深挖长路堑边坡施工稳定性及土石方装运机械配置研究
发布时间：2021-04-04 20:47
横山车站是新建靖神铁路的一座中间站,车站站场及其前后段长度为5 km的路基中以深路堑为主,最大路堑深度50 m,最大边坡高度58 m,挖方量多达500万m3。本文以该段路基工程为依托,主要做了以下几方面工作:（1）通过应用有限元软件ANSYS对边坡施工过程进行模拟,分析了施工过程中边坡应力、位移情况,据此为在实际施工中保证边坡稳定性提出了相应建议。（2）采用数值分析法得出了土岩组合边坡在爆破荷载作用下边坡振动响应规律,采用拟静力法计算边坡在爆破荷载作用下的安全系数,验证了初步设计的爆破方案的可行性。此外,通过计算不同振动强度下边坡的安全系数,得出了该边坡的安全振速,为本工程爆破施工提供参考。（3）把土石方工程在空间上划分为工点、在时间上划分为施工阶段。以主施工机械利用率为检验指标,通过基于施工期机械需求量均衡的施工机械配置数量优化,以及基于主、辅机械匹配关系最佳的各工点各阶段机械配置优化,进行反复循环寻优,实现了多工点土石方装运机械配置的整体优化。为依托工程优化出了一套经济、可行的装运机械配置方案。
【文章来源】：石家庄铁道大学河北省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
DK167+175路基横断面图
图 2-2 DK166+929 路基横断面图2.2 最高边坡开挖过程稳定性分析2.2.1 有限元模型的建立本工程设计的边坡防护措施为浆砌片石护坡，该防护措施沿坡面而建，主要用以防护开挖边坡坡面的黄土风化剥落、冲刷等，以保持坡面的稳定，不能承受土体侧压力，不能限制坡体应力和位移的发展，因此模拟路堑边坡开挖过程中防护措施不予考虑。DK167+175 断面边坡地质上层为稍密、稍湿新黄土，下层为中密、稍湿新黄土，开挖完成后，左侧为 8 级边坡，右侧为 5 级边坡。边坡开挖前有限元模型如图 2-3 所示，模型宽度取 266 m（x 轴方向），长度取10 m（z 轴方向），模型底面距路基面 30 m，地表高度根据实际地形图确定。开挖模拟分为 8 步进行，由上到下逐级开挖。
图 2-3 边坡开挖前有限元模型条件：模型在底面固定 x、y、z 三个方向位移，在左右两侧在固定水；在前后面固定 z 方向位移，其余为临空的自由边界。工程场地的现场调查与地勘报告提供的参数、指标和测试结果。本釆用的土体力学参数取值如表 2-1。表 2-1 边坡地质参数开挖过程边坡应力场分析边坡在各开挖阶段有无出现拉应力区和应力集中现象，开挖过程中应力等值云图如图 2-4 所示。弹性模量/MPa泊松比容重/(kN·m-3)黏聚力/kPa内摩角土土4045120000.30.280.2516001700240015.618.354021.423.441.5
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于TransModeler仿真的土石方调配装运机械配置优化[J]. 周瑞园,王慧,宋春跃,杨兴国. 控制工程. 2018(01)
[2]露天矿边坡爆破震动测试及边坡稳定性影响分析[J]. 张文平,胡建华,杨春. 采矿技术. 2016(02)
[3]爆破动载作用下边坡临界振速及安全距离的计算[J]. 张亚宾,张云鹏,陈超. 金属矿山. 2016(02)
[4]爆源因素对岩体开挖爆破振动频谱特性的影响研究[J]. 李鹏,卢文波,吴新霞,陈明,严鹏. 长江科学院院报. 2014(11)
[5]基于强度折减法的三维边坡失稳判据[J]. 周元辅,邓建辉,崔玉龙,郑洪春,陈滔. 岩土力学. 2014(05)
[6]爆破荷载作用下采场边坡动力稳定性分析[J]. 罗周全,贾楠,谢承煜,汪伟. 中南大学学报(自然科学版). 2013(09)
[7]爆炸荷载作用下路堑边坡稳定性分析[J]. 陈宁宁,高文学,周世生,张力军,侯炳晖. 施工技术. 2013(13)
[8]基于有限元强度折减法的边坡动力稳定性可靠性分析[J]. 吴应祥,刘东升,宋强辉,欧益宏. 岩土力学. 2013(07)
[9]爆破震动对高陡边坡稳定影响的数值模拟研究[J]. 王建国,栾龙发,张智宇,李祥龙,凡春礼. 爆破. 2012(03)
[10]深部位移监测在东西高速滑坡处治中的应用[J]. 史丹. 铁道工程学报. 2012(09)
博士论文
[1]高速公路改扩建工程高边坡开挖过程稳定性研究[D]. 闫强.长安大学 2015
[2]基于突变理论的黄土边坡稳定性分析方法研究[D]. 胡晋川.长安大学 2012
[3]特高陡边坡开挖爆破技术及其对边坡稳定性的影响[D]. 刘美山.中国科学技术大学 2007
[4]岩石高边坡爆破动力稳定性研究[D]. 许红涛.武汉大学 2006
硕士论文
[1]五峰山隧道西端进洞爆破施工对边仰坡稳定性影响研究[D]. 李国生.重庆交通大学 2018
[2]茂县车站路堑边坡稳定性监测与分析[D]. 李志伟.西南交通大学 2016
[3]岩质高边坡开挖爆破动力响应规律及控制措施研究[D]. 卢海军.云南大学 2016
[4]爆破振动作用下边坡稳定性分析[D]. 朱晓玺.华北理工大学 2015
[5]公（铁）路土石方施工机械配置仿真方法的研究[D]. 刘欢.中南大学 2014
[6]巴准重载铁路深路堑路基边坡稳定性分析与施工步序优化[D]. 王加辉.哈尔滨工业大学 2012
[7]广陕高速公路边坡监测方法和稳定性研究[D]. 李万里.长安大学 2011
[8]面板堆石坝施工过程可视化仿真研究[D]. 董京艳.三峡大学 2010
[9]爆破振动对高陡边坡稳定性影响及控制技术研究[D]. 曾志林.中南大学 2010
[10]陕北子靖高速魏家楼黄土边坡稳定性分析与评价[D]. 涂杰楠.西安科技大学 2008
本文编号：3118464
【文章来源】：石家庄铁道大学河北省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
DK167+175路基横断面图
图 2-2 DK166+929 路基横断面图2.2 最高边坡开挖过程稳定性分析2.2.1 有限元模型的建立本工程设计的边坡防护措施为浆砌片石护坡，该防护措施沿坡面而建，主要用以防护开挖边坡坡面的黄土风化剥落、冲刷等，以保持坡面的稳定，不能承受土体侧压力，不能限制坡体应力和位移的发展，因此模拟路堑边坡开挖过程中防护措施不予考虑。DK167+175 断面边坡地质上层为稍密、稍湿新黄土，下层为中密、稍湿新黄土，开挖完成后，左侧为 8 级边坡，右侧为 5 级边坡。边坡开挖前有限元模型如图 2-3 所示，模型宽度取 266 m（x 轴方向），长度取10 m（z 轴方向），模型底面距路基面 30 m，地表高度根据实际地形图确定。开挖模拟分为 8 步进行，由上到下逐级开挖。
图 2-3 边坡开挖前有限元模型条件：模型在底面固定 x、y、z 三个方向位移，在左右两侧在固定水；在前后面固定 z 方向位移，其余为临空的自由边界。工程场地的现场调查与地勘报告提供的参数、指标和测试结果。本釆用的土体力学参数取值如表 2-1。表 2-1 边坡地质参数开挖过程边坡应力场分析边坡在各开挖阶段有无出现拉应力区和应力集中现象，开挖过程中应力等值云图如图 2-4 所示。弹性模量/MPa泊松比容重/(kN·m-3)黏聚力/kPa内摩角土土4045120000.30.280.2516001700240015.618.354021.423.441.5
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于TransModeler仿真的土石方调配装运机械配置优化[J]. 周瑞园,王慧,宋春跃,杨兴国. 控制工程. 2018(01)
[2]露天矿边坡爆破震动测试及边坡稳定性影响分析[J]. 张文平,胡建华,杨春. 采矿技术. 2016(02)
[3]爆破动载作用下边坡临界振速及安全距离的计算[J]. 张亚宾,张云鹏,陈超. 金属矿山. 2016(02)
[4]爆源因素对岩体开挖爆破振动频谱特性的影响研究[J]. 李鹏,卢文波,吴新霞,陈明,严鹏. 长江科学院院报. 2014(11)
[5]基于强度折减法的三维边坡失稳判据[J]. 周元辅,邓建辉,崔玉龙,郑洪春,陈滔. 岩土力学. 2014(05)
[6]爆破荷载作用下采场边坡动力稳定性分析[J]. 罗周全,贾楠,谢承煜,汪伟. 中南大学学报(自然科学版). 2013(09)
[7]爆炸荷载作用下路堑边坡稳定性分析[J]. 陈宁宁,高文学,周世生,张力军,侯炳晖. 施工技术. 2013(13)
[8]基于有限元强度折减法的边坡动力稳定性可靠性分析[J]. 吴应祥,刘东升,宋强辉,欧益宏. 岩土力学. 2013(07)
[9]爆破震动对高陡边坡稳定影响的数值模拟研究[J]. 王建国,栾龙发,张智宇,李祥龙,凡春礼. 爆破. 2012(03)
[10]深部位移监测在东西高速滑坡处治中的应用[J]. 史丹. 铁道工程学报. 2012(09)
博士论文
[1]高速公路改扩建工程高边坡开挖过程稳定性研究[D]. 闫强.长安大学 2015
[2]基于突变理论的黄土边坡稳定性分析方法研究[D]. 胡晋川.长安大学 2012
[3]特高陡边坡开挖爆破技术及其对边坡稳定性的影响[D]. 刘美山.中国科学技术大学 2007
[4]岩石高边坡爆破动力稳定性研究[D]. 许红涛.武汉大学 2006
硕士论文
[1]五峰山隧道西端进洞爆破施工对边仰坡稳定性影响研究[D]. 李国生.重庆交通大学 2018
[2]茂县车站路堑边坡稳定性监测与分析[D]. 李志伟.西南交通大学 2016
[3]岩质高边坡开挖爆破动力响应规律及控制措施研究[D]. 卢海军.云南大学 2016
[4]爆破振动作用下边坡稳定性分析[D]. 朱晓玺.华北理工大学 2015
[5]公（铁）路土石方施工机械配置仿真方法的研究[D]. 刘欢.中南大学 2014
[6]巴准重载铁路深路堑路基边坡稳定性分析与施工步序优化[D]. 王加辉.哈尔滨工业大学 2012
[7]广陕高速公路边坡监测方法和稳定性研究[D]. 李万里.长安大学 2011
[8]面板堆石坝施工过程可视化仿真研究[D]. 董京艳.三峡大学 2010
[9]爆破振动对高陡边坡稳定性影响及控制技术研究[D]. 曾志林.中南大学 2010
[10]陕北子靖高速魏家楼黄土边坡稳定性分析与评价[D]. 涂杰楠.西安科技大学 2008
本文编号：3118464
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