确定顺层岩质边坡范围的上下限值研究

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1、确定顺层岩质边坡范围的上下限值研究第36卷第27期2010年9月山西建筑SHANXIARCHITEe兀珉EV01.36No.27Sep.2010?113?文章编号:1009—6825c2010)27.0113—02确定顺层岩质边坡范围的上下限值研究李文森摘要:以路堑边坡为例,采用数值模拟与相似模型试验相结合的方法,针对如何确定顺层岩质边坡范围的上下限值问题进行了初步探讨,得出了有益的结论,为边坡治理工作提供了指导.关键词:顺层岩质边坡,数值模拟,上下限值,有限元法中图分类号:TU457文献标识码:A

2、O引言顺层岩质边坡是指边坡走向和倾向与岩层走向和倾向一致的边坡.已有研究表明,边坡的稳定性具有斜向坡远远大于顺向坡的规律.因此,当夹角究竟在什么范围内时将边坡视为顺层边坡是工程人员非常关心的问题之一.目前,对此问题尚缺乏系统的研究,也未形成一致的结论,不同的部门根据各自的经验选择不同的标准.因此,本文采用数值模拟与相似模型试验相结合的方法.对此问题进行了讨论.1数值模拟1.1本构模型1.1.1岩体岩体按连续介质处理,采用结构实体单元Solid95模拟.材料的本构关系采用理想弹塑性模型,屈服准则为Dm

3、cker-Pmger准则即广义米赛斯准则_3J:F=alz十~/J2=是(1)其中,j1,分别为应力张量的第一不变量和应力偏张量的第二不变量;a,足为与岩土材料内摩擦角和粘聚力C有关的常数.1.1.2层面层面按无充填的硬性结构面处理,采用ANSYS软件提供的无厚度接触单元Targel70和Conta174来模拟其不连续性.接触单元是覆盖在分析模型接触面上的一层单元,程序通过覆盖在两个接触物体表面的接触单元来定义接触表面.接触单元与下面的基本变形体单元有同样的几何特性,程序会根据接触单元下面的变形体单

4、元的材料特性来确定法向接触刚度,也可人为的设定其值[4,5l.1.2模型的建立以顺层岩质路堑边坡为例,采用三维的计算模型,进行数值模拟.通过保持线路走向不动,改变岩层走向的方向来实现边坡走向与岩层走向间夹角的变化.选取岩层倾角为25.和30.两种情况时,进行分析.倾角n=25.时,模型选取范围为:长140m,宽50m,左侧高23.02m,右侧高88.30m.倾角口:30.时,模型选取范围为:长140m,宽50m,左侧高16.80m,右侧高97.63m.变化岩层走向的方向时,是以模型中间断面与结构面在

5、坡面的相交点为基准进行变化.全部模型都是一次开挖,不支护,单面临空.边界条件为垂直x轴的两面(左右两侧面)为x方向约束和z方向约束;垂直Z轴的两面(前后两面)为z方向约束;垂直y轴的底面为x,y,z方向全部约束,垂直y轴的顶面为自由面,没约束.荷载为仅考虑岩体自重.1.3岩土材料参数所选岩土材料的物理力学参数如表1所示.表1岩土材料参数一览表1.4结果分析本文选取模型中间断面与结构面在坡面的相交点作为关键点,通过关键点位移的变化来分析边坡走向与岩层走向间夹角对顺层岩质边坡稳定性的影响.关键点从上到下

6、依次定为A,B,C点.模拟后,关键点位移随夹角变化的关系曲线图如图1,图2所示.由图1,图2可知:当夹角在0.～15.之间时,关系曲线斜率较缓,位移变化较小,边坡稳定性有所提高,但不明显;当夹角在15.～[3]朱馥林.建筑防水新材料及防水施工新技术[M].北京:中国建筑工业出版社,2001.[4]赵西玖.赛柏斯防水荆在混凝土工程中应用总结[A].山东建筑施工学术交流会论文汇编[C].2000.[5]游宝坤,李光明,韩立林.大体积补偿收缩混凝土的结构稳定性问题[J].混凝土,2001(2):31—42

7、.[6]谢湛常.联合支护体系在深基坑工程中的应用[J].山西建筑,2009,35(9):130—132.Theapplicationofthepile—anchorstructurecombiningwithwater-resistingcurtainatdeepfoundationpitbrachingWANGBoUZeng-guoAbstract:Combiningththeprojectandatthebaseonproject'Sgeologicalconditions.thispapera

8、nalyzespile-anchorsupportedstructurecombiningwithwater-resistingcurtain'sdesignmethodandtechnicalrequirement.Theprojectindicatesthatthistechniquehasagoodeffectonretainingandwaterproof.SothesimilarprojectScanbeguidedbyit.Keywords:deepfou