破碎岩质边坡锚墩式主动防护网设计方法

现有公路（铁路）工程中的高陡岩质边坡,特别是风化作用强烈地区的岩质边坡,浅表层岩体多呈碎裂状。采用传统SNS主动防护网加固后,仍经常产生局部失稳、掉块等现象,部分甚至引起整体失稳。因此,针对破碎岩质边坡的加固防护迫切需要进行结构及其设计方法改进。本文提出一种锚墩式主动防护网新型组合结构及其受力计算和设计方法,可有效防止碎裂岩质边坡坡面破坏,同时保证边坡整体稳定。工程应用表明,该组合防护结构具有良好的破碎岩质边坡加固效果,值得在工程建设中推广应用。     

锚索与锚杆联合锚固支护岩坡的有限元分析

针对广东某高速公路74 m高的7级挖方边坡,采用三维弹塑性有限元数值计算方法分析山区路堑开挖岩质边坡的锚固支护的受力情况。分别计算了坡体无锚和3种不同的锚固方案。通过坡体无锚方案的计算确定坡体的滑动面并为锚固方案的设计提供依据。3种锚固方案中的预应力锚索和锚杆按不同方式进行了组合。所建立的锚固坡体三维有限元分析模型对锚固坡体进行了合理简化并节约了计算量。计算中锚索的预应力采用预先施加应变的方式施加。计算分析表明,边坡加锚后可显著减少边坡塑性区。实际工程中采用预应力锚索和锚杆交错布设方案进行边坡锚固支护可较好地达到安全与经济并重的边坡处治原则。现场监测结果表明,锚固边坡有限元分析合理可行。     

多级框架锚索和抗滑桩联合作用下边坡抗震性能的振动台试验研究

基于原型边坡设计了大型振动台模型试验,通过监测锚索轴力、桩身土压力、坡体加速度和坡面位移时程,研究多级锚索框架梁与双排抗滑桩组合结构加固含软弱夹层岩质边坡的地震动力特性。试验结果表明:在0.15g El Centro地震波激振时锚索预应力产生损失,最大损失比为23%,建议对变形等级要求较高的边坡在锚索抗震设计时适当提高预应力初始值1.2~1.3倍;沿边坡不同高度布置的锚索其轴力响应峰值几乎同一时刻到达,而峰值增加比例呈现出空间非一致性,在锚索抗震设计时应以坡体中部抗滑桩为界将边坡分为上、下区分别考虑;坡脚抗滑桩受荷段、锚固段土压力均随着输入地震波峰值加速度的增加而增大,主动土压力分布规律将由"上小下大"转变成"上大下小"的形状,被动土压力Ⅰ、Ⅱ区的分界点将向桩体下部发展;锚索与抗滑桩在地震时表现为协同工作机制,工程设计中要充分考虑地震效应对桩锚下滑力分担比的影响。该研究成果可为更加合理地考虑地震区锚索框架梁与抗滑桩组合支护结构的设计提供指导。     

地震作用下预应力锚索加固顺层岩坡极限分析

针对地震作用下预应力锚索加固顺层岩坡典型模型,提出了一种地震作用下预应力锚索加固顺层岩坡的极限分析改进方法,该方法考虑了边坡极限状态时锚索的受力变化。基于岩体刚性假设并考虑滑移过程锚索受力变化,结合极限平衡法推导出边坡加固预应力锚索的受力变化公式;地震作用仅考虑地震波传播至滑动面时产生的透射波对边坡稳定性的影响,从功率的角度出发,结合极限分析上限法与强度折减法,考虑预应力锚索受力变化,推导出地震作用下预应力锚索加固顺层岩坡的动安全系数计算理论公式;结合算例,采用考虑与不考虑滑移过程锚索受力变化两种计算方法,分析了在不同入射波波幅、入射角度及滑动面黏聚力、内摩擦角条件下两种方法计算结果的差异。算例结果表明：考虑与不考虑滑移过程锚索受力变化计算方法,计算得出的动安全系数变化规律一致,但考虑滑移过程锚索受力变化的改进计算方法得出的动安全系数动态变化幅度明显更小,反映了锚索的抗震作用效果,可为地震作用下该类型岩坡的预应力锚索加固设计分析提供参考。     

基于串联流变模型的锚拉力松弛分析方法

加固坡体的预应力锚索结构存在锚索拉力随时间松弛问题,为了合理预测分析锚索拉力松弛,基于锚索-边坡体系中滑床、锚索、滑体、坡面抑制构件之间的相互作用与锚固系统受力、变形基本机理,建立了一种采用虎克体模拟锚索或坡面抑制构件、开尔文体模拟滑床、开尔文体或广义开尔文体模拟土质或岩质滑体的锚索-滑床-滑体-坡面抑制件的四体串联式流变模型,推导了锚索拉力松弛的计算方程。实例分析表明：所提出模型的锚索拉力松弛计算值与试验或实测结果的误差小于既有模型的计算误差,计算得到的锚索拉力松弛收敛值的最大计算误差约为11%,松弛历时的最大误差约为10%;锚索拉力松弛率随锚索的直径和弹性模量的增大呈线性增大,随锚孔间距、滑床和滑体的滞后弹性模量与黏滞系数（尤其初期阶段）的增大呈非线性减弱,而滑床和滑体的瞬时弹性模量、坡面抑制构件的弹性模量均对锚索松弛效应影响很小。所建立的方法可用于定量评估预测预应力锚索加固坡体的锚拉力松弛效应,进而可用于分析锚固边坡长期稳定性。     

预应力锚索加固岩质边坡的设计实例

在修筑高等级公路时 ,常需要开挖而形成高陡路堑边坡 ,边坡稳定与否将影响公路施工和运营的安全。 对具有潜在滑动面的不稳定岩质边坡 ,通常采用预应力锚索和锚杆加固以节约工程投资与缩短施工时间。结合某高速公路路堑岩质边坡工程 ,在分析边坡工程地质条件的基础上 ,提出了预应力锚索加固边坡的设计方法和步骤 ,为相关边坡工程的加固提供借鉴经验。     

顺层岩质边坡预应力锚索抗震加固机制研究

将顺层岩质边坡的层面考虑为弱面,将其等效为等间距共线多节理的力学模型。预应力锚索加固边坡的锚固模型等效为平面有限宽度岩体节理问题。并将初始应力和地震荷载引起的附加动应力视为远场作用,锚固边坡的受力问题视为远场作用效果和节理面集中力作用效果的叠加。根据叠加原理计算地震荷载作用下裂纹端部应力强度因子,发现位于裂纹端部的预应力锚索能大幅度降低I型裂纹的应力强度因子。以应力强度因子作为岩体的压剪破坏判据解释顺层岩质边坡预应力锚索的抗震加固机制,能很好地解释汶川地震边坡破坏特点。     

强风化软硬互层岩质高边坡监测与数值模拟

强风化软硬互层岩质高边坡属岩质边坡特殊情况,其结构面组成及性质复杂,与支护结构相互作用的复杂程度较高,相互影响较大,顺倾结构面临空等情况下破坏可能性很大。以兰永一级公路某深挖路堑边坡的治理工程为依托,对边坡支护过程中及支护结束后的锚杆应力、锚索内力、坡体位移进行了原位监测,并利用岩土分析软件PLAXIS,采用节理岩模块对该边坡工程进行了数值模拟分析。监测及模拟结果表明：该边坡由节理裂隙与岩层面形成折线形潜在滑面,且具有相同滑动可能性的潜在滑面不止一个;支护结构穿透组成滑面折线的任何折线段部分均对结构面稳定有显著影响,但支护结构穿透泥岩面对结构面的影响较穿透节理裂隙更大;支护锚索预应力变化具有一定规律,预应力变化过程对坡体位移及支护结构内力具有一定影响;坡体的主动变形对支护结构内力的影响较坡体被动变形大,结构面产生滑动趋势对坡面位移影响的敏感程度较支护结构内力影响的敏感程度低。该边坡支护稳定,支护设计合理,可为同类边坡支护设计提供相应建议。     

某高陡危岩边坡的综合整治

京珠高速公路粤境北段位于粤北大瑶山中，地势险要，地形复杂，地层条件差，人为活动频繁。如何保证区内既有公路的正常通行、高速公路的建设施工安全及高速公路和运营安全是一个较为突出的问题。文章介绍了采用SNS主动防护网对高陡危岩边坡进行浅表层加固、SNS被动防护网对坡面滚石进行拦截（和堆存）、预应力锚索及锚墩对坡体深层滑坡进行治理的综合整治措施。其工期短、功效显著，对类似工程具有较大的借鉴意义。     

OVM锚固体系在长城居庸关边坡加固中的应用

本文通过对长城居庸关边坡的稳定性分析，采用喷锚方法对边坡表面和浅部进行支护；同时，采用预应力锚索对边坡深部进行加固。作者着重介绍预应力锚索的设计、施工及工艺要点。     

岩质边坡预应力锚索加固的优化设计方法

预应力锚固是改善岩质边坡稳定性的主要手段,尤其在水利水电工程建设中,通常采用预应力锚索(杆)来加固不稳定的边坡。然而,至今为止,用于确定预应力锚索长度、间距、锚孔直径及单束锚索荷载等参数的设计方法仍然是没有很好解决的问题,所用方法大多过于保守。在分析锚固系统失效模式的基础上,应用优化与决策分析的理论,提出了确定岩锚设计参数的优化方法,并分别对锚固间距、锚固角、锚索荷载及内锚段长度进行了优化分析。实践证明了该方法的经济性及可行性。     

某变形边坡抗滑桩预应力锚索挡土墙设计与应用

针对某变形边坡,基于力学基础理论,提出了变形边坡抗滑桩预应力锚索挡土墙,即:在坡脚处设置半重力式挡土墙,墙体下方设置双排抗滑桩,墙体露出地表部分以一定倾角布设预应力锚索,通过预应力锚索与半重力式挡土墙相连提供锚拉力,以增加挡土墙抗滑力。设计时着重考虑了土体剩余下滑力、土压力、抗滑桩入土深度、锚拉力、地震主动土压力,并通过理论计算和数值模拟得到了加固后边坡抗滑系数满足国家规范要求,该设计可为其他类似工程提供参考。     

陕南某公路边坡稳定性及治理措施分析

陕南地区某典型三级边坡在治理施工时发生了大面积垮塌，开挖后未及时防护是导致边坡失稳的直接原因，秋季持续强降雨是促进边坡垮塌的间接原因。使用强度折减法并运用数值软件计算分析，结果表明边坡卸载并在一级平台使用单锚点预应力锚索抗滑桩加固的治理效果最好。综合分析采用分级刷坡卸载+单锚点预应力锚索抗滑桩+综合排水系统+绿化措施的治理方案，并对边坡开展表面位移、深层位移、地下水位等实时监测和视频监控，可有效监控边坡稳定性，确保公路运营安全。研究成果对类似边坡治理有一定借鉴作用。     

索道建筑基于桩锚共同作用的悬臂桩加固设计

结合武当山风景区某护坡工程,介绍了一种预应力锚索与悬臂桩（墙）组合补强加固高边坡变形的设计方案。通过对边坡地层的补充勘察,对护坡桩结构内力的受力分析,找出了高边坡变形加剧和桩身局部裂缝的原因,设计采用了预应力锚索补强加固悬臂桩（墙）。经过长期监测,加固后3年来的桩顶最大位移累计30.1 mm,小于国家规定的规范要求。实践表明,桩锚支护补强设计安全可靠,其成功经验和体会对类似项目有借鉴意义。     

山东济泰高速公路大型路堑边坡预应力锚索加固

济泰高速公路 K3 5 75 8～ K3 6 0 3 0段路堑边坡开挖后 ,由于受两组顺坡向不连续面影响而出现多处不稳定坡段 ,通过采用预应力锚索加固使该段边坡得到整治 ,从而达到稳定要求。本文着重介绍了预应力锚索加固设计及施工方法。     

兴山县龙王嘴边坡稳定性分析与加固设计

龙王嘴边坡系坡高达70 m、坡角达70 °的高陡岩质边坡。分析了宜-秭公路石峡段龙王嘴高边坡变形的地质条件,在定量评价龙王嘴高边坡稳定性的基础上,进行了该高边坡的施工图加固设计。根据其特点将350 m长的坡段分为A,B,C三个区,分别采取预应力锚索与锚杆加固、挂网喷射混凝土支护和喷射混凝土支护等措施,实践证明,工程治理效果良好。     

预应力锚索挡墙在多层顺倾滑坡治理中的应用——以大红山铁矿1~#滑坡为例

边坡病害与坡体的地质条件密切相关,坡体的地质条件不同,决定了边坡具有不同的地质特征,边坡所具有的岩性、构造、水文特征及临空面的组合,定义为高边坡的坡体结构,不同的坡体结构会出现不同的坡体病害,其中,以软硬相间、顺倾层状结构最易产生变形破坏[1]。目前,对边(滑)坡的治理有多种成熟的方法,如抗滑挡墙、抗滑桩、预应力锚索等。预应力锚索因其主动受力的工作原理、施工造价较低、施工工期短、施工安全性好等特点,已在各类建设工程中得到广泛的应用。文章以大红山铁矿1#滑坡治理为例,从滑坡成因分析、治理方案比选、施工工程控制等多个角度对多层顺倾结构滑坡治理,进行了详细分析与介绍。结果表明预应力锚索挡墙对多层顺倾结构类型滑坡有良好的治理效果。     

极限平衡理论下边坡强度参数反演及加固稳定性分析

参数反演是获得较为可靠的边坡强度参数的一种有效手段。本文在对边坡临界滑动面进行判别的情况下,以瑞典法为基础,通过建立强度参数之间及其与临界滑动面一一对应的关系推导得边坡强度参数反演的显式计算公式。然后,将反演结果用于锚索加固条件下的边坡稳定性研究。经工程算例分析验证了本文方法的可行性和实用性,并得到如下结论:(1)预应力锚索能对边坡形成有效的加固作用,且锚索在坡面上的位置越靠近滑动面的滑出点时其对边坡的稳定性越有利; (2)锚索的预应力越大则计算得到的安全系数越大,而锚索水平倾角的增大对计算得到的安全系数影响微小。     

框架锚固类土质边坡预应力传递规律的研究

将框架梁视为刚性梁,从而将锚索集中力转化为加在坡面上的矩形分布力,根据类土质边坡的工程特性,将边坡土体视为弹性体,推导了框架预应力锚索作用下坡体内任一点的预应力传递系数计算方法,得出了锚固预应力自坡面向坡体内的传递规律,并以G323改造工程某实际边坡为原型进行了离心模型试验,得出了预应力在坡体内不同位置处引起的土压力变化,间接得出预应力自坡面向坡体内的传递规律,离心模型试验得出的预应力传递规律与理论推导得出规律基本吻合。研究表明,在分布力作用下,类土质边坡岩土体的塑性形变相对于集中力作用时减小很多,坡体更多表现为弹性体,预应力分布系数受预应力大小的影响减小。相对于无框架单锚,框架预应力锚索措施中,锚索引起的高压应力得以很好的分散,压力分布系数由0.90左右降到了0.40左右,压应力集中程度减小约56%,从而在很大程度上减小了边坡浅层土体的压缩变形,减少了预应力损失,有效地提高了锚固效果,锚间距可由单锚的3.2 m增大为4.2 m左右     

江坪河水电站进水口顺层岩体边坡支护结构受力特性及稳定性研究

江坪河水电站进水口边坡断层、层间错动以及泥化夹层等软弱结构分布众多,构成了顺坡向的潜在滑动组合体。为确保边坡的安全稳定性,采用了预应力锚索和大截面抗滑桩对边坡进行加固处理。边坡施工过程中,部分预应力锚索轴力监测值出现超过设计吨位的现象。为分析边坡锚索和抗滑桩支护系统的可靠性,采用三维数值分析方法对锚索和抗滑桩等支护结构的受力性态进行了系统研究。三维数值分析结果表明顺层岩体结构边坡中支护结构部件空间受力特性存在较大的差异性:局部预应力锚索轴力长期超限失效可能引起支护系统其它构件内力增加,危及边坡稳定性;抗滑桩的内力分布与岩体层间错动和泥化夹层的空间展布密切相关。受岩体结构面影响,抗滑桩内力分布类似于连续梁受力分布特点。支护结构的空间受力特点表明支护系统设计时应该考虑边坡及支护结构的整体空间效应影响,以保证支护结构自身的安全性。