土体边坡加筋稳定性评价
边坡工程稳定性分析及综合评价
边坡工程稳定性分析及综合评价摘要：随着人口的急速增长和土地的过度开发，边坡问题已成为全球性三大地质灾害之一。
文中对某边坡的稳定性影响因素作了深入研究，并对边坡稳定性进行了综合分析评价，同时对边坡的稳定性分析方法与评价进行了探讨，具有一定参考意义。
关键词：边坡；稳定性分析；评价如今，边坡稳定性分析及研究已经成为工程建设中非常要的部分，同时边坡稳定性分析方法也在不断的开创和发展。
新的边坡稳定性分析方法不断出现，古老的方法又不断得到改进，逐步由定性向非定性和定量的方向发展。
通过这些边坡稳定性分析方法，可以为工程提供合理的边坡结构，以及对具有破坏危险的边坡进行人工处理，避免边坡失稳造成灾害和损失，从而提高工程总体经济效益。
1 边坡稳定性的影响因素地层岩性的差异是影响边坡稳定的主要因素。
不同地层有其常见的变形破坏形式，岩性对边坡的变形破坏也有直接影响。
还有地质构造对边坡的稳定，尤其是岩质边坡稳定的影响十分明显．断层和节理裂隙对边坡变形破坏的影响则更为明显。
另外水、地震、大规模爆破和机械振动、边坡形态、人类工程活动对边坡的稳定性都有显著影响。
2 边坡稳定分析及综合评价2.1 工程概况某段公路山体边坡总面积约为275m2，滑面长度总长为79m，坡度3°～48°，根据坡体形态和工程地质条件，将山体分为I段路堤边坡、II段滑坡，滑面长度分别为22m、47m，上部是岩石风化土，呈散体结构，约7.3m；下部是强风化闪长岩，岩体松散，高8.2m。
2.2 分析方法目前，工程中比较常用到的极限平衡法有：传递系数法、Fllenius法、pencer 法、Janbu法、Bishop法、平面破坏计算法以及楔形体法等。
在工程实践中，极限平衡法的选择主要根据边坡破坏滑动面的形态，结合本工程的特点选取传递系数法进行稳定系数的计算。
2.3 边坡稳定性计算根据工程滑坡的地形和地质构造特征，稳定性分析采用极限平衡传递系数法计算边坡稳定系数。
地下岩土矿山工程中的坡面稳定性评估
地下岩土矿山工程中的坡面稳定性评估地下岩土矿山工程中的坡面稳定性评估是确保工程安全和有效管理岩土矿山的重要步骤。
随着现代矿山工程的快速发展，对于坡面稳定性评估的需求越来越迫切。
本文将探讨地下岩土矿山工程中坡面稳定性评估的重要性、常用评估方法以及相关的应用。
一、坡面稳定性评估的重要性地下岩土矿山工程中的坡面稳定性评估是确保工程安全的重要保障。
随着矿山深度的增加和压力的积聚，岩土体容易发生滑坡、崩塌等事故。
因此，通过对岩土体进行稳定性评估，可以及早发现潜在的风险，采取合适的防护措施，确保工程的安全运行。
二、常用坡面稳定性评估方法在地下岩土矿山工程中，常用的坡面稳定性评估方法包括现场观察法、实验室试验法和数值模拟法。
现场观察法：通过对岩土体的现场观察，包括地质构造、岩层厚度及倾角、裂隙发育等进行判断。
根据地质数据的分析和现场观察，评估岩土体的稳定性，并采取相应的措施。
实验室试验法：通过对采集的岩土样本进行实验室试验，测试其物理力学参数、岩石强度和变形特征等。
根据试验结果，结合地质勘探数据，采用各种力学模型来评估坡面的稳定性。
数值模拟法：利用计算机软件进行数值模拟，对岩土体的力学行为进行分析。
通过建立合适的数学模型和边界条件，模拟岩土体的应力和变形情况，从而评估坡面的稳定性。
数值模拟法具有计算效率高、结果可视化等优势，已经成为坡面稳定性评估中常用的方法之一。
三、坡面稳定性评估的应用坡面稳定性评估在地下岩土矿山工程中具有广泛的应用。
首先，它可以用于确定岩石开挖的最佳设计方案。
通过评估不同开挖方案下的坡面稳定性，可以选择最为安全、经济的方案。
其次，坡面稳定性评估可以指导岩土体的支护设计。
通过评估岩土体的稳定性，可以确定合适的支护措施，如锚杆、喷射混凝土防护等。
此外，坡面稳定性评估还可以用于风险预警和灾害防治工作中，以及岩爆、冲击地压等灾害的评估和预防。
总之，地下岩土矿山工程中的坡面稳定性评估对于工程的安全运行和风险控制具有重要意义。
边坡稳定性评价标准
边坡稳定性评价标准
1、除校核工况外，边坡稳定性状态分为稳定、基本稳定、欠稳定和不稳定四种状态，可根据边坡稳定性系数按表5.3.1确定。
表5.3.1 边坡稳定性状态划分
注：F st——边坡稳定安全系数。
2、边坡稳定安全系数F st应按表5.3.2确定，当边坡稳定性系数小于边坡稳定安全系数时应对边坡进行处理。
表5.3.2 边坡稳定安全系数F st
注：1 地震工况时，安全系数仅适用于塌滑区内无重要建(构)筑物的边坡；
2 对地质条件很复杂或破坏后果极严重的边坡工程，其稳定安全系数应适当提
高。
边坡稳定性分析及评价
边坡稳定性分析及评价作者：陈元芳来源：《西部资源》2017年第02期摘要：边坡稳定性分析及评价是边坡治理的关键。
本文分别对土质边坡和岩质边坡进行了变形主要影响因素及破坏模式分析、稳定性分析及评价。
关键词：破坏模式；计算方法；稳定性1. 边坡基本情况边坡所属地貌为剥蚀残丘，坡面表土已基本剥离，微地貌单元为陡坡或陡崖。
边坡高度5m～10m，宽度70m～80m，坡度50°～65°，边坡走向总体呈北东向（方位角约70°），边坡西侧为土质边坡，东侧为岩质边坡。
东侧边坡坡面岩体节理裂隙发育，存在较多不稳定楔形体和块石，易发生崩塌。
2. 地质环境条件2.1 边坡岩土工程性质边坡岩土层情况较为简单，上部为0.5m～1.5m的坡残积覆盖层，厚度薄，坡体岩土层主要为燕山期二次侵入的黑云母二长花岗岩（γ52-3）。
边坡东西两侧坡高一般约5m，中部坡高一般约8m～10m，坡面坡度一般呈上缓下陡状，边坡下部陡峭（坡度60°～65°），上部稍缓（坡度50°～60°），总体坡度一般50°～65°。
边坡坡体主要为全—强风化的花岗岩，上部分布薄层坡残积成因的砾质黏性土层，边坡坡面发育灌草植被。
2.2 水文地质条件根据现场调查及区域地质资料，边坡坡脚位于当地侵蚀基准面以上，边坡区汇水面积约0.4km2，地势起伏较大，地表径流经东侧坡脚地势低洼区域排出场外，周边无地表水体分布。
场地第四系松散层较薄，地下水主要为基岩风化裂隙和构造裂隙水。
2.3 地震珠海市抗震设防烈度为Ⅶ度，设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第二组，设计地震特征周期为0.40s。
3. 边坡稳定性分析及评价3.1 边坡变形主要影响因素及破坏模式分析边坡稳定性影响因素有诸多方面，就该边坡而言，其稳定性影响因素主要有：边坡形态、边坡高度及坡度、边坡的物质组成结构特征、汇水条件及面积、地层岩性、岩土体工程地质特性、降雨、人类工程活动等。
边坡稳定性分析—
第一章绪论1．1引言边坡是自然或人工形成的斜坡，是人类工程活动中最基本的地质环境之一，也是工程建设中最常见的工程形式。
随着我国基础设施建设的蓬勃发展，在建筑、交通水利、矿山等方面都涉及到很多边坡稳定问题。
边坡的失稳轻则影响工程质量与施工进度，重则造成人员伤亡与国民经济的重大损失。
因此，边坡的勘察监测、边坡的稳定性分析、边坡的治理，是降低降低灾害的有效途径，是地质和岩土工程界重点研究的问题。
随着城市化进程的加速和城市人口的膨胀，越来越多的建筑物需要被建造，城市的用地也越来越珍贵。
特别是对于长沙这样多丘陵的城市来说，建筑边坡成为了不可避免的工程。
1.2边坡破坏类型边坡的破坏类型从运动形式上主要分为崩塌型和滑坡型。
崩塌破坏是指块状岩体与岩坡分离，向前翻滚而下。
一般情况岩质边坡易形成崩塌破坏，且在崩塌过程中岩体无明显滑移面。
崩塌破坏一般发生在既高又陡的岩石边坡前缘地段，破坏时大块岩体由于重力或其他力学作用下与岩坡分离而倾倒向前。
崩塌经常发生在坡顶裂隙发育的地方。
主要原因有：风化等作用减弱了节理面的黏聚力，或者是雨水进入裂隙产生水压力，或者是气温变化、冻融松动岩石，或者是植物根系生长造成膨胀压力，以及地震、雷击等外力作用（图1-1）。
滑坡是指岩土体在重力作用下，沿坡内软弱面产生的整体滑动。
与崩塌相比滑坡通常以深层破坏形式出现，其滑动面往往深入坡体内部，甚至可以延伸到坡脚以下。
其滑动速度虽比崩塌缓慢，但是不同的滑坡滑动速度相差很大，这主要取决于滑动面本身的物理力学性质。
当滑动面通过塑性较强的岩土体时，其滑动速度一般比较缓慢；相反，当滑动面通过脆性岩石，且滑动面本身具有一定的抗剪强度，在构成滑面之前可承受较高的下滑力，那么一旦形成滑面即将下滑时，抗剪强度急剧下降，滑动往往是突发而迅速的。
滑坡根据滑动模式和滑动面的纵断面形态可以分为平面滑动、圆弧滑动、楔形滑动以及复合形。
当滑动面倾向与边坡面倾向基本一致，并且存在走向与边坡垂直或接近垂直的切割面，滑动面的倾角小于坡角且大于其摩擦角时有可能发生平面滑动。
土质边坡岩土工程勘察及稳定性评价
土质边坡岩土工程勘察及稳定性评价发布时间：2022-10-20T08:39:12.964Z 来源：《建筑实践》2022年11期第6月作者：谭伟[导读] 随着我国工程建设的数量和规模逐渐扩大，导致土质边坡越来越多。
谭伟重庆图强工程技术咨询有限公司重庆市 400000摘要：随着我国工程建设的数量和规模逐渐扩大，导致土质边坡越来越多。
在施工过程中，由于山边的开挖会导致边坡工程的形成，一旦出现处理不当的情况有可能导致投资成本增多、工期被延误等情况的出现，因此针对土质边坡的勘探以及稳定性评价工作越来越受到相关工程人员的广泛关注。
关键词：土质边坡；岩土工程勘察；稳定性评价；措施1土质边坡岩土工程勘察1.1勘探目的勘探过程是一个详细的调查阶段。
勘探工作的主要任务是：①为边坡支护的设计和施工提供合理的地质依据和科学的边坡沿线物理力学参数；②对边坡稳定性进行了评价。
1.2调查任务和要求（1）确定项目现场的地形和地貌；（2）分析边坡岩土的来源、类型、成因、形态等因素，进一步探明基岩面边坡及岩土风化程度；（3）进一步阐明了边坡岩土的物理力学性质；（4）探索边坡的基本结构，特别是阐明弱结构面的产状、类型、组合程度、延伸程度、力学性质等因素；（5）澄清项目现场地下水的数量、类型和含水层分布；（6）明确了边坡岩土的地下水含量和透水性；（7）确定项目范围内不良地质现象的范围和性质；（8）澄清了地下水土层挡土结构材料的腐蚀性；（9）探索项目范围周围的环境条件，特别是坡顶区域附近建筑物的结构和埋深。
2土质边坡岩土工程勘察方法2.1勘察方法调查是结合调查的目的和任务进行的。
充分结合相应边坡的地质环境，在收集原始资料的前提下，采用工程地质测绘、钻探等相关手段进行勘察。
2.1.1工程地质测绘选择调查项目场地内部区域的底层分布特征、水文地质、地质构造、项目边坡周边特征和环境条件，为后续调查和施工提供可靠的理论依据。
同时，地质勘测和测绘工作选择了从斜坡的跛脚路边到斜坡所在地区的山顶进行勘探和施工。
土质边坡岩土工程勘察及稳定性评价
土质边坡岩土工程勘察及稳定性评价摘要：在岩土工程建设不断扩张的背景下，土质边坡数量呈现逐步增多的状态，间接形成数量可观的边坡工程。
如果土质边坡处理不当，对于岩土工程以及周围环境造成安全隐患，有可能导致严重后果。
鉴于土质边坡处理的重要性，有必要总结土质边坡岩土工程的勘察流程和方法，在此基础上梳理评价土质边坡稳定性的方式和策略。
为判断土质边坡稳定性、保证岩土工程和周围环境的安全奠定良好基础。
关键词：土质边坡；勘察；稳定性评价引言：岩土工程大量实施，意味着边坡工程数量同步增多。
如果工程开挖过程中未能重视边坡勘察，边坡工程中的隐患因素会影响到岩土工程的质量。
在做好土质边坡岩土工程勘察工作的基础上，拟定边坡稳定性评价方案，综合掌握土质边坡的稳定度，为顺利推进岩土工程奠定良好基础。
一、岩土工程勘察分析1．勘察目的。
借助岩土工程勘察，为边坡支护施工提供有效的依据，同时掌握工程边坡以及周围区域环境的物理因素，为边坡的稳定性评价提供重要依据。
2．勘察要求。
通过岩土工程勘察，全面掌握边坡区域的岩土状况，包括岩土的源头、成因、形状等等，为分析基岩面的坡度提供重要依据，还能掌握岩土的风化状况。
借助勘察模式，掌握岩土工程的边坡岩和土体的物理状况，确定边坡的基本结构。
岩土工程边坡可能存在软弱结构，借助勘察模式确定软弱结构面的类型、延伸状态、力学状态等内容。
在岩土工程勘察结果中，应当包含边坡岩土的地下水状况与透水状况，也为判断岩土工程区域内的不良地质状况提供重要依据。
在岩土工程勘察的基础上，确定土层支挡结构的腐蚀性能，对岩土工程周围环境的认识更加全面，清晰定位边坡坡顶区域的建筑物结构与埋深特征。
3．勘察方法（1）地质调查测绘。
在岩土工程地质调查测绘阶段中，应当重视掌握岩土工程的底层分布，以及所在区域的水文地质情况，摸清边坡区域的周围情况与环境状况，为岩土工程的深入勘探提供理论支撑。
调查测绘阶段要注意具体的范围，应当以边坡的坡脚路边和所在区域的山顶作为起止点，确定范围后进行勘探施工。
实例分析加筋高边坡的稳定性
实例分析加筋高边坡的稳定性随着国家经济建设的不断发展和耕地面积的不断减少，工程建设用地越来越紧缺。
针对工程用地的严重不足，削山填沟作为一种能够有效增加建设用地的方法，得到了广泛应用，因此，在西南地区出现了大量的高填方工程[1-3]。
高填方工程往往采用加筋的方法修建较陡的边坡，以达到减少用地的目的。
加筋材料一般采用土工合成材料，其中土工格栅和土工布的应用最为普遍[4-5]。
目前加筋土坡的高度已达60m以上，加筋土高边坡对填方和土工合成材料本身都提出了更加严格的要求[6-8]。
针对高边坡的工程特点，本文以西南某地区高填方加筋边坡工程为背景，运用有限元软件，对边坡进行必要进行应力应变分析，以估算填方施工中的受力变形情况，为设计和施工监测服务，并且初步探讨了加筋边坡需要重点处理的部位。
1 加筋高边坡的有限元模型的建立1.1几何模型的建立和材料属性由于高边坡的长度为300m，所以选取一个典型剖面作为平面应变问题进行分析，加筋边坡设计高度为26.4m，分為上下两级，中间留有宽为1.5m的马道。
土工布的间距为0.6m，上下各22层。
加筋体的坡度为1：0.25，顶面筋材的铺设长度为10m，沿深度依次增加，底面筋材的铺设深度为18.1m。
加筋高边坡采用土工布加筋，其下部为粘土，强度较高。
填土材料选用当地的砂粘土，具有较高的强度参数，适于高边坡的修筑。
各土层的物理力学指标见表1。
土工布的参数根据青岛旭域公司提供的资料选取，抗拉强度为500kN/m。
表1各土层的物理力学指标Table 1 The physical and mechanical parameters of soil土层天然容重（kN/m3）饱和容重（kN/m3）粘聚力（kPa）内摩擦角（°）渗透系数（m/d）压缩模量（kN/m2）泊松比粘土18 21 60 24 0.001 30 0.32填土17 20 31 22 1.00 12.8 0.3计算中用土工格栅单元模拟土工布，其它材料用实体单元模拟。
边坡稳定性评价
边坡稳定性评价斜坡稳定性评价历来是岩土工程界感兴趣的传统问题之一。
多年的理论研究和实践使单个斜坡、区段性到区域性斜坡等跨越不同层次的斜坡稳定性评价方法得到了探索和发展,包括以工程地质类比法及地质力学分析为主的定性分析方法、力学计算和数值模拟、考虑不确定因素的综合评判方法等。
对于研究较深入的、大比例尺单个或场地性斜坡,基于工程地质类比分析、力学计算以及数值模拟等稳定性评价方法已相当成熟。
而适宜于小比例尺规划阶段的区域性斜坡稳定性的定量评价方法则仍处于探索阶段。
边坡稳定性就是衡量工程质量的标准之一。
同时工程建设过程中的边坡稳定性还需要考虑到自然环境的影响。
关于边坡稳定性的评价方法大体上可分为不确定性分析法和确定性分析法两大类。
一、不确定性分析法1.模糊分析法：运用了模糊数学理论，通过收集、整理边坡的实际资料，对边坡的情况进行综合分析考量，建立各个参数信息之间的模糊关系，进而运用模糊综合的方法来判断、研究该边坡的稳定性。
虽然模糊分析法充分考虑了多种环境影响因素和多种影响变量，而且没有复杂的计算过程，但由于真实环境中的不确定因素以及环境的多变性，同时使用的是模糊数学的概念和理论，因此模糊分析法所得出的结果并不具有很高的可靠性。
根据这一特点，模糊分析法在工程建设的实际情况中更多的应用在对大型边坡的整体稳定性的判断。
2.灰色关联理论：此理论的基础是边坡的已知数据和未知数据。
首先，将这些已知数据和未知数据看做是灰色量，将这些灰色量做无量纲化，使得这些数据具有同序性和等效性，以便后面的计算和分析；然后，用最小二乘法对已进行无量纲化的数据进行进一步处理，计算出数据之间的关联度，因为关联度的影响因素有很多，如参考序列、序列长度、分辨系数等，所以关联度的数值并不唯一，因此需要对关联度进行比较分析得出最适合的关联度数值；最后，分析已得到的数据建立边坡模型，对边坡的稳定性进行判断。
3 随机搜索耦合算法：由于在计算边坡稳定性的过程中常常会考虑到环境和工程建设过程中多种多样的影响因素，因此通常会建立起来一个极其复杂的非线性的规划问题，求解的过程也是较为复杂繁琐。
工程地质中边坡稳定性评价
工程地质中边坡稳定性评价摘要：工程地质中边坡稳定性是衡量工程质量一项重要指标，对于边坡稳定性的评价在这种情况下也成为了工程建设中必不可少的一个环节。
基于工程地质的边坡稳定性评价主要是通过数据统计的方法对建成的边坡进行指标计算，并通过这些指标进行稳定性的全方位评价。
在本文中，笔者将重点探究边坡稳定性评价中的数据处理方式和依据以及不同地质背景下的不同的评价方法之间的异同等，也包括影响边坡不稳定的一些重要的影响因素和条件。
关键词：工程地质；边坡稳定性；评价分析引言要在工程地质基础上进行边坡稳定性评价，就应该首先进行工程建设中相关地质的研究分析，对地质环境和土壤环境以及当地的气候环境等都要分析到位，这不仅是为了边坡稳定性的评价，更是为了保证整个建设工程的安全性和稳定性。
只有充分分析了地质环境和其他可能会影响边坡稳定性的环境数据进行分析后，才能在这些数据结果的基础上对边坡做一个潜在的受力环境分析。
因此，这之前的所有准备事项和研究成果都要为边坡稳定性分析提供充分的供应和支撑。
1作为前期准备的工程地质分析工程地质的分析总的来说是相对复杂的，对于没有相关专业知识背景的人来说，这类工作的难度和工作量极大。
工程地质分析一般包含了地质构造和地形地貌两方面的内容，地质构造是属于地质内部的环境构造形态，而地形地貌则是地质外部形成影响因素的环境形态。
首先来探析占据工程地质中重要组成部分的地质构造内容。
在进行地质构造数据分析之前要明确认识到地质构造的内涵和定义，才能在收集数据和分析数据的过程中不至于手足无措，当然这方面的探究和分析需要有专业地理知识背景的员工进行分析，或者更为复杂的地质构造可以借鉴已有的相关领域研究分析成果[1]，通过学术上的文献资料的调查研究以及人为方面的现场勘探调研来收集全面且深刻的地质构造方面的数据，并通过专业的统计计算方法和分类讨论来共同分析出工程所处地区的地质构造的情形和状况。
其次是对于地形和地貌的研究与分析，这方面数据的分析相对地质构造部分的分析来说比较容易，内容也相对简单一些，主要是对地表形态以及地势高低等情况进行把握，并且这些资料可以通过地形地势图以及实地探查来确定，工程量相对较小。
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第22卷 第3期石家庄铁道学院学报(自然科学版)Vol .22 No .32009年9月JOURNAL OF SH I J I A ZHUANG RA I L WAY I N STITUTE (NATURAL SCIENCE )Sep.2009土体边坡加筋稳定性评价李淑杰(河北省石黄高速公路管理处,河北石家庄 050031) 摘要:土工格栅由于具有强度高、低延伸率、与土体具有良好的接触特性等特点而作为土体加筋的主要材料。
在土体中适当位置加入土工格栅等土工合成材料可以有效地减少其竖向沉降和侧向变形。
通过非线性有限元分析,研究了在顶部不同荷载工况下,加筋前后土体塑性区大小及分布、水平应力及变形、竖向应力及沉降规律。
关键词:土工格栅;加筋;有限元;评价中图分类号:T U471 文献标识码:A 文章编号:167420300(2009)0320044204收稿日期:2009205231作者简介:李淑杰 女 1971年出生 高级工程师土体具有一定的抗压和抗剪强度,其抗拉强度却很低。
在土体中掺入或铺设适量的拉筋材料后,可以不同程度地改善土体的强度与变形特征。
将拉筋材料埋置在土体中,不仅可以扩散土体的应力,增加土体模量,传递拉应力,限制土体侧向变形,同时还增加土体和其它材料之间的摩阻力,提高土体及有关建筑物的稳定性[1,2]。
因此,在填土中加入抗拉材料,通过摩擦力将拉筋材料的抗拉强度与土体的抗压强度结合起来,加强土体的稳定性,使土体的整体强度得以提高。
本文通过非线性有限元分析,研究在顶部不同荷载工况下,加筋前后土体塑性区大小及分布、水平应力及变形、竖向应力及沉降规律,对土体加筋效应进行了分析与评价。
1 计算模型(1)模型几何尺寸。
某路肩式包裹式面板土工格栅加筋土挡墙高度为12.2m ,土工格栅拉筋竖向间距0.5m ,共分两级:上级墙高度为7.5m ,顶部宽度为8.58m ,挡墙墙面坡率为1∶0.25,右侧边坡坡率为1∶1.5;下级墙高度为5.7m ,地基厚度取4.0m ,且自坡脚处向外延伸15.0m ,右侧自坡脚向外部延伸8图1 平面弹塑性有限元模型ｍ（如图1所示)。
(2)模型网格划分。
有限元网格划分算法是基于线条分段,网格划分密度表达了单元沿线段的间隔长度或个数。
考虑到模拟施工过程,加入土工格栅并设接触单元,取单元高度为0.25m ,宽度0.25m ,模型中二维实体单元采用四结点单元,一维杆单元采用二结点单元。
(3)计算参数的确定。
有限元分析中使用的材料参数是通过室内试验得到的,如表1所示。
室内试验以《铁路工程土工试验方法》(T B10102—2004)[3]和《土工实验方法标准》(G B /T50123—1999)[4]为标准。
表1 模型计算材料参数部位弹性模量/M Pa 泊松比摩擦角/(°)渗透系数/(c m ・s -1)粘聚力/kPa 墙体填料250.3225.0E 2720地基土100.3225.0E 2720土工格栅25150——— 第3期李淑杰:土体边坡加筋稳定性评价45 (4)施工逐级加载。
在常规的应力与变形计算中,假定挡墙自重荷载一次施加,荷载的每一部分都由全结构来承担。
实际上,在挡墙逐级施工加荷过程中,施工到某一高度,只有该高度以下已填筑土体来承担这部分荷载,对尚未填筑的上层土体没有任何作用,上层土体不受下层土体的影响。
在程序中通过单元生死来实现这一特点,根据实际填筑过程在相应的时间激活相应的土层,只对已填筑的土体划分单元形成网格。
(5)边界条件。
挡墙外表面假定为排水边界条件(孔隙水压力为零),地基底部和外侧假定为非排水条件(不扩散边界)。
地基底部和外侧的位移在水平和竖直方向均固定为零。
2 荷载工况条件为了研究土体加筋后的工程效应,选取包裹墙面板土工格栅加筋土挡墙的上半墙进行分析。
研究两种荷载工况:①施工完成时仅有挡墙自重作用;②施工完成后,在墙顶面施加均布荷载(其大小能在未加筋土体中形成一个贯通塑性区)。
在两种荷载工况条件下,分析土体加筋与不加筋状态对计算结果的影响。
图2 自重作用下土体的塑性区分布3 加筋对土体塑性区域的影响图2为当施工完成后,墙顶部尚未施加外部荷载时,土体由于受自重作用,在墙趾处都产生了部分塑性区。
加筋后相同位置处亦产生部分塑性区,然而未加筋土体中塑性区范围较加筋土体中塑性区范围要大得多,这说明土工格栅加筋起到了提高土体抗剪强度,限制塑性区发展的作用。
图3 加荷后边坡的塑性区分布施工完成后,在外部荷载作用下,由图3可见未加筋土体塑性区迅速扩展,延伸至土体顶面,形成一个贯通土体的塑性区,结构发生破坏。
而在相同受力条件下,加筋土体塑性区范围仅在一定程度上有所增加,表现出良好的承载效果,这反映出经土工格栅加筋后的土体,土体力学性能增强,承载能力得以提高。
4 加筋对土体水平应力及变形的影响(1)加筋对土体水平应力的影响。
由图4可见,在外部荷载作用下,未加筋土体墙趾处水平应力发生明显的应力集中,且土体已经破坏。
而在加筋土体中,加载前后,虽在墙趾处水平应力有所增加,但增长值有限。
沿墙高方向墙背各处水平土压力变化很小,同时反映出承受侧向土压力的能力得以提高。
(2)加筋对土体水平变形的影响。
图5为土体加筋前后墙面水平变形的变化曲线。
图中反映出由于土工格栅的加筋作用,限制了土体的侧向变形,明显减小了墙面处由自重及外部荷载作用引起的水平变形。
图4 墙背水平压力沿墙高分布 图5 土体加筋前后墙背水平变形的变化5 加筋对土体垂直应力及竖向沉降的影响(1)加筋对土体垂直应力的影响。
由图6可见,土体承载前后,加筋与否对挡墙基底垂直应力分布影响不明显,这主要是由于在计算时没有考虑地基刚度的影响缘故。
而取墙顶以下3.5m 处的水平面观察其垂直应力分布(如图7),可以看出:未加筋土体,在自重和外部荷载作用下,局部应力增加迅速,垂直应力分布明显不均匀;加筋土体,各部分之间垂直应力过渡平缓,在该水平面上分布较为均匀。
图6 挡墙底部垂直应力分布 图7 挡墙中部水平层面垂直应力分布(2)加筋对土体竖向沉降的影响。
由图8所示,土体在自重及外部荷载的作用下,未加筋土体竖向沉图8 顶部竖向沉降曲线降分布集中于靠近墙背处,局部竖向沉降明显。
而加筋土体的竖向沉降分布无明显局部集中区域,分布较为对称且均匀。
未加筋土体在施加外部荷载后,土体顶面靠近墙背一侧有明显下沉,且沿水平方向各处竖向沉降相差较大;而采用土工格栅加筋后的土体,顶面各处竖向沉降较未加筋时明显减小且比较均匀。
这表明用土工格栅加筋土体能够较好地控制其竖向不均匀沉降。
6 结语采用有限元分析技术,研究了在顶部不同荷载工况下,加筋前后土体塑性区大小及分布、水平应力及变形、竖向应力及沉降规律。
计算结果表明土体加筋后,土工格栅筋材起到了提高土体抗剪强度、限制塑性区发展,增强土体力学性能的作用,结构体承受侧向土压力的能力得到提高。
加筋后不仅明显减小墙面处由自重及外部荷载作用引起的水平变形,而且能减少竖向沉降,特别是能较好地控制竖向不均匀沉降。
(下转第52页)[8]李瑞生.长春市深部地下水赋存规律之我见[J].吉林地质,1995,14(4):63268.[9]易云华.粘性土层基坑开挖降水方案设计与施工[J].电力勘测,2001(2):41245.[10]赵立智,孙伟光.长春辉达大厦深基坑护壁及施工降水[J].哈尔滨建筑工程学院学报,1994,27(6):82287.[11]中国建筑科学研究院.JGJ120-99建筑基坑支护技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,1999.Study on W a ter L evel Subsi dence D ue toI n terferen ti a l W ell Group D ewa ter i n g i n W eak Aqu i ferZhao W enzhong(Xing2Fen Exp ress way Preparat ory Office of Hebei Pr ovince,Shijiazhuang050090,China) Abstract:De watering is necessary in silty clay and clay bed,which is regarded as water insulati on layer, because of the internal s pecial undergr ound water.The de watering calculati on in weak aquifer differs fr om that in rich aquifer,with a far weaker per meability and,while other conditi ons being the sa me,with considerably s mal2 ler influence radius.During de watering in weak aquifer,therefore,there is a large difference bet w een the dy2 na m ic water level inside the well and the static water level under excavati on bott om.The calculati on cannot be accounted for according t o the water infl ow int o each well,and it is uncertain that all wells influence the water dep th decreasing.The r outine calculati on method usually causes larger results.On basis of the undergr ound pas2 sage p r oject bet w een s outh and north square of Changchun Stati on,the de watering calculati on method f or interfe2 rential well gr oup in weak aquifer is p resented.Accounting f or unequal infl ow of the wells,the f or mula is deduc2 ted for de watering dep th of interferential well gr oup in weak aquifer based on deter m inati on of a number of wells interfering a certain point.Finally,the calculati on result is compared and checked with the field survey data.Key words:weak aquifer;clay;interferential well gr oup;radius of influence(上接第46页)参 考 文 献[1]何光春.加筋土工程设计与施工[M].北京:人民交通出版社,2000.[2]欧阳仲春.现代土工加筋技术[M].北京:水利水电出版社,1993.[3]交通部公路科学研究院.JTGE40—2007公路土工试验规程[S].北京:人民交通出版社,2007.[4]中华人民共和国水利部.G B/T50123—1999土工实验方法标准[S].北京:中国计划出版社,1999.Eva lua ti on of the St ab ility of Slope w ith Re i n forced So ilL i Shuji e(Shi2huang Exp ress way Constructi on M anage ment Secti on in Hebei Pr ovince,Shijiazhuang050031,China) Abstract:W ith such good characteristics as high strength,l ow el ongati on and good contact with s oil,geo2 grid is used as the main reinf orce ment material.After p laced in the app r op riate l ocati on in s oil,it can effectively reduce the vertical settle ment and lateral defor mati on of s oil.According t o the non2linear finite ele ment analyses under different l oad operating conditi ons at the sl ope t op,the p lastic z one size and distributi on,the level stress and def or mati on,the vertical stress and settle ment rules are studied and evaluated.Key words:geogrid;reinf orce ment;finite ele ment;evaluati on。