基于H-B准则点安全系数的岩质边坡锚索锚固长度优化

发布时间：2021-07-08 05:43

　　锚索锚固是岩质边坡常见的锚固手段,合理确定锚索长度对边坡支护设计至关重要。基于Hoek-Brown准则的点安全系数法,对锚索锚固长度的优化确定进行研究。以均质边坡为例,采用FLAC3D内嵌fish语言计算得到边坡内部的点安全系数分布图,据此判断边坡稳定区和非稳定区。再分别假设点安全系数0.85、0.9、0.95、1等值线为潜在滑动面,在此基础上提出4种不同自由段长度的锚固方案,根据各方案下的点安全系数云图讨论锚固效果及边坡稳定性情况,从而确定最佳的自由段长度。结果表明,以点安全系数等于0.95的等值线为潜在滑动面确定锚固长度的方案最优。并以石柱县西沱镇马尿溪桥一侧高边坡某剖面为例,运用该方法对其支护设计方案中锚索长度进行优化,证明了该优化方法的可行性。 

【文章来源】：科学技术与工程. 2020,20(23)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

计算模型

利用FLAC3D内嵌fish语言编制相应的点安全系数计算程序,并直接在FLAC3D中得到点安全系数分布云图(图2)。由点安全系数法的定义及原理可知,在自然状态下若某点的点安全系数小于1,则此点处于失稳状态;若某点的点安全系数等于1,则此点处于平衡状态;若某点的点安全系数大于1,则此点处于稳定状态。这样在自然状态下,点安全系数的大小及分布就为提出针对性的支护提供了参考依据。由图2可知,边坡下部靠近临空面部分区域的安全系数在0.869～0.969范围内,处于不稳定状态;上部点安全系数在1.073～1.896范围内,是稳定状态。证明边坡局部是危险的,坡体有向临空面运动的趋势,有锚固的必要。3 边坡锚固参数优化

表2 锚索参数Table 2 Anchor cable parameters 横截面积/m2 锚固段长度/m 锚索间距/m 锚索倾角/(°) 预应力/kPa 0.009 5 4 2 15 600使用FLAC3D软件中cable单元来进行锚索的模拟。为了更加接近实际的模拟效果,分别对锚头、自由段、锚固段赋不同的属性来模拟预应力锚索。经过数值模拟,4种方案的点安全系数云图如图4所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于双剪统一强度理论的岩质边坡最优锚固长度[J]. 王朝阳,付智勇,李长冬.  人民长江. 2019(06)
[2]振动效应受锚边坡锚固长度优化分析[J]. 刘翔,伍文,王军,曹平,周军.  化工矿物与加工. 2019(04)
[3]岩质边坡楔形体最优锚固角的计算方法研究[J]. 李泽,周宇,薛龙,魏久坤.  科学技术与工程. 2016(27)
[4]基于敏感分析的反倾岩质边坡锚固参数优化设计[J]. 刘骏,晏鄂川,祗志姣,任旭斌.  人民长江. 2016(10)
[5]Hoek-Brown准则中参数不同选取值对Mohr-Coulomb参数值的影响[J]. 甘玉叶,郑小燕.  科学技术与工程. 2012(21)
[6]非预应力格构锚固机制与优化设计研究[J]. 祝启坤,覃雯,盛建豪.  岩土力学. 2010(07)
[7]基于Mohr-Coulomb准则点安全系数的隧道围岩稳定分析[J]. 陈星,王乐华,刘君健,王家成.  水电能源科学. 2010(04)
[8]基于Hoek-Brown准则点安全系数的边坡稳定性分析[J]. 蒋青青.  中南大学学报(自然科学版). 2009(03)
[9]隧道围岩稳定分析的最小安全系数法[J]. 李树忱,李术才,徐帮树.  岩土力学. 2007(03)
[10]边坡加固中预应力锚索方向角的优化设计[J]. 熊文林,何则干,陈胜宏.  岩石力学与工程学报. 2005(13)



本文编号：3270973