高填方边坡多级支护的稳定性分析

发布时间：2020-11-10 04:46

　　 随着都市建设的迅速发展,土地资源愈发紧张,人们利用有限的地面来建造各种高层的建筑物、水利水电设施、港口和铁路等大量工程项目,在这些工程的建设过程或者建成后运营期内,大量的边坡工程应运而生,随之而来的是各种边坡稳定以及滑坡灾患问题。目前对简单边坡的稳定性和变形分析研究较多,但在多级支护人工边坡的稳定性分析方面,仍然有待进一步完善,因此,高填方边坡永久性多级支护的稳定性研究有着重要的理论与现实意义。本文依托三门峡鸿润城西侧两级边坡工程,采用有限差分软件FLAC3D,建立数值分析模型,模拟分析了永久性边坡在不同支护结构下的稳定性。主要研究内容及结论包括:(1)介绍了工程现场部分已有填方和后续填方的实际施工条件与支护要求,以及有限差分数值模拟分析方法的基本原理,制定了已有填方采用被动加固、后续填方采用主动支护的二级支护方案。(2)一级原状土边坡采用土钉加固、二级后续填方边坡采用扶壁式挡墙支护方案,建立数值分析模型,模拟分析边坡塑性区分布、最大剪应变增量、边坡位移以及边坡整体安全系数随后续分层填方的发展变化规律。结果表明:一级边坡采用5排加固土钉后其受力变形性状稳定,但二级边坡位置竖向沉降变形较大,边坡在整体上沿深层土体形成滑裂面,整体稳定性安全系数F_s小于1.3,不满足《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2013)规定。(3)一级原状土边坡不支护,二级边坡采用多排桩+扶壁式挡墙支护方案,建立多级支护边坡的数值分析模型,模拟分析边坡塑性区分布、最大剪应变增量、边坡位移以及边坡整体安全系数,结果表明:二级边坡采用多排桩+扶壁式挡墙支护方案后其位置受力变形性状稳定,而一级边坡未支护部分在坡脚先出现塑性区,形成滑裂面,整体边坡稳定性安全系数在F_s小于1.3,也不满足《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2013)规定。(4)一级边坡采用土钉加固、二级后续填方边坡采用多排桩+扶壁式挡墙支护方案,建立多级支护边坡的数值分析模型,模拟分析多级边坡在分层施工过程中土钉轴力、桩身轴力、桩身剪力和弯矩以及边坡位移、整体稳定性安全系数的发展变化规律,结果表明:二级边坡分层填筑土体所形成水平荷载部分传至抗滑移多排桩和加固土钉支护构件,使桩产生弯矩和剪力、使土钉产生轴力;填筑土体所形成竖向荷载部分通过多排桩向下传递,使边坡塑性区往土体深处发展,最终绕过土钉与多排桩支护区域形成滑移面。边坡整体稳定性安全系数F_s大于1.3,满足《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2013)规定。证明多级边坡分别采用土钉加固与多排桩+扶壁式挡墙联合支护方案,是合理可行的,各种支护形式都很好地发挥了各自作用,边坡整体处于稳定状态。
【学位单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU753
【部分图文】：

2 高填方边坡多级支护的数值分析模型是渭河地堑，东面是黄河地堑与三门峡地垒。场区有发生中强烈地震的地质背景。2.2.1.3 地形地貌场区地貌单元边坡坡顶为黄河南岸Ⅱ级阶地，坡底为苍龙涧河Ⅰ级阶地。边坡呈南北走向；场区地势起伏大，勘探点高程变化在 330.068~339.590m 之间，最大高差 9.52m，详见图 2.1。

应变增量1 e 、2 e 与3 e 分解如下： e pi i ie e e ，i=1，2，3 表示弹性部分与塑性部分，在弹性变形阶段，塑性变形oulomb 屈服函数可知 A、B 两点间的破坏包络线可表1 32 sf N c N 的拉破坏函数可表示为：3 t tf 为粘聚力； 为内摩擦角； t为抗拉强度。1 sin1 sin N 0的材料，抗拉强度不能超过maxt ，表达式如下：maxtan tc

图 2.4 Mohr-Coulomb 强度准则基本数值模型及参数选取计算模型取坡脚到左侧边界的距离为 14m，坡顶到右侧边界距离为 42.下边界延伸 17.9 m。模型总高度为 30.8 m，总长度为 62.8m，宽度为 5m[6层采用实体单元来模拟，土层参数根据勘察报告给出，如表 2.1。模型如图 2.5 所示。
【参考文献】

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1 陈寅春;胡文亮;;基于有限元强度折减法多级边坡稳定性研究[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2014年06期

2 陈冉;刘飞;;基于FLAC-3D的强度折减法判据的研究[J];岩土工程技术;2013年01期

3 董建华;朱彦鹏;马巍;李忠;;框架预应力锚杆边坡支护结构抗震简化设计方法[J];中国公路学报;2012年05期

4 李亮;褚雪松;;多级边坡局部安全稳定性分析的变尺度搜索策略[J];煤炭学报;2012年07期

5 彭金宇;刘永莉;彭小毛;吴建良;;水绥公路阶梯边坡强度参数反演分析[J];土工基础;2011年06期

6 费聿鹏;白润才;殷彤;;基于FLAC~(3D)的黄土基底排土场稳定分析[J];微计算机信息;2011年01期

7 周勇;朱彦鹏;;框架预应力锚杆柔性支护结构的锚杆预应力损失研究[J];工程勘察;2010年09期

8 陈昌富;朱剑锋;;基于Morgenstern-Price法边坡三维稳定性分析[J];岩石力学与工程学报;2010年07期

9 魏焕卫;杨敏;孙剑平;陈启辉;;土钉墙变形规律及其相关性的实测研究[J];岩土力学;2009年06期

10 黄幼民;唐春;;边坡与滑坡工程治理技术探讨与工程应用[J];山西建筑;2009年13期

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2 何洪;红层软岩高边坡多级框架锚杆地震动力响应及抗震设计分析[D];西南交通大学;2015年

3 张艳伟;预应力锚杆复合土钉墙支护体系协同工作的增量解析方法[D];郑州大学;2015年

4 吕小民;重庆市黔江区观音岩二号滑坡稳定性分析及防治方法[D];中国地质大学（北京）;2014年

5 张鹤;框架预应力锚杆分级支护边坡的数值模拟研究[D];兰州理工大学;2013年

6 马丽慧;遂宁机场高填方边坡稳定性分析[D];成都理工大学;2013年

7 王立文;基于FLAC~(3D)的公路边坡分级柔性支护数值模拟研究[D];兰州理工大学;2012年

8 徐松山;预应力锚杆复合土钉支护稳定性分析及数值模拟方法研究[D];中南大学;2012年

9 吴世佳;边坡稳定性分析的极限平衡法与FLAC模拟方法的对比研究[D];太原理工大学;2011年

10 蔺相文;深厚软土层中桩侧压力注浆后的桩基承载性能研究[D];西南交通大学;2010年

本文编号：2877495