结构变形特征及控制效果,文章以云南省某粉质黏土地层的隧道工程为例,基于有限元软件FLAC 3D分析了不同含水率条件下隧道结构不同深度的变形特征和不同控制技术的控制效果。结果表明:隧道结构的变形主要发生在二次衬砌施工之前;含水率不同时,隧道结构不同深度的变形规律相差较大;扩大拱脚宽度对围岩变形能起到一定的控制作用,增加锚杆长度仅能控制围岩水平方向的变形。

新老路基相互作用下山区公路拓宽工程的变形数值模拟

根据山区公路改扩建工程的特点,结合重庆某山区公路的改扩建工程,采用FLAC3D有限元进行数值模拟,对山区改扩建公路的路基横向变形规律、路基断面形式、路基边坡稳定性进行了研究。结果表明,随着路基拓宽的逐渐增加,老路基沉降变形和新路基的沉降量随之增大,随着新老路基结合部的移动,最大沉降点也随之移动。在新老路基结合的位置,沉降值达到最大;老路基一次荷载作用后,其拓宽宽度和沉降变形联系较小,沉降变形基本不变,随拓宽宽度的增大,沉降变形随之增大。随共同作用层的增大,差异沉降随之增大。在共同作用层设置土工格栅前后,施工期路基沉降量变化较小,运行期路基沉降量变化则比较明显。当具有较大变形量时,在土工格栅设置后,变形量有较大的降低。

基坑开挖对围护结构及邻近建筑物变形影响分析

为研究基坑开挖过程对邻近建筑物的影响和基坑围护结构的变形规律,以赣江金赣服务中心项目市政配套工程为背景,通过有限元软件FLAC3D进行数值分析计算,分析不同工况下基坑围护结构和建筑的变形情况。分析结果表明:基坑开挖打破原始应力平衡,建筑物位移呈现出与基坑距离越近,其倾斜和沉降变形越大的趋势;且基坑深度与其最大水平位移值密切相关,最大水平位移值发生在基坑深度的2/3左右。可为类似工程条件下基坑设计、施工提供借鉴和参考。

富水工况下公路高边坡稳定性数值模拟分析

采用FLAC3D有限元软件,构建雄信高速TJ2标软土路基换填路段红砂土高边坡的有限元模型,采用有限元强度折减法获取该边坡的稳定系数,模拟分析不同支护条件下富水高边坡失稳应力峰值。结果表明,无外部因素干扰的情况下,富水高边坡Y方向位移严重,稳定性差;富水高边坡内摩擦角和黏聚力越大,边坡稳定系数越高;枯水期富水高边坡稳定系数是1.54,涨水期是1.15,易出现滑坡灾害;在富水高边坡上采用抗滑桩支护的边坡位移始终低于允许位移量。

基于BP神经网络反演分析的隧道塌方机理研究

岩溶区隧道在施工过程中易发生崩塌,针对力学方面的隧道塌方机理分析较多,而针对岩溶软弱破碎带等地层方面的隧道塌方机理研究分析较少。为保证隧道施工的安全性、经济性和可行性,掌握隧道施工中的塌方机理非常有必要。依托贵州某岩溶破碎地层隧道在开挖过程中发生的坍塌现象,结合隧道的监测数据,运用BP神经网络的构建原理,对隧道的地层参数进行反演。将反演土体力学参数输入到FLAC3D有限元软件构建的不同施工方法模型中,对典型断面的崩塌破坏机制和风险进行判断和分析。结果表明:施工方法对隧道开挖的稳定性影响较大,针对围岩等级为Ⅴ级的隧道,采用三台阶七步法和单侧壁导坑法施工较安全,隧道塌方与隧道双向同时开挖没有关系;反演所得的隧道拱顶位移预测值为2.3 cm,地表位移预测值为1.2 cm,与监测数据偏差13%左右,反演结果具有一定的可信度。研究结果对岩溶区软弱破碎地层断面隧道公路建设具有重要指导意义。

高寒隧道低温富水环境下帷幕注浆施工及性能优化

为保证高寒隧道低温富水环境下的帷幕注浆施工质量,结合工程地质实际,以白拉山高寒富水隧道施工为例,首先采用FLAC3D有限元分析软件模拟不同注浆加固圈厚度下隧道、衬砌和孔隙的水压力、应力分布和位移变化,继而得到最佳加固圈厚度。然后在上述优化的前提下,设计帷幕注浆施工工艺,并通过实时监测的方式,查看洞内周边位移量,进而验证上述优化的可行性与正确性。

SMW工法桩基坑支护与数值模拟研究

SMW工法桩是一种新型的基坑支护形式,它有一些独特的优点,因此得到了广泛的应用。该文通过FLAC3D有限元分析软件对某SMW工法桩基坑支护形式进行数值模拟,得出基坑开挖过程中的桩身水平位移图、基坑地表沉降分布图等,并分析得出:基坑开挖过程中坑壁的水平位移的最大值在距离基坑顶部约为8 m处,基坑周围的竖向位移的最大值在距离坑壁约为9 m处。

岩质高边坡加固时机研究

为了研究某高速公路岩质边坡的稳定性及防治措施,利用FLAC3D有限差分软件建立岩质边坡数值计算模型,分析开挖过程中岩土体的变形情况;根据变形破坏模式提出岩质边坡加固方法尤其是加固时机的优化方案。研究结果表明:如果边坡采用一挖到底的开挖方式,随着边坡开挖强度不断增大,将出现明显的变形滑动面,最终会导致开挖边坡失稳;而对边坡进行适时锚固支护,岩土体的强度将明显提高,变形位移明显减小,保证了边坡在开挖过程中以及开挖后的长期稳定性。

特殊地质条件下滑移边坡数值模拟分析

滑坡是一种较为常见的地质灾害,给人民生命财产和交通出行造成严重影响。本文根据广东省某边坡滑塌现状,结合地质勘察、现场情况,分析该边坡滑塌的主要原因是:在持续暴雨等不利工况下,雨水下渗汇集至全风化页岩层面及风化层中,全风化页岩受雨水浸润软化,抗剪强度较低,且岩土体容重增大,下滑力增大,导致边坡坡体滑移失稳,滑坡地表可见明显裂缝及周界。基于滑坡治理工程实施前各可能滑面的变形活动特点及相应稳定程度,反算各滑动面的主滑带力学指标。通过FLAC3D有限元软件模拟分析高边坡在不同支护条件下位移变化情况;数值模拟结果显示,建议采用“抗滑桩支挡”方案。

既有人防工程对隧道建设的影响研究

新建隧道工程穿越或邻近既有建筑物时,二者之间会产生相互影响,存在安全隐患,有必要对新建隧道工程和既有工程的应力、位移等变化规律进行研究。采用FLAC3D有限元软件建立三维模型,对既有人防工程附近新建隧道进行研究,研究结果表明:双线隧道工程左右两隧道的施工顺序对隧道变形有一定影响;当隧道离人防工程距离越近,既有人防工程其对隧道的变形影响越大。

富水区域公路改线隧道开挖防排水施工技术研究

涌水是隧道施工最常见的病害之一,会对隧道安全施工造成较大影响.以两河口水电站县道公路改线隧道为研究对象,先确定地质与涌水情况,处理隧道中的不平整的区域,然后按照适当间距安装盲管,在施工缝和沉降缝安装止水条,经过多次调整后安装防水板、止水带并浇筑混凝土,实现改线隧道开挖防排水治理,最后使用FLAC3D有限元软件构建隧道模型计算施工后盲管间距与使用止水带后的防排水效果.结果显示,盲管间距较小能够缩小隧道剪切塑性区与受拉塑性区面积,不会导致围岩严重变形,盲管间距增大可降低涌水量.综合分析后确定盲管间距为4 m,此时施工性能更优,并且使用止水带能够在高进水压下保持高排水量,实现富水区域公路改线隧道开挖防排水治理.

顶管法下穿既有综合管廊影响分析

为研究顶管法下穿既有综合管廊施工的影响,本文以广州地铁八号线延长段水沥站为背景工程,通过建立有限元模型的方法,分析下穿过程对综合管廊的水平位移、沉降造成的影响和对综合管廊的受力进行分析研究。在类似结构实际施工前,可以运用Flac3D分析软件计算模型得出的理论计算值进行分析,并且根据建模数据得出顶管法施工下穿既有综合管廊的影响结果,对施工过程中综合管廊可能出现的情况作出合理可靠的预测和管控,为顶管法下穿综合管廊施工的安全提供指导意见。

地下开采扰动下高陡边坡稳定性研究

针对露天转地下过程中境界下矿体上向进路充填方案,采用数值分析方法,开展地下开采方案对露天边坡稳定性影响研究,完成了离散元大变形数值模拟、有限元静力、爆破动载荷下边坡稳定性计算。计算结果显示垂直矿体走向布置,采高4m采宽4 m的进路式回采,采用隔一采一的回采顺序,C20素混凝土及时充填进路的开采方案,当露天边坡的安全系数为1.50时,在距离边坡最近的采场进行生产作业,塑性区尚未贯通,未产生贯通的滑移带。在爆破动载荷下,距边坡最近点坡脚处产生的震动速度为3.2 cm/s,小于边坡安全允许规程。离散元计算结果显示,境界下矿体回收后边坡安全系数虽下降到1.453,但边坡仍属于一级边坡。截至2011年5月,境界下矿体回收充填完毕,边坡工程稳定性良好,未出现滑坡、坍塌、下沉等工程灾害。

水位升降对倾倒变形体稳定性影响的数值模拟研究

以某水电站为研究对象,利用FLAC3D有限元模型,研究水位升降对倾倒变形体稳定性影响的数值模拟方法。实验证明:水位上升时,上游区倾倒变形体的稳定性较差,最小稳定性系数是1.217,下游区倾倒变形体的稳定性较强,最小稳定性系数是1.248;上游区处于基本稳定-欠稳定-基本稳定状态;下游区始终处于基本稳定状态;水位下降时,上游区倾倒变形体的稳定性较强,最小稳定性系数是1.193,处于基本稳定-欠稳定-基本稳定-稳定状态;下游区倾倒变形体的稳定性较差,最小稳定性系数是1.186,处于欠稳定-基本稳定状态。