確定順層巖質(zhì)邊坡范圍的上下限值研究

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1、確定順層巖質(zhì)邊坡范圍的上下限值研究第36卷第27期2010年9月山西建筑SHANXIARCHITEe兀珉EV01.36No.27Sep.2010?113?文章編號:1009—6825c2010)27.0113—02確定順層巖質(zhì)邊坡范圍的上下限值研究李文森摘要:以路塹邊坡為例,采用數(shù)值模擬與相似模型試驗(yàn)相結(jié)合的方法,針對如何確定順層巖質(zhì)邊坡范圍的上下限值問題進(jìn)行了初步探討,得出了有益的結(jié)論,為邊坡治理工作提供了指導(dǎo).關(guān)鍵詞:順層巖質(zhì)邊坡,數(shù)值模擬,上下限值,有限元法中圖分類號:TU457文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

2、O引言順層巖質(zhì)邊坡是指邊坡走向和傾向與巖層走向和傾向一致的邊坡.已有研究表明,邊坡的穩(wěn)定性具有斜向坡遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于順向坡的規(guī)律.因此,當(dāng)夾角究竟在什么范圍內(nèi)時將邊坡視為順層邊坡是工程人員非常關(guān)心的問題之一.目前,對此問題尚缺乏系統(tǒng)的研究,也未形成一致的結(jié)論,不同的部門根據(jù)各自的經(jīng)驗(yàn)選擇不同的標(biāo)準(zhǔn).因此,本文采用數(shù)值模擬與相似模型試驗(yàn)相結(jié)合的方法.對此問題進(jìn)行了討論.1數(shù)值模擬1.1本構(gòu)模型1.1.1巖體巖體按連續(xù)介質(zhì)處理,采用結(jié)構(gòu)實(shí)體單元Solid95模擬.材料的本構(gòu)關(guān)系采用理想彈塑性模型,屈服準(zhǔn)則為Dm

3、cker-Pmger準(zhǔn)則即廣義米賽斯準(zhǔn)則_3J:F=alz十~/J2=是(1)其中,j1,分別為應(yīng)力張量的第一不變量和應(yīng)力偏張量的第二不變量;a,足為與巖土材料內(nèi)摩擦角和粘聚力C有關(guān)的常數(shù).1.1.2層面層面按無充填的硬性結(jié)構(gòu)面處理,采用ANSYS軟件提供的無厚度接觸單元Targel70和Conta174來模擬其不連續(xù)性.接觸單元是覆蓋在分析模型接觸面上的一層單元,程序通過覆蓋在兩個接觸物體表面的接觸單元來定義接觸表面.接觸單元與下面的基本變形體單元有同樣的幾何特性,程序會根據(jù)接觸單元下面的變形體單

4、元的材料特性來確定法向接觸剛度,也可人為的設(shè)定其值[4,5l.1.2模型的建立以順層巖質(zhì)路塹邊坡為例,采用三維的計(jì)算模型,進(jìn)行數(shù)值模擬.通過保持線路走向不動,改變巖層走向的方向來實(shí)現(xiàn)邊坡走向與巖層走向間夾角的變化.選取巖層傾角為25.和30.兩種情況時,進(jìn)行分析.傾角n=25.時,模型選取范圍為:長140m,寬50m,左側(cè)高23.02m,右側(cè)高88.30m.傾角口:30.時,模型選取范圍為:長140m,寬50m,左側(cè)高16.80m,右側(cè)高97.63m.變化巖層走向的方向時,是以模型中間斷面與結(jié)構(gòu)面在

5、坡面的相交點(diǎn)為基準(zhǔn)進(jìn)行變化.全部模型都是一次開挖,不支護(hù),單面臨空.邊界條件為垂直x軸的兩面(左右兩側(cè)面)為x方向約束和z方向約束;垂直Z軸的兩面(前后兩面)為z方向約束;垂直y軸的底面為x,y,z方向全部約束,垂直y軸的頂面為自由面,沒約束.荷載為僅考慮巖體自重.1.3巖土材料參數(shù)所選巖土材料的物理力學(xué)參數(shù)如表1所示.表1巖土材料參數(shù)一覽表1.4結(jié)果分析本文選取模型中間斷面與結(jié)構(gòu)面在坡面的相交點(diǎn)作為關(guān)鍵點(diǎn),通過關(guān)鍵點(diǎn)位移的變化來分析邊坡走向與巖層走向間夾角對順層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的影響.關(guān)鍵點(diǎn)從上到下

6、依次定為A,B,C點(diǎn).模擬后,關(guān)鍵點(diǎn)位移隨夾角變化的關(guān)系曲線圖如圖1,圖2所示.由圖1,圖2可知:當(dāng)夾角在0.～15.之間時,關(guān)系曲線斜率較緩,位移變化較小,邊坡穩(wěn)定性有所提高,但不明顯;當(dāng)夾角在15.～[3]朱馥林.建筑防水新材料及防水施工新技術(shù)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2001.[4]趙西玖.賽柏斯防水荊在混凝土工程中應(yīng)用總結(jié)[A].山東建筑施工學(xué)術(shù)交流會論文匯編[C].2000.[5]游寶坤,李光明,韓立林.大體積補(bǔ)償收縮混凝土的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問題[J].混凝土,2001(2):31—42

7、.[6]謝湛常.聯(lián)合支護(hù)體系在深基坑工程中的應(yīng)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