贵州省交通运输厅科技项目(2010-122-020)
- 作品数：19 被引量：207H指数：10
- 相关作者：李亮邓东平赵炼恒罗伟罗强更多>>
- 相关机构：中南大学贵州省交通运输厅贵州省交通规划勘察设计研究院更多>>
- 发文基金：贵州省交通运输厅科技项目湖南省研究生科研创新项目教育部博士研究生学术新人奖更多>>
- 相关领域：建筑科学天文地球水利工程交通运输工程更多>>
- 河岸边坡稳定性及张裂缝最不利位置研究被引量：9
- 2013年
- 考虑坡外水位、坡顶荷载、地震作用和坡趾淘蚀等一般情况,对典型河岸边坡模型进行受力分析;采用极限平衡方法建立统一的安全系数计算公式,并推导出张裂缝最不利位置的解析式。通过算例对比,验证推导公式的正确性,并研究坡外水位、坡顶荷载、地震作用、张裂缝深度及积水深度变化时对河岸边坡的张裂缝最不利位置及稳定性的影响。研究结果表明:流水冲刷引起坡趾区域的淘蚀显著降低了原状河岸边坡的稳定性,同时使得张裂缝的最不利位置较原状河岸边坡更临近坡顶点,使之成为引起河岸边坡塌方的一个重要原因;坡外水位的升高对原状河岸边坡和流水淘刷后河岸边坡的张裂缝最不利位置及稳定性的影响不同,且后者较前者对坡外水位突升所引起的稳定性问题更加明显;地震作用、张裂缝深度及积水深度的变化对河岸边坡的张裂缝最不利位置及稳定性影响较大,而坡顶荷载的变化对其影响较小。
- 邓东平李亮赵炼恒
- 关键词：稳定性分析安全系数
- 边坡稳定性分析的斜条分法被引量：4
- 2013年
- 在考虑坡面荷载、地震作用、渗流、坡顶张裂缝及加固措施等一般情况下,对斜条分进行受力分析,得到严格的安全系数统一计算公式,并在分析斜条分与竖直条分条间力关系的基础上,建立基于传统M-P法下的斜条条间力假设。当采用特定参数的滑动面时,研究本文斜条条间力假设的合理性和不同斜条倾角下安全系数的计算变化与收敛情况,并分析传统M-P法和Sarma法条间力假设在斜条分中的适用性。然后,在均质边坡、地震作用边坡、具有张裂缝临河边坡、倾斜分层边坡和锚索加固边坡算例中对本文斜条条间力假设进行验证。研究结果表明:传统M-P法和Sarma法条间力假设在斜条分中存在一定的局限性,而本文斜条条间力假设在斜条分中是可行性的,计算得的安全系数稳定且收敛快;随斜条倾角的增大,从滑动面滑出点开始向上条间剪切力方向出现反向,这是影响传统M-P法和Sarma法条间力假设出现偏差的主要因素;各算例表明在本文斜条条间力假设下计算得的结果与以往研究成果接近,验证了本文斜条条间力假设的合理性,因而可为边坡稳定性斜条分法提供参考。
- 邓东平李亮
- 关键词：边坡工程稳定性分析安全系数
- 基于Barton-Bandis准则的锚固边坡稳定性分析被引量：13
- 2013年
- 结合岩石节理面非线性Barton-Bandis破坏准则,探讨了将Barton-Bandis破坏准则参数转化为线性Mohr-Coulomb破坏准则抗剪强度参数的两种常用方法,通过实例分析了各方法的优劣。推导了加锚单岩石节理面控制的平面滑动岩体边坡抗滑稳定性安全系数计算式,开展了锚固参数分析。研究表明:相对于采用等效线性拟合法或切线等效法获取Mohr-Coulomb抗剪强度参数而言,直接应用Barton-Bandis破坏准则计算节理面控制的岩石边坡稳定性更为直观和简便;随着结构面基本摩擦角、结构面粗糙度系数和结构面壁面有效抗压强度的增大,边坡安全系数逐步提高,且结构面基本摩擦角和粗糙度系数对边坡安全系数的影响程度更为显著;锚索锚固力越大,边坡抗滑稳定性越好,而锚索设置角度越大,边坡抗滑稳定性越低,锚索角度设置不当将明显减小锚固效应的有效性。
- 罗强赵炼恒李亮谭捍华罗伟
- 关键词：岩质边坡预应力锚索稳定性分析
- 一般形状边坡下准严格与非严格三维极限平衡法被引量：11
- 2013年
- 采用极限平衡原理得到三维极限平衡解答是解决三维边坡稳定性分析的一种有效途径。通过对一般情况下的条柱进行受力分析,采用条柱前后侧面条间力参数λ1、条柱左右侧面条间力相对前后侧面条间力比例参数λ及条柱滑动底面剪切力与滑动平面之间的夹角ρ这3个计算参数,建立能满足3个力和3个力矩平衡方程的准严格三维极限平衡计算公式。当采用相应二维条间力假设条件时得到三维Spencer法、M-P法和Sarma法,当令上述3个计算参数中的某些参数为零时,将本文准严格法转化为仅满足部分力学平衡条件的3种非严格法。经与经典算例对比,并以左右滑动面宽度和曲面不对称这2情况比较准严格法和非严格的计算差别,可知:①三维Spencer法、M-P法和Sarma法均与其他方法计算得的结果颇为接近,因而说明该方法的可行性;②滑动面非对称情况时,除忽略条柱前后侧面竖向剪切力使得到的非严格法计算得的结果较小外,准严格法与其他2种非严格法计算得的结果基本一致,说明非严格法同样可适用于三维滑动面非对称情况;③本文建立的三维极限平衡解答通用于准严格法和非严格法,且计算公式简单,无需求解方程组,经过简单迭代即可得到稳定性的收敛解,因而较适用于工程实践。
- 邓东平李亮
- 关键词：三维边坡安全系数
- 地震作用下边坡稳定性分析的拟静力法研究被引量：41
- 2014年
- 在极限平衡框架领域内,考虑直线、圆弧和任意曲线这3种滑动面型式,基于拟静力法对地震作用下的边坡稳定性进行分析。首先,对3种滑动面型式下边坡安全系数和临界水平地震作用系数的计算公式进行推导,其中,不考虑条间力的瑞典圆弧滑动面法和考虑条间力的M-P任意曲线滑动面法分别被采用。然后,当坡高、坡比、土层内摩擦角和黏聚力及水平地震作用系数均在一定范围内取值时,研究这5个参数变化对边坡稳定性的影响。在坡高和坡比一定时,分析不同土层内摩擦角和黏聚力下比例系数ξ(即竖直与水平地震作用系数之比)的取值对临界水平地震作用系数的影响,并采用正交实验比较坡高、坡角和土层参数对不同强度地震下边坡稳定性的影响。研究结果表明:在不同坡高、坡比和地震强度下,边坡的最小安全系数与土层黏聚力和内摩擦角近似呈线性比例关系;在极限平衡方法中,采用曲线滑动面分析较强地震作用下黏聚力较大而内摩擦角、坡高和坡比均较小的边坡稳定性时,得出其滑动面的破坏范围显著增大且得不到合理的最小安全系数;当黏聚力和内摩擦角均较小时,比例系数ξ越大,则计算所得的临界水平地震作用系数越大,而当黏聚力或内摩擦角较大时,比例系数ξ越大,则计算所得的临界水平地震作用系数越小;坡高和坡角是影响地震作用下边坡稳定性的2个主要因素,因此,地震区域中的边坡应该尽量降低坡高或放缓坡角。
- 邓东平李亮赵炼恒
- 关键词：边坡工程地震拟静力法滑动面
- 锚索预应力长期损失与岩土体蠕变耦合模型研究被引量：10
- 2015年
- 锚索通过反力支座与边坡岩土体紧密接触,当给锚索施加一定预应力后,岩土体同样受到预应力作用而发生形变。该形变不会瞬时完成,而是随时间变化,将导致锚索预应力出现长期损失。将锚索等效成弹性体和广义Kelvin体(考虑锚索应力松弛)这2种模型,并假设岩土体为考虑蠕变特性的H+n K体(n≤3),结合锚索与岩土体的耦合变形和初始条件,推导出锚索张拉力随时间变化的计算式。经与以往研究成果对比,验证了模型的正确性。同时,研究分析表明,在理论模型中增加岩土体蠕变模型的K体个数及考虑锚索应力松弛现象,可使得拟合曲线更接近于实测的锚索预应力变化。
- 邓东平李亮
- 关键词：锚索蠕变应力松弛预应力损失
- 地震荷载作用下土钉支护边坡稳定性拟静力分析被引量：16
- 2012年
- 在极限平衡分析框架内,使用滑动面搜索新方法和圆弧滑动面方法对地震作用下的土钉支护边坡进行稳定性分析。考虑地震作用时,采用拟静力分析方法,并根据不同的条分模式,推导出水平地震动态分布系数的计算公式。针对地震效应下圆弧滑动面竖直条分法的不足,采用水平和竖直条分法相结合的改进方式。通过算例对比分析,并研究土钉支护间距与不同地震烈度条件下土钉长度的变化对边坡静力和动力稳定性的影响,结果表明,滑动面搜索新方法计算得的最小安全系数与圆弧滑动面方法的计算结果颇为接近,且比以往研究成果要小,可说明滑动面搜索新方法的可行性;在土钉支护边坡的静力和动力稳定性分析中,滑动面搜索新方法计算得的临界滑动面与临界圆弧滑动面接近,但表现出非圆弧特性;在一定程度上可减小土钉支护间距和增大土钉长度,可有效地改善土钉支护边坡在地震作用下的稳定性。
- 邓东平李亮罗伟
- 关键词：边坡稳定性分析土钉拟静力法圆弧滑动面
- 基于锈胀开裂的预应力锚杆(索)使用寿命预测研究被引量：8
- 2014年
- 锚杆(索)腐蚀后其体积发生膨胀并形成锈胀力,而锈胀力的增大可导致外围注浆体开裂,从而加速锚杆(索)的腐蚀,故可以此时的锈蚀量作为预测锚杆(索)使用寿命的判别条件。当对外围注浆体进行受力分析时,采用平面应变情况下的圆孔模型弹性理论计算注浆体开裂时的极限锈胀力,并以锚杆(索)与外围注浆体接触面的变形协调条件来计算极限锈胀力时的锚杆(索)锈蚀量。同时,比例参数λ被采用来考虑岩土体对锚固体的约束作用,且将是否考虑注浆体内部裂缝影响作为2种方法计算锈胀力作用下的注浆体变形。然后,将参数选取在一定范围内经曲线拟合得极限锈胀力及对应锚杆(索)锈蚀量的简单表达式,进而根据2种不同适用条件下的锚杆(索)锈蚀速率计算式对锚杆(索)的使用寿命进行预测和分析。经算例对比验证了本文方法的可行性,并对锚杆(索)使用寿命的影响因素进行了参数分析,可知:1不考虑注浆体内部裂缝影响而计算得的锚杆(索)锈蚀量值偏于保守;2外围岩土对注浆体的约束作用对锚杆(索)的使用寿命有积极影响;3铁锈体积膨胀率n对锚杆(索)的使用寿命影响微小,而注浆体泊松比μc和保护层厚度c越大则锚杆(索)的使用寿命越长。
- 邓东平李亮赵炼恒刘剑豪
- 关键词：锈胀力锈蚀量锈蚀速率使用寿命
- 两种滑动面型式下边坡稳定性计算方法的研究被引量：22
- 2013年
- 基于圆弧和任意曲线两种滑动面型式,对边坡稳定性计算方法中的瑞典法、简化Bishop法、简化Janbu法、严格Janbu法、Morgenster-Price法、Sarma法和不平衡推力法进行研究。对上述各种方法的研究成果进行了总结,并对Morgenster-Price法中的条间力函数f(x)选择了4种形式(即f(x)为常数0.1、0.5、1.0及半正弦函数),对不平衡推力法中的公式进行了改进。通过算例对比,及当条分数不同、边坡坡角和坡高变化时,分析了这些方法的特点,由分析结果可知:(1)瑞典法和简化Janbu法计算得的安全系数最小,简化Bishop法和不平衡推力法与严格法得到的结果颇为接近;(2)任意曲线滑动面方法较圆弧滑动面方法计算得的安全系数稍小,且得到的临界滑动面与临界圆弧滑动面相接近,因而表明,圆弧滑动面作为一种近似的临界滑动面能够满足实际工程需要;(3)均质边坡采用较少条分数即可获得较高的安全系数计算精度,非均质边坡需一定数量的条分保证结果的可靠性;(4)Sarma法对土条侧面法向力和剪切的假设,使得其在均质边坡计算得的安全系数比其他方法要大,有偏于不安全的考虑,但Sarma法能够考虑边坡非均质对条分法的影响;(5)当边坡外形(如坡角、坡高)变化时,严格Janbu法在两种滑动面型式下计算得的安全系数相差很小,而其他方法稍大一些(;6)Morgenster-Price法中,条间力函数f(x)对计算得到的结果影响很小。
- 邓东平李亮
- 关键词：边坡稳定性安全系数计算方法圆弧滑动面
- 适用于任意滑动面的边坡稳定性分析辐射条分法被引量：1
- 2012年
- 辐射条分法较其他条分法在条分划分上存在一定优势,但目前仅适用于圆弧滑动面型式,且在安全系数计算方法上也不如其他条分法全面。本文提出一种适用于任意形状滑动面的辐射条分划分模式,以辐射土条为单元对其进行受力分析,并根据以往研究成果将条间剪切力考虑为2种方向类型,然后建立严格的力和力矩平衡方程式,进而推导出一般条间力假设条件下的安全系数计算公式。当使用Sarma法和M-P法条间力假设条件时研究其在辐射条分法中的适用性;为拓宽M-P法在辐射条分法下的使用范围,通过分析辐射条分与竖直条分条间力的关系,基于M-P法条间力关系,提出2种新的条间力假设条件。在特定滑动面(包括圆弧和任意曲线)和不同条分数时对各方法的可行性进行研究,并经过算例对比分析,可知:(1)当条间剪切力方向为方向一时,Sarma法和3种M-P法条间力假设条件都能较好地应用于边坡稳定性辐射条分法;(2)2种基于M-P法下的新的条间力假设条件较传统M-P法条间力假设条件对计算结果的收敛性进行了改进;(3)任意曲线滑动面较圆弧滑动面在辐射条分法中更具有适用性。
- 邓东平李亮
