南京市旅游学校西侧山体下蜀组黄土边坡稳定性评价与治理措施研究

以南京市旅游学校西侧山体下蜀组黄土边坡为研究对象,利用极限平衡法和数值模拟法,计算边坡在天然、地震和暴雨工况下的稳定性系数,分析坡体位移和塑性区分布特征。计算结果显示,天然边坡基本稳定,地震和暴雨工况下坡体不稳定;极限平衡法与数值模拟法计算结果基本一致;三种工况下,坡体受地震力和暴雨影响,坡体位移加大,稳定性系数降低,暴雨作用比地震力影响更明显,坡体更容易受降雨影响。通过削坡减载、锚杆加固,设截排水沟等措施治理之后,坡体稳定性系数得到明显提高,边坡不同部位位移较小,边坡处于稳定状态,说明所采用的加固措施合理可行。     

地震作用下返包式加筋土挡墙数值模拟

返包式加筋土挡墙是一种柔性面板挡墙,因其良好的地基适应性及地震安全性广泛应用于交通、市政和水利等诸多领域中。本文使用FLAC^3D数值模拟程序对返包式加筋土挡墙墙面坡度、土工袋填料及筋材强度进行了抗震性能研究。研究结果表明：当墙面坡度<1∶0.30时,墙后侧向土压力分布均匀且数值较小,近似于一条竖向直线;当墙面坡度≥1∶0.30时,墙后侧向土压力分布规律一致且符合朗肯土压力理论。因此,当墙面坡度<1∶0.30时,加筋土结构应按加筋土边坡进行设计;当墙面坡度≥1∶0.30时,加筋土结构应按加筋土挡墙进行设计。土工袋填料种类对返包式加筋土挡墙地震动力响应几乎没有影响,在抗震设计时可不考虑其对挡墙的影响。筋材强度越高,返包式加筋土挡墙抗震性能越好,但筋材强度与挡墙的抗震性能不成正比例,由于加筋土结构的"加筋作用饱和"现象,大幅度提升筋材强度并不会使挡墙的抗震性能得到大幅度提升;因此,工程中在保证筋材强度达标的前提下需注意经济性。     

丹阳天王寺边坡稳定性评价及防治措施

针对苏南地区典型露采边坡的地层岩性及地质构造特点,以极限平衡理论为基础,运用GeoStudio软件中的SLOPE/W模块和VADOSE/W模块计算分析江苏丹阳天王寺边坡在天然工况、暴雨工况及地震工况下的稳定性。结果表明:天然工况下,潜在滑动面分布范围最小,稳定性最高,存在滑动的危险性;暴雨工况下,潜在滑动面分布范围有所增大,稳定性降低,边坡滑动的可能性较大;地震工况下,潜在滑动面分布范围最广,稳定性最低,边坡滑动的可能性很大。基于上述结果,提出防治措施。     

加筋土边坡地震稳定性动点安全系数分析方法

对于地震作用下的土工合成材料加筋土边坡,边坡内部结构的动力响应十分复杂,按照已有的安全系数的方法评价比较困难。结合安全储备系数的原理,并考虑到水平方向和竖直方向地震荷载的共同作用,提出求解加筋土边坡地震稳定性的动点安全系数时程分析方法。在理论分析的基础上,分别定义加筋土边坡土体、土工合成材料和筋-土界面的动点安全系数,并建立数值模型。根据所定义的动点安全系数,在计算过程中使用开发的计算工具对动力响应过程中的动力特性数据进行记录、计算和存储,得到加筋土边坡数值模型在地震荷载作用下的动点安全系数。分析结果表明：动点安全系数时程分析方法具有良好的工程适用性;动点安全系数时程分析方法对复杂的加筋土边坡工程进行的地震稳定性分析考虑了加筋土边坡不同结构的综合稳定性,比现有的分析方法更明确地反应出加筋土边坡工程中相对薄弱的结构,对加筋土边坡工程的抗震设计提供一定参考价值;相比水平方向的地震,竖直方向的地震作用对加筋土边坡中筋材和筋-土界面的稳定性影响较大,但对加筋土边坡土体稳定性影响较小。     

分层填筑对桩-锚-加筋土组合结构加固边坡试验研究

本文以攀枝花机场12#滑坡治理工程为背景,通过模型试验与有限元数值模拟结合分析加筋土分层回填对桩-锚-加筋土组合结构加固边坡的影响,得出以下结论:(1)随着回填高度的增加,水平位移主要向后排桩以前的坡面方向发展,竖向位移主要向后排桩以后的方向发展,在后排桩顶部形成位移拱效应;(2)随着回填高度的增加,后排桩顶的填土与桩体存在较大的刚度差异,使得填土的竖向位移在桩顶受到明显约束,因此在后排桩顶回填时宜增设垫层结构来减弱变形不协调问题;(3)随着回填高度的增加,前、后排桩的受力模式从锚固力控制的外侧受拉逐步转化为水平推力控制的内侧受拉,期间锚索承载力逐步发挥,桩身最大弯矩由桩顶逐渐转移到滑面位置;(4)前两级加筋土工况下前排桩锚索轴力增长较快,后两级加筋土工况后排桩锚索轴力增长较快,这表明高填方情况下后排桩身承受更大的水平荷载;(5)通过强度折减法分析各回填工况下的边坡稳定性,得出随着桩-锚-加筋土组合支护体系的逐步形成,该边坡的稳定性达到了较高的安全系数。 更多还原     

贵州某拟建机场高填方边坡破坏模式及稳定性分析

高填方边坡稳定性很大程度上受地基结构控制,复杂而不利的地基结构往往会对填方边坡的整体稳定造成严重影响。本文针对贵州某拟建机场高填方边坡稳定性问题,分析了复杂地基条件下高填方边坡的失稳破坏模式,并采用Morgenstern-Price法对边坡的稳定性进行了计算。结果表明,区内高填方边坡在暴雨和地震工况下不满足稳定性要求,原始坡面、老滑坡滑带、浅层潜在滑带往往构成危险滑面,部分情况下深部软弱夹层也可构成滑面。据此,从填方体施工、地基处理、排水、工程加固等方面提出了相应的防治建议。     

雪浪山横山寺西侧顺层岩质高边坡变形破坏机理与治理方案分析

边坡的稳定性分析是地质灾害防治中的一个重要内容。以雪浪山横山寺西侧顺层岩质高边坡为研究对象,运用离散单元法计算边坡在自重、暴雨和地震工况下的安全系数,并对其薄弱部位进行监测,分析其稳定性和破坏机理。结果表明:在暴雨和地震工况下,边坡产生拉张破坏,坡体产生较大位移。通过开挖放坡、锚杆(索)联合加固、在坡顶、坡脚及各级平台布设截、排水沟等治理措施后,边坡稳定性显著提高。通过测斜仪和裂缝计对治理后的边坡进行监测得出,边坡水平位移较小,裂缝的发展得到控制,边坡稳定性得到有效提高。     

加筋土边坡的破坏形式

了解加筋土边坡的破坏形式有助于加筋土边坡的设计和施工监测。对不同形式的加筋土边坡进行离心模型试验,绘制了边坡的破坏形式。试验结果表明:加筋土边坡能够保持较好的整体性,一般不会像未加筋边坡那样突然坍塌; 坡面附近土体内部可能先于坡顶产生裂缝,因此在实际工程中观察到显著的坡顶裂缝后,应当意识到在坡面附近的坡体内部也可能产生了裂缝。一般情况下筋材模量越大加筋效果越好,但在筋材和土接触面强度一定的情况下,筋材模量增大到一定程度后继续增大筋材模量是没有太大意义的。     

复杂堆积层边坡开挖变形机理及加固效果评价

针对某电力工程换流站高挖方边坡,分别采用极限平衡法和强度折减法对边坡的稳定性和变形特征进行分析。分析结果表明,边坡的稳定性受降雨和地震作用影响显著,两种工况下边坡均处于不稳定状态,地震作用对斜坡地带堆积体结构形成损伤,不但使边坡整体稳定性下降,还促使坡体内裂隙大量发育,利于降雨入渗,进一步恶化边坡的水文地质条件,导致坡体孔隙水压力增加、有效应力降低。边坡加固设计采用桩板墙+坡面格构锚杆支护措施,加固后边坡稳定性系数达到1.406,最大总位移由加固前的425 mm降至9 mm,大幅提高边坡稳定性,表明防护方案能保障边坡安全性,达到防治和风险管控的目的。     

某水电站左坝肩上方堆积体成因机制分析及稳定性评价

针对国内西南水电工程建设中经常遇到的堆积体边坡问题,结合现场调查在地表看到的地质现象,以及钻孔岩芯资料,在分析区域地质环境、降雨等条件的基础上,对堆积体边坡的稳定性进行了宏观定性评价。在地质分析的基础上,指出该堆积体具有多期次复合成因的特征,是怒江峡谷岸坡演化的典型模式之一,并进一步提出了该堆积体成因机制的内外动力耦合作用模式。由于该堆积体边坡特殊的空间结构特征和其处于重要工程部位的特点,采用有限差分强度折减法对边坡在天然状态、暴雨、地震等工况下的稳定性进行了分析评价,为工程建设的顺利进行和暴雨等工况下可能的局部加固处理提供合理的依据,并为流域内类似成因和结构的堆积体边坡稳定性评价提供参考     

平台分级对加筋土边坡稳定性的影响研究

对于分级修建的边坡,如何选择合适的平台宽度还有待研究。利用离心模型试验和有限元强度折减法对加筋土边坡进行分析,探讨平台分级的影响。试验表明,设置平台可以使边坡分解成若干个次级边坡,边坡分级后,其整体破坏向各个次级边坡集中,失稳部分的规模有所减少;加筋增强了边坡的整体性,能够强化次级边坡之间的独立性;合适的宽度可以使滑动面只发生在次级边坡中,对整体安全是有利的。有限元计算表明,边坡高度较大时,土的黏聚力的作用就会削弱,通过将高大的边坡变成高度较小的次级边坡,能够充分发挥黏聚力对边坡稳定的作用。而加筋的主要效果就是给土体提供一个似黏聚力。也就是说,合适的边坡高度分级能够充分发挥筋材的加筋效果。另外,对加筋高边坡来说,筋材的模量和延伸率是更为关键的材料参数。延伸率不足,在其他筋材的强度还没有发挥时被拉断,就达不到共同承载的目的。     

A procedure for the design and analysis of geosynthetic reinforced soil slopes

Summary A procedure for the stability analysis and design of geosynthetic reinforced soil slopes over a firm foundation is described. Firstly the unreinforced slope is analysed, and for this a circular failure method is used which allows a surcharge load to be taken into account. Any method of slip circle analysis could be used to identify the coordinates of the centre of the slip circle, its radius and the minimum factor of safety. In this study, both internal and external stability analysis of the reinforced slope is presented. Internal stability deals with the resistance to pullout failure within the reinforced soil zone resulting from the soil/reinforcement interaction. The external stability is considered by an extension of the bilinear wedge method which allows a slip plane to propagate horizontally along a reinforcing sheet. The results for total tensile force, internal and external stability are presented in the form of charts.For given properties of soil and slope geometry, the required strength of the geosynthetic and the length of reinforcement at the top and bottom of the slope can be determined using these charts. The results are compared with the published design charts by Schmertmannet al. (1987).     

三维加筋边坡地震稳定性上限分析

基于极限分析上限定理,考虑均匀加筋和三角形加筋两种加筋模式,采用拟静力分析方法推导了一定边坡高度条件下的三维加筋边坡临界加筋强度的计算公式。通过与已有文献结果的对比,验证了所提方法的正确性,并讨论了边坡宽高比、水平和竖向地震力系数对三维边坡稳定性的影响。结果表明:地震力作用下边坡临界加筋强度随边坡宽高比的增大而增加,但其变化速率逐渐减小,当边坡宽高比大于10时,三维边坡加筋强度与二维情况相近;随着水平地震作用的增大,三维边坡临界加筋强度呈非线性增大;随着竖向地震作用的增大,临界加筋强度大致呈线性增加,且随着坡角的增大,竖向地震作用对临界加筋强度的影响更加显著;两种加筋模式下的边坡临界加筋强度值变化规律一致,且三角形加筋模式所需的加筋强度较小,效果较优。最后,针对实际工程提出了一些工程建议。     

加筋土挡墙地震稳定性的拟动力分析

为研究不同筋材条件下加筋土挡墙地震稳定性,采用两种简化破裂面形式;由于拟静力法的局限和加筋土挡墙的成层特性,对水平和竖向地震力同时作用下的加筋土挡墙,运用拟动力法和水平条分法推导出其筋材拉力总和与临界破裂角的计算公式。算例分析结果表明,筋材拉力总和随着地震加速系数、回填土重度或者滑动体上部超载的增大而增大;随着土体内摩擦角或者填土黏聚力的增大而减小;当条件相同时,可延展性筋材所承受的筋材拉力总和大于不可延展性筋材所承受的。与拟静力法和规范中的方法比较,基于拟动力法的加筋土挡墙的设计也更加经济。     

挡墙加固非饱和土边坡整体稳定性分析

在对挡墙加固边坡进行设计和评价时应综合考虑基质吸力和挡墙对边坡整体稳定性的影响。应用可以考虑基质吸力的弹塑性强度折减有限元程序,分析了挡墙加固非饱和土边坡的整体稳定性,揭示了基质吸力对加固边坡整体稳定性的影响程度,同时亦分析了整体潜在滑动面位置的变化情况,并进行了关于吸力摩擦角的敏感性分析。     

Probabilistic analysis of reinforced slopes using RFEM and considering spatial variability of frictional soil properties due to compaction

Probabilistic stability analyses of constructed wrapped-face reinforced slopes (or embankments) using frictional soils were carried out using the random finite element method (RFEM). Soil properties reported in the literature for unsaturated frictional fills compacted to different densities were used in the simulations. Bar elements were added to the RFEM code to simulate extensible geosynthetic reinforcement layers and the Davis approach was used to improve numerical stability for purely frictional soil slopes at collapse. The influence of isotropic and anisotropic spatially variable soil strength was investigated and shown to have a large influence on the variation of maximum mobilised tensile forces in reinforcement layers for the steep 5 m-high slopes in the study. The influence of fill placed at different layer thickness and compacted to different levels was simulated by adjusting the soil strength and unit weight, and the vertical strength correlation length in the anisotropic spatially variable strength field used in each slope realisation. Numerical results showed that vertical strength correlation lengths approaching the magnitude of fill lift heights can control the probability of failure for reinforced slopes constructed with weak fills placed in lift heights close to but less than the wrapped reinforcement spacing used in the study.     

加筋土在香港的应用

香港使用加筋土研究经验及建造方法。施工实例包括建造加筋土挡土吸边坡和软土地基加固工程。     

基于尖点突变理论的浆砌块石边坡稳定性研究

根据影响浆砌块石挡土墙边坡稳定性的主要控制变量：挡土墙的垂直度i、挡土墙高度h、填料的内摩擦角 、墙后边坡土的重度 、土对挡土墙基底的摩擦系数 、土对挡土墙墙背的摩擦角 等6个因素变量,利用正交设计原理优化试验设计方案,结合库仑理论与力的多边形法,分析计算浆砌块石挡土墙边坡的安全系数,最后用尖点突变理论的突变级数法进一步判断边坡的稳定性。研究结果表明：影响挡土墙边坡稳定性的6个主要控制变量因素的主次关系为 ;在分析挡土墙边坡稳定性时,采用突变级数法进行计算判断,可以直观地判断边坡的稳定情况,从而弥补工程中运用传统的最小安全系数法进行判断出现的模糊不确定的情况。     

Stability analysis and supporting system design of a high-steep cut soil slope on an ancient landslide during highway construction of Tehran–Chalus

The stability of both natural and cut slopes in mountainous areas is a great challenge to highway constructions and operations. This paper presents a successful case study of stability analyses and protection treatments for high-steep cut soil slopes in an ancient landslide zone which was located at Km12+700 to Km15+000 along the Tehran?CChalus highway. This report has three parts. First, geotechnical investigations of in situ direct shear test, SPT tests and laboratory tests were implemented to get the subsurface profiles and the mechanical properties of the soil mass. Second, finite difference analysis was carried out to evaluate the stability of both the natural and cut slopes. Minimum safety factors and potential failure modes of cut slopes were obtained under both static and dynamic conditions. These results indicated that the ancient landslide could not be reactivated under the present climatic and morphological conditions, but there were some potential shallow failures in some cut soil slopes (failure actually occurred during excavation). Protection treatments and reinforcements were thus necessary. Third, the stability of the cut slopes was re-assessed by simplified Bishop limit equilibrium analysis (using Slide 5.0). Some potential failure zones were designed to be protected by back-anchored concrete retaining wall at the slope toe, rock bolts and frame beams on the slope face and planting grass on the slope face. Numerical analysis indicated that these protection measures could stabilize this remedial slope. These practical experiences may be of benefit for similar highway construction projects.