预应力锚索框架梁加固滑坡的稳定性数值分析
预应力锚索格构梁加固边坡的破坏分析

预应力锚索格构梁加固边坡的破坏分析摘要摘要:预应力锚索格构梁是一种主动支挡结构,因其占地空间小、安全可靠、结构轻盈、施工方便等优点在边坡加固和滑坡整治工程中得到了广泛的运用。
这种加固措施因锚索受预应力作用,增加可能滑动面上的抗滑力,达到稳定边坡的目的。
同时,因格构梁有更大的整体刚度,且与地表接触面积大的优点,让滑坡面的受力更加均匀,起到很好的表层护坡作用。
因此,预应力锚索格构梁不仅保证了坡体深层的加固,而且可以作为表层护坡。
鉴于预应力锚索格构梁目前在工程中的大量应用,本文对该技术的理论基础以及优化设计方面进行了一些探讨。
本文的研究是基于芒瑞大道工程中的预应力锚索格构梁支护工程,结合理论分析和数值模拟,对该边坡的预应力锚索格构梁支护方案进行了优化设计。
首先查阅相关文献资料,分析了格构梁的作用机理与受力阶段,探讨了四种预应力锚索格构梁的破坏类型,分别为锚头处破坏、锚索破坏、框架破坏和整体破坏。
针对不同的破坏类型,提出其破坏原因及其相应的避免措施。
接着介绍了格构梁的几种内力计算模型及锚索的设计计算方法,选用连续梁法和文克尔弹性地基法分别对格构梁的简化模型进行内力计算,对比分析得出文克尔地基模型计算的弯矩、剪力值均大于连续梁法,其值更接近于实际情况。
文克尔地基模型上任意点的变形只和该点所受荷载有关,而和周围其他荷载作用基本无关,该模型通常在岩层较破碎、强度低且弹性较弱的边坡中运用较多。
根据所选边坡工程的地质工况,运用MIDAS-GTS有限元软件建立边坡土体、预应力锚索和格构梁的三维模型,对边坡在降水与地震作用下时的位移、应力状况进行模拟分析,结果表明其安全系数k值在稳定范围之内,原有设计方案比较合理。
之后用有限元对锚索参数进行优化,得出本文所选岩质边坡,锚索直径取110mm,锚索的锚入角度在22?,预应力值为110kN时,锚索对边坡的加固效果最理想。
用理正岩土对格构梁的间距及截面尺寸进行优化后表明:格构梁间距在3.5m、截面尺寸选取0.45m*0.45m时工程的经济效益最高。
预应力锚索加固边坡的FLAC3D数值模拟分析

文献标识码 : C
文章编号 : 1 0 0 8— 3 3 8 3 ( 2 0 1 3 ) 0 3— 0 1 0 7— 0 2
预应力锚索支护技 术是边坡 加固的先进技术之一 , 在 国 内外工程 中得 到广泛 应用 , 但其 理 论研 究 还相 对滞 后。因 此, 结合工程实际 , 利用 F L A C 3 D软件 , 对边坡 的锚 固作 用效 果及边坡稳定性状态进行数值模拟分析 , 对边坡加固工 程具 有重 要 的 现 实 意义 。
为0 . 2— 0 . 6 MP a 。
生产 厂 家 提 供 的 出 厂 证 明 取 得 , 具 体参 数 如 下: A= 1 4 0 m m , T = 2 . 6 e N , E= 1 . 9 5 e “ P a , 灌 浆体 的参数 经现场 抗拔试验 获得 , 具体参数为 g r _ c o h = 1 0 e , g r _ k= 2 e 。 2 . 2 . 3 边界条件 以及初 始条件的设置 根据 以上建立 的模 型和 实际情 况限制模 型底部任 何方 向的位移 和右侧水平方 向的位移 , 模型上部 与边坡部位为 自
=2 0 k N / m , C=6 0 e P a, =2 0 。 , K =3 . 5 7 e 7 P a
,
为保证贵惠高速公路区间各 路段 高边坡 的稳定 , 坡 比采 用1 : 0 . 5~ 1 : 1 , 坡高 1 0 m一级 , 采用框架式锚杆 和框架预应
C=
2 . 0 8 e P a, 锚索钢绞线 的横截 面积 、 抗 拉强度 、 弹 性模 量从
力锚 索联 合支 护 等 处 治 措施 , 锚杆长 6 . 0 m, 锚 索长 6— 2 6 m, 间距 5 m x 4 m。预应力 锚索采用无 粘结 钢绞线 A S T - M A 4 1 6—8 7 a 标准 2 7 0级 7 中1 5 . 2 4 a r m。锚 固段长度 8 m, 钻 孔孔径 ‘ p 1 3 0 mm, 锚索孑 L 内 自孔底 一次性 压满水 泥浆 , 注浆 压力为 0 . 3 5— 0 . 6 M P a 。锚 索 自由段采用 防护油及 塑料 管 隔离 , 每束锚索设计施加张拉力 8 5 0 k N 。锚杆材料采用 2 5 水泥砂浆 锚 杆 , 施 工时 下 倾 与 水 平 夹 角为 3 0 。 , 允 许 误 差 ±1 。 , 锚杆注浆 的水泥浆 强度必 须保证 93 0 MP a , 注浆压 力
预应力锚索框架梁加固体系分析与设计

预应力锚索框架梁加固体系分析与设计摘要:预应力锚索框架梁技术在近年来边坡治理工程中得到了广泛应用。
本文分析了其与边坡岩土体的相互作用机理及常见的破坏形态。
在此基础上提出了该结构在设计中所涉及到的问题,并在最后介绍了其附属结构的一些新研究。
关键词:预应力锚索框架梁受力分析设计要素1 概述预应力锚索框架梁作为一种新型的加固结构,近年来广泛应用于破碎岩质边坡和土质边坡的加固工程中。
作为一种主动的加固方法,预应力锚索框架梁体系通过锚索的预应力将滑动的坡体与稳定的基岩连接为一体,增加了岩体各层面的抗滑力,同时又通过坡面上的框架梁将各个锚索有效地连成一个整体,形成一个由表及里的被覆式加固体系,从而达到防止边坡整体失稳的目的。
2 预应力锚索框架梁与岩土体相互作用机理预应力锚索框架梁加固技术是把预应力锚索的锚墩直接固定于框架结构上,使框架、预应力锚索和边坡岩土体共同承担加固结构物的荷载。
它是通过钢筋混凝土框架将锚索的锚固力传递给坡体,改变坡体应力状态,调用坡体自稳能力的一种主动加固方法。
锚索通过施加预应力增强滑带的法向应力,从而增加滑面摩擦力和减少边坡的下滑力,有效地增强了边坡的稳定性。
其主要作用包括两个方面:一是预应力锚索能充分利用和调动岩土体的物理力学特性,通过灌浆技术将预应力提供点设置在边坡稳定岩土体中,从而为获得足够的、稳定的预应力提供保证。
二是岩土体在正向压力下可使岩土体滑移面上的摩擦力增大,从而提高滑移面抗剪强度,增大坡体阻力,阻止边坡体继续滑动。
在边坡加固工程中一般很少单独使用框架梁直接加固,通常都是和锚索(杆)结合起来使用的。
框架梁作为其中的重要组成部分,主要作用有三种:一是作为一种传力结构,预应力首先作用在框架梁上,通过框架梁的传递使预应力能够在边坡体表层较均匀的分布,避免了过分的应力集中和因岩土变形所引起的预应力损失。
二是作为一种连接结构,它能加强各锚索之间的联系,使锚索不再单独作用于坡体,从而形成一个网状锚索体结构,形成由表及里的被覆式加固体系,保证了锚索在抗滑中的均匀性、连续性以及整体性。
某均质岩层边坡预应力锚索加固稳定性分析

[4] 蒋泽锋,张戈,朱大勇,等 锚固力作用下的边坡临界滑动场 法研究与应用[J]岩土力学,2019(7):2799-2806+2837
[5] 郝俊园 预应力框架锚索在高速公路边坡防护中的应用[J] 山西交通科技,2011(6):33-35
(4)对比 有 无 支 护 的 边 坡 模 型 的 塑 性 区 分 布, 可以认为预应力锚索改变了坡体的塑性区分布,使 潜在滑动面消失。同时也使塑性区减少,为坡体的 稳定提供安全储备。
参考文献
[1] 彭云 岩土工程边坡治理中的预应力锚索技术[J]中国设备 工程,2018(8):106-107
[2] 张玉芳,袁坤 双锚固段新型锚索锚固性能研究及工程应用 [J]岩土力学,2018(S1):470-477
土体的变形和保证其稳定。 预应力锚索加固技术是边坡治理工程中的一种
比较普遍的加固手段。通过锚索在被加固的岩土体 部位产生预压应力和拉应力,使锚索紧密接触的岩 土体处产生一定的摩擦力,以此削弱岩土体的下滑 力限制滑 块 下 滑 的 发 生,从 而 达 到 加 固 边 坡 的 作 用[5-8]。
另外,预应力锚索分割斜坡软弱的结构面后,在 被加固的岩土体部位形成许多彼此相互连接的板状 块体结构,此时这些板状块体结构连接形成一个共 同的整体,有效地改善了边坡的稳定性,从而达到了 加固的作用。综合分析预应力锚固技术对边坡进行 加固,主要表现在以下几个方面:
(1)利用锚索的预应力来抵消一部分下滑岩体 的自身重量,抑制岩体下滑的发生。在此过程中,由 于下滑岩体的自身重量得到了降低,导致下滑力下 降,使边坡维持其稳定状态。
(2)利用 锚 索 的 加 固 作 用,来 增 加 岩 土 体 边 坡 下滑部位附着力,表现出岩体在下滑的过程中接触 面上的摩擦力得到了一定的提高,从而减少了边坡 失稳的可能性。
埋入式等(变)截面预应力锚索抗滑桩滑坡加固稳定性分析

qiyekejiyufazhan0前言本文采用GTS NX 岩土数值模拟软件与有限元强度折减法相结合的模式,对相同地质条件下的无桩、埋入式等截面预应力锚索桩、埋入式变截面预应力锚索桩进行数值模拟,验证预应力锚索抗滑桩的工程有效性,同时对比两种桩型的受力情况分析不同截面形式预应力锚索抗滑桩的优劣性。
这种方法既能考虑多个方向的破坏滑动的假定,使结果接近真实状况,又能用工程界所认知的安全系数来评价边坡的稳定性,应用前景十分广泛。
1有限元强度折减法原理在强度折减法中,安全系数的定义在本质上与传统极限平衡法是一致的。
抗剪强度指标如下:C 1=C /F (1)φ1=arctantan φF()(2)将C 1、φ1作为参数,计算到没有收敛,将没有收敛的阶段视为破坏,并将该阶段最大的强度折减率作为边坡的最小安全系数,此时坡体达到极限状态,发生剪切破坏,同时可以得到坡体的破坏滑动面。
2GTS NX 数值模拟2.1工程概况贵合路K7+050-K7+130右侧滑坡位于贵港市港南区木格镇云垌村,该滑坡体影响区内的交通。
滑坡体为剥蚀丘陵地貌,上覆第四系冲洪积黏性土及坡残积黏土、含碎石黏土等,厚0.5~8m ,下伏泥盆系上~下统泥质粉砂岩、砂岩、粉砂质泥岩等,岩体较破碎。
滑动带为粉质黏土,其强度计算参数为C =11kPa 、φ=11°。
滑坡区地下水类型可分为基岩裂隙水及第四系沉积物和崩塌堆积物孔隙水。
因滑床为结构完整性较好的岩层,其土抗力系数可视为常数。
本例综合有关的资料,其地基系数K =3×106kN/m 3,此时认为1/n =0,即按“K 法”计算。
2.2防治工程主要技术参数防治工程主要技术参数的选取是影响坡体稳定性评价的重要因素。
根据勘察报告提供的资料,综合各个方面的影响因素,确定本次模型计算主要采用的防治工程主要技术参数为岩土体的密度(ρ)、弹性模量(E )、泊松比(μ)、黏聚力(C )和内摩擦角(),具体数值见表1。
滑坡治理中预应力锚索格构梁受力分析

滑坡治理中预应力锚索格构梁受力分析
滑坡治理中预应力锚索格构梁是一种有效的抗滑坡措施。
它采用钢索或钢筋等材料作为预应力作用载荷,通过锚入地层,使其成为滑坡体的固定点,从而抵抗滑坡力的破坏力。
预应力锚索格构梁的受力分析可以由以下几个方面来讨论:
1.预应力杆的受力分析:预应力杆要承受整个结构的预应力荷载,这个荷载会使预应力杆产生拉力,而预应力拉力的大小和钢筋的材料、直径、长度和预应力值等有关。
2.混凝土梁的受力分析:混凝土梁在受到荷载时呈现出弯曲的
形态,因此需要考虑其中的弯曲应力。
此外,混凝土梁的受力还与钢筋的材料、布置方式、数量和直径有关。
3.混凝土-钢筋的黏结力分析:混凝土和钢筋的黏结力是保证
整个结构安全运行的关键因素。
黏结力大小与钢筋直径的大小、表面形态、锚固深度和混凝土强度等有关。
4.锚固工程的受力分析:锚固点的质量直接影响整个结构的可
靠性。
锚固工程的受力分析需要同时考虑钢筋与地层的黏结力和钢筋的抗拉强度。
综上所述,预应力锚索格构梁的受力分析需要综合考虑多个因素的影响,并对其进行合理的优化设计。
在实际应用过程中,需要根据具体的地质情况和工程要求,进行详细的设计和评估,确保整个结构的安全可靠。
边坡稳定性分析及支护加固设计-施工探讨
边坡稳定性分析及支护加固设计\施工探讨摘要:近年来,随着我国基础设施的大量建设,出现了大量的边坡工程。
为了保证基础设施的使用安全,则必然要求对这些边坡进行支护加固。
对于地质条件差而安全等级要求较高的开挖边坡,单纯使用锚杆喷锚进行支护可能无法满足工程要求,这时,可以采用锚杆与预应力锚索梁组合进行支护,提高边坡的整体稳定性。
本文通过对娄底市万宝新区某工程边坡地质的条件及其稳定性分析,概述锚杆与预应力锚索腰梁组合进行边坡加固的设计与施工工艺。
关键词:边坡;地质;锚杆; 预应力锚索; 腰梁;稳定引言:预应力锚索腰梁是近年来发展起来的一种新型支挡结构,这项技术是把预应力锚索的锚碇直接固定于腰梁结构上,使预应力锚索和腰梁共同承担加固结构物的荷载。
它是通过钢筋混凝土腰梁将锚索连接,从而将锚索巨大的锚固力传递给坡体,改变坡体应力状态,提高坡体自稳能力的一种主动加固方法。
腰梁不仅可以为预应力锚索提供反力装置,而且也对边坡岩土有着框箍和压紧作用。
由于这种加固技术与其它土体加固技术相比,具有施工简单、加固效果显著和适用面广等优点,因而对于地质条件差的高开挖边坡可以推广应用。
1 工程概况1. 1 场地条件某工程位于娄底市万宝开发新区,因需要,拟将其旁一山体内侧的土体挖掉。
开挖后形成原状土土质高陡边坡,坡高 4. 0 ~15. 5m,边坡安全等级为一级。
被开挖部分山体的水平距离为150. 0m,垂直高度为15. 5m,按1∶0. 4 分两次放坡,放坡高度分别为8m 和7. 5m。
由于山体开挖后的边坡稳定性将直接影响建筑物的安全使用,故需根据山体地质情况正确分析其开挖后所形成边坡的稳定性,制定合理的边坡支护方案。
1. 2 工程地质及水文条件根据岩土工程勘察报告显示,该山体内的地层自上而下的顺序主要有:第四系坡洪积层(Qdl + pl)、冲洪积层(Qal + pl)、残积层(Qel)以及侏罗系中统基岩(Ja2),其土层的物理参数如表 1 所示。
浅谈边坡稳定性及加固措施
浅谈边坡稳定性及加固措施摘要:边坡稳定分析一直是岩土工程中的重要研究内容,边坡按组成物质可分为土质边坡和岩质边坡。
其物质构成并无本质的差别,但其在结构上完全不同。
两种边坡稳定性分析为边坡预测预报及整治提供依据,边坡加固为边坡稳定提供了障。
目前,边坡稳定性分析采用的主要方法有定量分析方法、定量分析方法。
而在加固过程中主要针对岩体边坡的破坏形式及影响因素这两个方面来进行。
本文就是针对边坡的稳定性分析和加固方法,以及破坏形式及影响因素等问题进行地综述。
关键词:岩质边坡稳定分析土质边坡边坡加固定性分析方法定量分析方法边坡的稳定分析是岩土工程中重要的研究内容之一。
在我国,随着国民经济的发展,特别是西部大开发政策的实施,水利工程、铁路、公路及城市等基础设施建设方兴未艾,在这些工程中出现了许多边坡工程,如三峡高边坡等。
由于实际岩体含有大量不同构造、产状和特性等不连续结构面(比如层面、节理、裂隙、软弱夹层、岩脉和断层破碎带等),给边坡的稳定分析带来了巨大的困难。
为了对边坡进行准确的稳定性分析,从而采取适当的开挖和支护措施,国内外学者和工程人员提出了许多理论和方法,大大促进了边坡稳定性分析方法和加固方法的发展。
1边坡变形破坏机理和类型边坡的变形与破坏,决定于坡体内的应力分布和岩体的强度特征。
影响岩坡应力分布的因素是多方面的,主要是原始应力状态、坡形和岩体结构特征的影响。
1.1边坡变形与破坏特征边坡成坡后,在其原始地质环境受到破坏后,坡体状态便做相应调整。
在新的应力重分布条件下,坡体将产生不同程度的变形与破坏,首先是变形,然后逐步发展为破坏。
岩坡变形与破坏的演变过程是相当复杂的,可以是漫长的,也可以是短暂的。
影响其变形与破坏的条件和因素亦十分复杂,主要取决于坡体本身特征及抵抗变形与破坏的能力。
边坡的变形破坏可分作变形与破坏两种形式,前者属于变形的范围,以坡体内未出现贯通性的破坏面为特点;后者是在坡体中已形成贯通性的破坏面,且以加速度发生位移。
高土边坡预应力锚索框架加固的数值分析
( )静力 平衡条 件 。分配 到横 、纵梁 上 的静力 2 之 和应 当等于锚 索力 沿垂 直于坡 面方 向的分力 。 根据 以上 的 2个 基 本条 件 ,锚 索 力 在 结点 ( 转 角结 点 ) 上沿横 、纵 梁 的分 配公 式为 :
定 计算 直观有 效 。
不 当引起 的边坡 病害 。在 1个边坡 体上 可 以同时展 开几个 施 工工作 面 ,有 利 于缩短 工期 。在 同等条件 下 ,采用 此种结 构造 价较低 。 12 预应 力锚 索框架联 合 作用 力学机理 .
预应力锚索通过将力分配到框架梁以实现提高
土坡 抗滑 能力 ,锚索力 的分 配必 须满 足 以下 2个基
摘要 :在系统分析边坡预应力锚索框架作用机理和 有限单元 法计算原 理基础上 ,结合 实际工程 ,利 用有 限单 元
法 ,对高土边坡加 固前后分别进行建模计算。通过对 比分析加 固前后位移 云图和塑性 区图 ,说 明预应力锚索 框
架对高土边坡加固效果 明显 ,同时也证明有限单元法对高土边坡稳定计 算直 观有效 。
4 ・ 6
吴
斌 ,等 :高土边坡预 应力 锚索框架加 固的数值分 析
20 0 8年第 6期
式中 : 为作用在第 i 个结点上的垂直于坡面方向 上的锚索分力 ,k ; 、 为 P 在结点处分配给 N P P 横 、纵 梁上 的分 力 ,k b b 分 别 为 横 、纵 梁 的 N; 、
第2 2卷第 6期
贵州水力发 电 G IH0 T R P WE UZ U WA E O R
20 08年 1 2月
分析框架预应力锚杆边坡支护结构稳定性算法与应用
中, 在 已 经确 定滑 移 面 的基 础 上 , 边 坡 的 稳 定 性 可根 据 以 下公 式 予 以计 算 :
圈 1框架预应力锚杆支护结构立面圈
在 框 架 预应 力锚 杆 边 坡 支 护 结 构 中 ,锚 杆 的 主要 作 用在
图 3 稳定性验算简图
于 对 土 体 的 力 学 性 能 与 受 力 状 态进 行 改 善 .将 传 统 支 护 结 构 的 被 动 型 挡 护 转 变 为 利 用 土 体 自身 能 力 的 主 动 型 挡 护 ,对 土 体 位 移 进行 有 效控 制 。 若 边 坡 向 外 的破 坏 力不 断增 加 , 锚 杆 支
坡危险性较高的滑移面 , 建立了相 应的搜索模型, 并 对边坡 滑移面 圆心位 置与稳定 系数 之间的函数 关系进行分析。 本文主要利用计算机技术确
定滑移面圆心所处的具体位置 , 并 采 用 网 格 法 在 圆 心范 围 内搜 索 危 险 性 较 高 的 滑移 面 圆 心 , 有 效 实 现 了框 架预 应 力 锚 杆 边坡 支 护 结 构 稳 定 性
的 不足 之 处 , 在 边 坡 支 护 工 程 中具 有 较 高 的应 用价 值 。 另 外 .
还 可 以 结合 相 关绿 化 措 施 , 有 效 应 用 于公 路 、 铁路 和 房 屋 建 设 中, 避 免发 生 滑坡 现 象 , 对 保 护 周 边 环 境 及 人 身 安 全 具 有 重 要
的准确计算 , 并在基础上 , 对框架预应力 锚杆稳定性 的相关计 算软件进行研 究, 仅供参 考。
【 关键词 】 预 应力锚 杆 ; 边坡 支护 ; 滑移面 【 中图分 类号 】 T U 4 3 【 文献标识码 l A 【 文章编号 】 2 0 9 5 — 2 0 6 6 ( 2 0 1 6 ) 3 3 — 0 1 0 1 — 0 2
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支挡结构通过预应力锚索调动滑动面以外稳定地 层的自稳能力, 并通过框架梁将锚头施加在其上的 预应力传递到宽广的岩土体表面, 是一种主动加固 方式。相对于重力式挡墙、 普通抗滑桩等被动支挡 结构, 其具有结构轻巧美观、 圬工少、 造价低、 施工 安全、 可提高滑动面抗剪强度等许多优点, 具有显 著的经济效益。故近些年来, 该结构在全国各地的 滑坡治理和边坡加固工程中随处可见。许多学者 采用不同的研究方法, 如理论研究、 试验研究和数 值模拟对边( 滑) 坡预应力锚索框架梁的内力分布 进行了有益的探讨, 而对加固前后滑坡的稳定性分 析则相对笼统或仅作简要阐述。然而, 滑坡治理前 后的稳定性分析是滑坡治理设计的关键环节之一, 是滑坡治理方案确定, 进行支挡结构设计的依据。 目前边( 滑) 坡稳定性分析方法众多, 总体上包括 极限平衡法、 极限分析法、 滑移线法和有限元等数 值分析法。前几种方法可认为是基于刚塑性或理 想弹塑性假设基础上的解析法, 而有限元等数值分 析法引入能反映应力 -应变关系的非线性弹塑性 本构模型, 可以描述坡体内受力状态, 并且满足变 形协调关系和各项静力平衡条件, 在边坡稳定分析
1 0
铁道科学与工程学报
ห้องสมุดไป่ตู้
2 0 1 4年 6月
上世纪 8 0年代以前, 滑坡治理常用的方式主 要有两种类型: 一种是滑坡后方减重、 前方压重并 在滑坡后部、 坡面或坡体内部设置立体排水体系; 第二 种 则 主 要 采 用 重 力 式 挡 墙、 抗滑桩等以荷 载— — —结构模式为基本特征的被动加固措施
[ 1 - 3 ]
关于预应力锚索框架梁治理滑坡的稳定性分析的 研究报道。本文以采用框架梁加固的某存在古滑 坡的路堑边坡为例, 充分考虑框架梁、 锚索、 灌浆体 和岩土体间的相互作用, 建立符合实际的真三维有 限元模型, 采用强度折减有限元法分析预应力锚索 框架梁加固该滑坡后的稳定性。
。
2 0世纪 8 0年代以来, 随着岩土锚固技术的发展, 预应力锚索( 包括锚杆, 以下皆同) 框架梁( 如图 1 所示) 作为一种相对新型的抗滑支挡结构在滑坡
①
收稿日期: 2 0 1 3- 0 8- 1 4 基金项目: 福建省自然科学基金资助项目( 2 0 1 1 J 0 1 3 0 8 ) ; 福建省交通规划设计院合作项目 通讯作者: 戴自航( 1 9 6 6- ) , 男, 湖南长沙人, 教授, 博士, 从事深基坑支护等岩土工程方面的教学和研究工作; E- m a i l : M r . d a i @1 6 3 . c o m
, 2 戴自航1 , 石金华3, 卢才金4
①
( 1 . 福州大学 岩土工程研究所, 福建 福州 3 5 0 1 0 8 ; 2 . 卧龙岗大学 土木、 采矿与环境工程学院, 澳大利亚 新南威尔士洲 2 5 2 2 ; 3 . 福州市建筑设计院, 福建 福州 3 5 0 0 0 1 ; 4 . 福建省交通规划设计院, 福建 福州 3 5 0 0 0 4 )
N u me r i c a l a n a l y s i so nl a n d s l i d e ss t a b i l i z e db yf r a me db e a msw i t hp r e s t r e s s e dc a b l e s
1 , 2 3 4 D A I Z i h a n g ,S H I J i n h u a ,L UC a i j i n
5 8 ] 中是一种理论上更加严密的方法 [ 。另外, 有限
摘 要: 预应力锚索框架梁加固滑( 边) 坡是一典型的三维问题, 为按三维问题进行稳定性分析, 利用著名非线性有限元分 析软件 A B A Q U S , 在超级计算机上分别建立某高速公路路堑边坡采用单排和双排预应力锚索框架梁加固某古滑坡的三维 实体有限元模型; 提出考虑结构物与岩土体间黏着效应的莫尔 - 库仑黏着摩擦模型, 模拟锚索锚固段灌浆体与其周围岩土 体间的相互作用特性; 以特征点的水平位移和强度折减系数关系曲线上曲率最大拐点, 结合剪切塑性区临界贯通作为边坡 失稳判据, 对应的折减系数即为其稳定分析所得安全系数; 揭示预应力锚索框架梁加固滑坡的机理。为岩土体与结构物复 杂相互作用的三维问题分析提供参考。 关键词: 预应力锚索框架梁; 滑坡稳定性分析; 黏着摩擦; 曲率最大拐点; 剪切塑性区 中图分类号: T U 4 3 2 文献标志码: A 文章编号: 1 6 7 2- 7 0 2 9 ( 2 0 1 4 ) 0 3- 0 0 0 9- 0 8
第1 1卷 第 3期 2 0 1 4年 6月
铁道科学与工程学报 J o u r n a l o f R a i l w a yS c i e n c ea n dE n g i n e e r i n g
V o l u me1 1 N u mb e r 3 J u n e2 0 1 4
预应力锚索框架梁加固滑坡的稳定性数值分析
A b s t r a c t :Al a n d s l i d e( s l o p e )s t a b i l i z e db yf r a m e db e a m s w i t hp r e s t r e s s e dc a b l e s i s at y p i c a l 3 Dp r o b l e m .I n ,t h e 3 Ds o l i df i n i t e e l e m e n t m o d e l s o f a na n c i e n t l a n d s l i d e o r d e r t oa n a l y z ei t s s t a b i l i t ya c c o r d i n gt o 3 Dp r o b l e m r e i n f o r c e db yo n eo r t w o r o w s o f f r a m e db e a m s w i t hp r e s t r e s s e dc a b l e s w e r e e s t a b l i s h e di nt h e s u p e r c o m p u t e r b y u s i n g t h e f a m o u s n o n l i n e a r f i n i t e e l e m e n t s o f t w a r e A B A Q U S . T h e M o h r - C o u l o m b ' s s t i c k y f r i c t i o nm o d e l w h i c hi s a b l et oc o n s i d e r t h e s t i c k y e f f e c t b e t w e e ns t r u c t u r e s a n ds t r a t u mw a s p r o p o s e da n dt h e nu s e dt o s i m u l a t e i n t e r a c t i o nb e h a v i o r s b e t w e e nc a b l eg r o u t i n gb o d i e s a n ds o i l -r o c km a s s e s .T h ej u d g m e n t c r i t e r i o no f s l o p ei n s t a b i l i t y w a s p r o p o s e dt ob ed e t e r m i n e db yt h et u r n i n gp o i n t sw i t hm a x i m u mc u r v a t u r e so nt h ec u r v e so f h o r i z o n t a l d i s p l a c e m e n t a t t h ec h a r a c t e r i s t i cp o i n t s t o g e t h e r w i t hs t r e n g t hr e d u c t i o nc o e f f i c i e n t s a n dc o m b i n e dw i t hc r i t i c a l r u n -t h r o u g hz o n e s o f s h e a r i n gp l a s t i cs t r a i n .I nt h i s c a s e ,t h ec o r r e s p o n d i n gr e d u c t i o nc o e f f i c i e n t s a r et h es a f e t y f a c t o r s o f s l o p es t a b i l i t y .T h er e i n f o r c e m e n t m e c h a n i s mo f l a n d s l i d e s a n ds l o p e s s t a b i l i z e db yf r a m e db e a m s w i t h p r e s t r e s s e dc a b l e s i s f a c t u a l l y d i s c l o s e d .T h e m e t h o dc a np r o v i d e r e f e r e n c e f o r t h e 3 Da n a l y s i s w h i c hi n v o l v e s t h e c o m p l i c a t e di n t e r a c t i o n s b e t w e e nr o c k / s o i l m a s s e s a n ds t r u c t u r e s . K e yw o r d s :f r a m e db e a m sw i t hp r e s t r e s s e dc a b l e s ;l a n d s l i d es t a b i l i t ya n a l y s i s ;s t i c k yf r i c t i o n ;t u r n i n gp o i n t w i t hm a x i m u mc u r v a t u r e ;s h e a r i n gp l a s t i cs t r a i nz o n e