邢浩 左偉俊 李瀚 林宇亮 郭冬冬
摘 要:【目的】為探究云南勐綠高速公路某分級(jí)框架錨桿支護(hù)邊坡的穩(wěn)定性。【方法】采用FLAC3D建立三維數(shù)值模型,對(duì)邊坡分別在未支護(hù)和支護(hù)工況下進(jìn)行穩(wěn)定性分析。選取支護(hù)邊坡中部斷面,對(duì)該斷面中的錨桿(錨索)軸力進(jìn)行監(jiān)測,研究錨桿(錨索)軸力沿長分布的特性?!窘Y(jié)果】結(jié)果表明:未支護(hù)邊坡有極大可能沿潛在滑動(dòng)面發(fā)生失穩(wěn)破壞,分級(jí)框架錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)能夠有效抑制邊坡整體位移,改善坡體內(nèi)部塑性區(qū)分布,提高邊坡的安全系數(shù);錨桿錨固邊坡內(nèi)部根據(jù)錨桿發(fā)揮的不同作用分為主動(dòng)區(qū)和被動(dòng)區(qū);錨索最大軸力處于自由段,錨固段內(nèi)軸力分布并不均勻,呈遞減趨勢?!窘Y(jié)論】研究表明框架錨桿組合結(jié)構(gòu)對(duì)邊坡具有良好的支護(hù)效果。
關(guān)鍵詞:邊坡穩(wěn)定性;錨桿;框架梁;數(shù)值模擬
中圖分類號(hào):TU45? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A? ? ?文章編號(hào):1003-5168(2024)04-0059-07
DOI:10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.04.011
Stability Analysis of Slope Supported by Graded Frame Anchor Rod
XING Hao1? ? ZUO Weijun2? ? LI Han1? ? LIN Yuliang2? ? GUO Dongdong1
(1.The Seventh Bureau Group of China Railway, the Fourth Engineering Co., Ltd., Wuhan 430074, China;
2.School of Civil Engineering, Central South University, Changsha 410075, China)
Abstract: [Purposes] This paper aims to investigate the stability of slope supported by graded frame anchor rod at Menglv Expressway, Yunnan. [Methods] A three-dimensional numerical model was built using FLAC3D to analyse the stability of the slope under unsupported or supported conditions. The central section of the supported slope was selected and the axial force of the anchor rods (anchor cables) in this section was monitored to investigate the characteristics of the distribution of the axial force of the anchor rods (anchor cables) along the length. [Findings] The results show that the unsupported slope had a high possibility of sliding damage along the potential sliding surface; the graded frame anchor support structure could
effectively suppress the overall displacement of the slope, improve the distribution of the plastic zone inside the slope and increase the safety factor of the slope; the internal part of the anchor rods anchored slope was divided into active and passive zones according to the different roles played by the anchor; the maximum axial force of the anchor cable was in the free section, and the distribution of the axial force in the
anchored section was uneven and showed a decreasing trend. [Conclusions] This study shows that the combined frame anchor structure had excellent support effect on the slope.
Keywords: slope stability; anchor rod; frame beams; numerical simulation
0 引言
隨著“交通強(qiáng)國”戰(zhàn)略的提出,我國逐漸加大對(duì)西南地區(qū)基礎(chǔ)交通建設(shè)的力度。西南地區(qū)地形極為復(fù)雜,地質(zhì)起伏較大,多山地、高原,因此在進(jìn)行基礎(chǔ)交通設(shè)施建設(shè)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量路塹邊坡。邊坡開挖會(huì)破壞巖土體內(nèi)部的平衡狀態(tài),改變巖土體內(nèi)部的應(yīng)力分布,進(jìn)而可能導(dǎo)致邊坡出現(xiàn)滑坡、崩塌等自然災(zāi)害的發(fā)生,對(duì)施工工期和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來較大影響,因而判斷開挖邊坡的穩(wěn)定性,對(duì)其進(jìn)行支護(hù)便顯得尤為重要。受限于邊坡自身復(fù)雜的地質(zhì)條件及其受力變形特征,單一支護(hù)結(jié)構(gòu)難以起到良好的支護(hù)效果,錨桿(錨索)框架梁作為一種組合柔性支護(hù)結(jié)構(gòu),通過框架梁和錨桿(錨索)的共同作用提升邊坡巖土體的力學(xué)性能,具有支護(hù)效果好、經(jīng)濟(jì)效益高、綠化面積大等優(yōu)點(diǎn),因此廣泛應(yīng)用于邊坡支護(hù)工程領(lǐng)域。
王華等[1]通過建立三維數(shù)值模型,分析預(yù)應(yīng)力錨索框架梁支護(hù)邊坡時(shí),框架梁在不同位置懸空對(duì)框架梁內(nèi)力的影響,結(jié)果表明框架梁在錨頭下方懸空對(duì)框架梁的最大彎矩增幅顯著,為最不利懸空位置。王海宇等[2]針對(duì)邊坡預(yù)應(yīng)力錨索框架梁設(shè)計(jì)過度的問題,建立了錨固邊坡設(shè)計(jì)優(yōu)化模型,在確保邊坡穩(wěn)定性的情況下,對(duì)錨索直徑、傾角、間距、自由段長度、錨固段長度等一系列參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,降低工程造價(jià)。蘇杭等[3]對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索框架梁支護(hù)的二級(jí)邊坡施工過程進(jìn)行模擬,研究發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力錨索框架梁能夠有效抑制邊坡變形,位于坡腳處的錨索軸力最大。馬洪生等[4]對(duì)施加不同預(yù)應(yīng)力的錨索框架梁邊坡進(jìn)行數(shù)值模擬,結(jié)果表明縱梁呈現(xiàn)拉、壓兩種受力狀態(tài),且在錨索作用點(diǎn)處縱梁受到的剪力最大,橫梁彎矩、剪力呈對(duì)稱分布。吳興剛[5]提出錨桿+錨索+框架梁聯(lián)合支護(hù)邊坡的組合結(jié)構(gòu),并對(duì)該支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值模擬,計(jì)算結(jié)果表明在該支護(hù)結(jié)構(gòu)作用下,受斷層影響的邊坡能夠保持穩(wěn)定。錢海洋[6]對(duì)錨桿(錨索)框架梁加固的多級(jí)順層邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)錨桿(錨索)框架梁可有效改善坡體內(nèi)部應(yīng)力場的分布。席飛雁等[7]基于強(qiáng)度折減法,對(duì)煤系地層路塹邊坡的開挖支護(hù)過程進(jìn)行數(shù)值模擬,分別計(jì)算了開挖前后及支護(hù)前后邊坡的安全系數(shù)。鄧躍華[8]通過對(duì)比22 mm的高強(qiáng)錨桿和32 mm普通錨桿在邊坡支護(hù)中的效果,表明高強(qiáng)錨桿具有更好的支護(hù)性能和經(jīng)濟(jì)效益。張永闖[9]選取不同支擋結(jié)構(gòu)對(duì)順層巖質(zhì)邊坡進(jìn)行加固,通過數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn),相較于抗滑樁和擋土墻,錨桿框架梁能夠有效控制邊坡位移,邊坡穩(wěn)定性較高。袁東進(jìn)[10]結(jié)合南京某錨桿框架梁支護(hù)邊坡,對(duì)邊坡的穩(wěn)定性和錨桿的受力特性進(jìn)行分析,結(jié)果表明錨桿可縫綴邊坡滑動(dòng)面,改善邊坡結(jié)構(gòu)。陳加宇等[11]對(duì)竹錨桿-木框架梁加固的黏性土邊坡進(jìn)行數(shù)值模擬,對(duì)竹錨桿的軸力、彎矩、剪力和木框架梁的彎矩進(jìn)行分析,結(jié)果表明該支護(hù)結(jié)構(gòu)具有良好的加固效果。本研究結(jié)合云南勐綠高速公路某路塹邊坡,對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索框架梁和全長黏結(jié)錨桿框架梁結(jié)構(gòu)組合支護(hù)邊坡進(jìn)行數(shù)值模擬,分析邊坡在支護(hù)前后的穩(wěn)定性和預(yù)應(yīng)力錨索、錨桿軸力沿長分布的特性。
1 工程概況
云南勐綠高速K80+100~K80+340里程的深挖路塹段長240 m,最大挖深24 m。結(jié)合室內(nèi)土工試驗(yàn)結(jié)果,將深挖路段巖土體從上至下劃分為兩個(gè)工程地質(zhì)單元層:全風(fēng)化泥巖和強(qiáng)風(fēng)化泥巖,其物理力學(xué)參數(shù)見表1。
本研究選取邊坡最不利斷面(挖深最大斷面),對(duì)邊坡支護(hù)前后穩(wěn)定性進(jìn)行分析,依據(jù)設(shè)計(jì)的邊坡加固方案,其組合結(jié)構(gòu)支護(hù)邊坡斷面如圖1所示。邊坡共三級(jí),每級(jí)坡高均為8 m,坡度比為1∶1.00,平臺(tái)寬度為2 m。邊坡自上而下分別采用預(yù)應(yīng)力錨索框架梁、全長黏結(jié)錨桿框架梁的組合結(jié)構(gòu)進(jìn)行支護(hù)。每級(jí)邊坡設(shè)置三排錨桿(錨索),錨索長20 m,其中錨固段10 m,自由段10 m,與水平面的夾角為20°,預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)值為300 kN,錨桿長9 m,與水平面的夾角為20°。框架的縱、橫梁的截面尺寸為50 cm×55 cm,縱梁間距3.6 m。橫梁間距3.7 m,每級(jí)邊坡布設(shè)四排橫
梁,其中下三排橫梁與縱梁交接處與錨桿(錨索)固結(jié),位于坡頂?shù)臋M梁僅與縱梁連接。
2 分級(jí)框架錨桿支護(hù)邊坡的三維數(shù)值模型
2.1 單元本構(gòu)模型
利用FLAC3D進(jìn)行數(shù)值模擬,選取合適的本構(gòu)模型是模擬成功的關(guān)鍵。依據(jù)地質(zhì)勘測報(bào)告所提供的巖土體力學(xué)特性,選擇摩爾-庫倫模型模擬邊坡巖土體。作為巖土力學(xué)的通用模型,該模型的破壞準(zhǔn)則包含摩爾-庫倫準(zhǔn)則和最大拉應(yīng)力準(zhǔn)則。三個(gè)主應(yīng)力滿足式(1)。
[σ1≤σ2≤σ3] (1)
該破壞準(zhǔn)則在([σ1]、[σ3])平面內(nèi)可表示為如圖2所示。破壞包絡(luò)線f([σ1]、[σ3])=0的定義如下。
直線AB基于摩爾-庫倫強(qiáng)度f s=0定義見式(2)。
f s=[σ1-σ3N?+2cN?] (2)
直線BC基于拉伸失穩(wěn)準(zhǔn)則f t=0定義見式(3)。
[ft=σ3-σt] (3)
以上式中:c為黏聚力;[?]為摩擦角;[σt]為抗拉強(qiáng)度,滿足式(4)。
[N?=1+sin?1-sin?] (4)
由于材料的抗拉強(qiáng)度不能超過f([σ1]、[σ3])平面內(nèi)f s=0與[σ1=σ3]的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的[σ3],因此最大抗拉強(qiáng)度的表達(dá)式見式(5)。
[σtmax=ctan?] (5)
2.2 三維幾何模型與參數(shù)
邊坡巖土體采用六面塊體單元(brick)建模,自上而下分為2層,上方24 m為全風(fēng)化泥巖層,下方24 m為強(qiáng)風(fēng)化泥巖層,巖體賦值參數(shù)見表1;錨桿(錨索)采用cable單元進(jìn)行模擬,賦值參數(shù)見表2;框架梁采用beam單元進(jìn)行模擬,賦值參數(shù)見表3。為消除邊界影響,如圖1所示的本研究模型左邊界至坡腳的距離為36 m,右邊界至坡頂?shù)木嚯x為36 m,底部邊界至坡頂?shù)木嚯x為48 m。三維組合結(jié)構(gòu)支護(hù)邊坡模型如圖3所示。
FLAC3D在實(shí)體單元內(nèi)部或表面創(chuàng)建結(jié)構(gòu)單元時(shí),程序會(huì)自動(dòng)對(duì)所有的結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建node-zone連接,導(dǎo)致錨桿(錨索)和框架梁沒有直接連接,而是均與zone單元連接,與實(shí)際錨桿(錨索)和框架梁受力變形協(xié)調(diào)的情況不符。因此,本研究通過刪除框架縱、橫梁交點(diǎn)處的beam單元與zone單元建立的link連接以及錨桿(錨索)端頭與zone單元建立的link連接,隨后建立框架縱、橫梁交點(diǎn)處beam單元的node-node形式的link連接,然后再將錨桿(錨索)端頭節(jié)點(diǎn)與框架縱、橫梁交點(diǎn)處新建立的link進(jìn)行連接,實(shí)現(xiàn)錨桿(錨索)框架梁之間力的傳遞。
為定性分析框架錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)邊坡的加固效果,本研究設(shè)計(jì)了未支護(hù)邊坡和支護(hù)邊坡兩種數(shù)值模擬工況,對(duì)比分析兩種工況下邊坡的安全系數(shù)、塑性區(qū)分布、最大剪應(yīng)變增量、最大主應(yīng)力和位移云圖,研究邊坡支護(hù)前后的穩(wěn)定性。通過選取支護(hù)邊坡工況下邊坡的中間支護(hù)斷面作為監(jiān)測斷面,研究支護(hù)結(jié)構(gòu)中錨桿(錨索)的力學(xué)特性,如圖1所示。還對(duì)該斷面上的錨桿1~3、錨索1~6的軸力沿長分布進(jìn)行監(jiān)測。
2.3 強(qiáng)度折減法
Zienkiewicz等[12]于1975年提出強(qiáng)度折減法,該方法通過調(diào)整折減系數(shù)使邊坡達(dá)到臨界破壞狀態(tài),進(jìn)而求解邊坡安全系數(shù)。其基本原理是利用式(6)和式(7)來調(diào)整巖土體的黏結(jié)力和內(nèi)摩擦角。
cF=c/Ftrial (6)
[?F=arctantan?Ftrial] (7)
以上式中,cF為折減后的黏結(jié)力;[?F]為折減后的內(nèi)摩擦角;[Ftrial]為折減系數(shù)。反復(fù)縮小折減系數(shù),選用折減后的cF、[?F]對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析,確定邊坡是否處于臨界狀態(tài),如邊坡仍處于穩(wěn)定狀態(tài),重復(fù)上述操作直至邊坡達(dá)到臨界失穩(wěn)狀態(tài),此時(shí)計(jì)算所用的折減系數(shù)即為邊坡安全系數(shù)。
3 計(jì)算結(jié)果與分析
3.1 未支護(hù)邊坡穩(wěn)定性分析
經(jīng)由FLAC3D計(jì)算得出未支護(hù)邊坡安全系數(shù)為1.01,邊坡處于臨界破壞狀態(tài)。未支護(hù)邊坡的塑性區(qū)分布如圖4所示,可以看出邊坡大部分區(qū)域經(jīng)歷過剪切破壞,拉伸破壞塑性區(qū)主要位于邊坡頂部,而兩個(gè)邊坡平臺(tái)表層巖土體并未發(fā)生任何形式的破壞,處于彈性區(qū)。根據(jù)莫爾-庫倫本構(gòu)模型的破壞準(zhǔn)則可知,第一級(jí)邊坡處于剪切塑性破壞狀態(tài),且剪切塑性破壞區(qū)從表面向邊坡內(nèi)部和上方延伸,形成圓弧面,幾乎貫穿整個(gè)邊坡,這表明未支護(hù)邊坡在自重作用下可能出現(xiàn)坡體沿剪切塑性圓弧面滑動(dòng)的現(xiàn)象,結(jié)合計(jì)算出的安全系數(shù)可知未支護(hù)邊坡整體穩(wěn)定性較差。
一般情況下,邊坡會(huì)沿著最大剪應(yīng)變位置發(fā)生失穩(wěn)破壞,因此可根據(jù)邊坡內(nèi)部最大剪應(yīng)變增量推斷邊坡的潛在滑裂面。未支護(hù)邊坡最大剪應(yīng)變增量云圖如圖5所示,可以看出剪應(yīng)變增量較大區(qū)域形成一個(gè)圓弧面,從坡腳一直延伸到坡頂,貫通整個(gè)邊坡,與塑性分布圖中正在經(jīng)歷的剪切塑性破壞的區(qū)域幾乎一致,進(jìn)而可判斷該圓弧面為未支護(hù)邊坡潛在失穩(wěn)滑動(dòng)面。在靠近坡腳表面剪應(yīng)變增量數(shù)值最大,為1.012 6,向坡頂延伸時(shí)剪應(yīng)變增量逐漸減小,故而在對(duì)邊坡進(jìn)行支護(hù)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮邊坡坡腳。
未支護(hù)邊坡的主應(yīng)力云圖如圖6所示,可以看出整個(gè)邊坡主要受壓,并未出現(xiàn)拉應(yīng)力,邊坡總體應(yīng)力表現(xiàn)出較好的層狀分布,邊坡應(yīng)力基本與深度成正比,坡體表面應(yīng)力較低,最大主應(yīng)力為0.945 MPa,出現(xiàn)在坡底界面的右下方。最大主應(yīng)力在坡腳處的變化并不平順,出現(xiàn)了較大范圍的應(yīng)力集中,進(jìn)而使坡腳處的剪應(yīng)力突然增大,容易造成坡腳處的剪切破壞。
未支護(hù)邊坡的位移云圖如圖7所示,水平方向坡面最大位移處于第一級(jí)邊坡的中部,為3.582 m,坡腳和坡頂處水平位移較?。回Q直方向坡面最大位移處于第三級(jí)邊坡坡頂,為5.006 m,坡腳處豎向位移較小。由此可知,坡體上方的位移主要為沉降變形,下方主要為朝向臨空面的水平位移,但由于路基對(duì)坡腳水平位移的抑制作用,導(dǎo)致朝向臨空面的最大水平位移轉(zhuǎn)變至第一級(jí)邊坡的中部。因此,在對(duì)
邊坡進(jìn)行支護(hù)時(shí)應(yīng)著重考慮減少上部邊坡的沉降位移及抑制邊坡底部的水平位移。
3.2 支護(hù)邊坡穩(wěn)定性分析
采用強(qiáng)度折減法計(jì)算得出支護(hù)邊坡安全系數(shù)為1.44,邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。支護(hù)邊坡的塑性區(qū)分布如圖8所示,可以看出邊坡內(nèi)部大部分土體經(jīng)歷過剪切破壞,坡頂則主要經(jīng)歷過拉伸破壞,路基處大部分的巖土體和兩個(gè)邊坡平臺(tái)淺層巖土體仍處于彈性階段,并未發(fā)生破壞。但相較于未支護(hù)邊坡,組合結(jié)構(gòu)支護(hù)邊坡中不存在正經(jīng)歷剪切破壞的塑性區(qū),且坡頂處正在經(jīng)歷拉伸破壞的塑性區(qū)也消失不見,因此邊坡沒有沿剪切破壞面滑動(dòng)的趨勢,結(jié)合計(jì)算出的安全系數(shù)可知組合結(jié)構(gòu)支護(hù)的邊坡整體穩(wěn)定性較好。
支護(hù)邊坡最大剪應(yīng)變增量云圖如圖9所示。由圖9可知,剪應(yīng)變最大增量位于第三級(jí)邊坡內(nèi)部,各級(jí)邊坡表面從坡底到坡頂剪應(yīng)變增量逐漸減小。由于預(yù)應(yīng)力錨索的作用,第一級(jí)邊坡的應(yīng)變增量明顯小于第二、三級(jí)邊坡。相較于未支護(hù)邊坡,組合結(jié)構(gòu)支護(hù)的邊坡最大剪應(yīng)變增量的位置處于坡體內(nèi)部而非坡腳處,且數(shù)值顯著減小。剪應(yīng)變增量較大區(qū)域向邊坡內(nèi)部移動(dòng)且并未貫通整個(gè)坡體,降低了邊坡沿剪切面失穩(wěn)破壞的可能性,由此可見采用預(yù)應(yīng)力錨索框架梁和全長黏結(jié)錨桿框架梁對(duì)邊坡進(jìn)行組合支護(hù),可有效降低坡體內(nèi)部的剪應(yīng)變,改善剪應(yīng)變的分布,具有良好的支護(hù)效果。
支護(hù)邊坡主應(yīng)力云圖如圖10所示,可以看出組合結(jié)構(gòu)支護(hù)后的邊坡應(yīng)力大小和分布相較于未支護(hù)時(shí)并沒有太大改變,主應(yīng)力仍為層狀分布且與深度成正比,位于坡腳處的最大主應(yīng)力集中范圍并未得到明顯改善,由此可見該組合支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)邊坡主應(yīng)力的改善并不顯著。
支護(hù)邊坡的位移云圖如圖11所示,可以看出在組合結(jié)構(gòu)的作用下,整個(gè)坡體背離臨空面向邊坡內(nèi)部凹陷,受預(yù)應(yīng)力錨索的影響,第二、三級(jí)邊坡表面向坡體內(nèi)部運(yùn)動(dòng)態(tài)勢尤為明顯,邊坡整體位移顯著減小。不同于未支護(hù)邊坡,組合結(jié)構(gòu)支護(hù)邊坡表層水平位移背離臨空面,朝向邊坡內(nèi)部,最大水平位移處于第二級(jí)邊坡的坡腳,為1.784 cm,在第二、三級(jí)邊坡內(nèi)部存在向臨空面水平位移的區(qū)域,最大位移為2.279 cm。第二、三級(jí)邊坡表層豎向位移較大,最大豎向位移處于第二級(jí)邊坡坡腳,為3.219 cm。研究表明,組合結(jié)構(gòu)能夠有效抑制巖土體的變形,減小邊坡整體位移,改變邊坡運(yùn)動(dòng)態(tài)勢,使邊坡更加穩(wěn)定。
3.3 桿力學(xué)特性分析
第一級(jí)邊坡中錨桿軸力沿長分布如圖12所示。圖中拉力為正,壓力為負(fù),可以看出位于第一級(jí)邊坡上方的錨桿3全長受壓,且軸力沿長分布中間大兩端小,最大值約為7.35 kN;錨桿2靠近坡面的前半部分受壓,最大值約為2.7 kN,后半部分受拉,最大值約為1.58 kN;位于坡腳處的錨桿1全長受拉,且軸力沿長分布變化較小,最大值約為1.62 kN。結(jié)合錨桿軸力沿長分布可知錨固邊坡內(nèi)部存在主動(dòng)區(qū)和被動(dòng)區(qū),主動(dòng)區(qū)內(nèi)錨桿作為巖土體的一部分,主要作用是增強(qiáng)巖土體強(qiáng)度,阻礙巖土體的壓縮變形,因此錨桿主要承受壓力;被動(dòng)區(qū)內(nèi)錨桿主要起錨固作用,將巖土體黏結(jié)成為一個(gè)整體,增強(qiáng)巖土體自身承載力,防止巖土體拉裂,因此錨桿主要承受拉力。
邊坡預(yù)應(yīng)力錨索軸力沿長分布如圖13所示,可以看出,由于預(yù)應(yīng)力的施加,錨索最大拉力位于自由段,自由段上軸力變化較小,位于邊坡上方的錨索自由段上的軸力普遍高于邊坡中、下方。從自由段過渡到錨固段,軸力急劇減小,各錨索軸力減小趨勢一致,到錨固段底部軸力降到最低,由此可見預(yù)應(yīng)力錨索錨固段的軸力分布并不均勻,沿長度呈遞減趨勢,在錨固前端軸力下降趨勢顯著,而后速率逐漸減緩,錨固段底部軸力最小。
4 結(jié)論
本研究針對(duì)云南勐綠高速公路K80+100~K80+340深挖路塹邊坡,采用FLAC3D對(duì)未支護(hù)邊坡穩(wěn)定性和利用預(yù)應(yīng)力錨索框架梁和全長黏結(jié)錨桿框架梁進(jìn)行組合支護(hù)的邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析,得出以下結(jié)論。
①計(jì)算結(jié)果表明,未支護(hù)邊坡安全系數(shù)為1.01,邊坡整體位移較大,坡腳處存在剪應(yīng)力集中現(xiàn)象,坡體內(nèi)部存在貫通的剪切塑性區(qū),邊坡有較大可能沿塑性區(qū)產(chǎn)生滑動(dòng)失穩(wěn)破壞,邊坡整體穩(wěn)定性較差,需要進(jìn)行支護(hù)處理。
②經(jīng)由組合結(jié)構(gòu)支護(hù)后,邊坡的安全系數(shù)提高至1.44,邊坡整體位移顯著減小,沉降趨勢受到抑制,坡體內(nèi)部剪切應(yīng)變增量的大小和分布得到改善,坡體內(nèi)部沒有形成貫通的剪切塑性區(qū),邊坡穩(wěn)定性得到顯著提升。
③全場黏結(jié)錨桿錨固的邊坡內(nèi)部分為主動(dòng)區(qū)和被動(dòng)區(qū),主動(dòng)區(qū)內(nèi)錨桿增強(qiáng)巖土體的強(qiáng)度,被動(dòng)區(qū)內(nèi)錨桿錨固巖土體。預(yù)應(yīng)力錨索最大軸力位于自由段,錨固段的軸力沿長呈遞減趨勢,且錨固段前端遞減速率尤為顯著。
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