路堑边坡陡开挖加固方案比选及优化数值分析

为了对路堑边坡陡开挖加固方案进行比选及优化分析,针对山区道路扩建中某路堑边坡,采用三维数值模拟方法,对开挖面施作土钉墙+预应力锚索+一阶平台钢管桩、开挖面施作土钉墙+预应力锚索+上边坡预应力锚索框架梁这2种不同加固方案下边坡的变形及稳定性进行定量评价,进而确定合适的加固方案;在此基础上探讨了其中的锚索长度、锚索倾角、锚索拉力以及土钉长度对陡开挖边坡稳定性的影响,以进一步优化加固设计方案。结果表明:对于变形和稳定性系数要求较高的路堑边坡,建议采用开挖面施作土钉墙与预应力锚索进行支护,上边坡施加预应力锚索框架梁对陡开挖路堑边坡进行加固;对于算例边坡,锚索长度、锚索倾角、以及土钉长度对陡开挖边坡稳定性有较大影响,当锚索长度为25 m,锚索倾角较小(5°~15°)、土钉长度为10~12.5 m时,边坡稳定性较好。

板连式斜直组合微型桩加固边坡工作性状数值分析

为对斜直组合微型桩加固边坡中微型桩的工作性状进行研究,采用FLAC 3D数值模拟软件对斜直组合微型桩进行三维数值模拟,研究斜桩倾角对组合结构的力学响应及其对边坡加固效果的影响。结果表明:在相同条件下,随着桩身倾角的增大,桩身变形及桩身水平位移呈现先增大后减小再增大的变化趋势。当桩身倾角为10°和20°时,桩身变形(水平位移)分别达到最大值和最小值。同时,各桩桩身水平位移最大值出现的位置(距桩顶的距离)随着桩身倾角的增大而逐渐增大。总体而言,随着桩身倾角的增大,边坡潜在滑面由浅变深。不同桩身倾角组合结构加固下边坡的塑性区分布范围不同,当桩身倾角为20°时,发生剪切破坏的塑性区单元分布范围较小。为较好发挥斜直微型桩组合结构加固边坡效果,建议将组合结构中前排与后排的桩身倾角设置为15°~20°为宜。

既有高边坡陡开挖锚固参数优化数值分析

为探索不同锚固参数对既有高边坡陡开挖加固效果的影响,以某一级公路四级路堑边坡为工程背景,针对道路扩建中典型路堑边坡陡开挖锚固设计方案,采用三维数值模拟方法,对开挖面施作系统锚杆+预应力锚索+一阶平台钢管桩加固下的边坡进行模拟计算,分析了锚索预应力、锚索长度、锚索(杆)下倾角、锚杆长度对边坡变形及稳定性的影响。结果表明:锚索预应力超过450 k N、锚索长度超过20 m时对提高边坡稳定性已较少;锚索(杆)下倾角与锚杆长度对控制边坡变形及稳定性影响较大,当锚索(杆)下倾角在15°~20°时对边坡稳定性最有利,但下倾角过大对控制边坡变形则不利。增大锚杆长度对控制边坡变形及稳定性有利,但长度超过10 m时对提高边坡稳定性作用不大。