水库边坡锚杆加固治理的倾角选择研究.pdf
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1、工程实践水利技术监督 年第 期:/水库边坡锚杆加固治理的倾角选择研究冯 斌(江西省宜春市袁州区农业农村局 江西 宜春)摘要:锚杆在边坡治理中被广泛应用 锚杆倾角的选择对锚杆在边坡治理中的效果有较大影响 结合边坡治理工程 建立不同倾角锚杆支护边坡模型 分析锚杆的内力、位移及边坡支护效果 结果表明:随锚杆倾角增大 锚杆轴力逐渐减小 坡顶锚杆位移逐渐增大 锚杆倾角为 时 边坡稳定安全系数最高 治理效果最好 锚杆倾角宜选择 研究成果可为类似工程提供参考关键词:锚杆倾角 边坡治理 数值模拟 锚杆内力与位移 边坡稳定性中图分类号:文献标识码:文章编号:()收稿日期:作者简介:冯 斌(年)男 工程师:近年来
2、 随着我国经济实力飞速提升 基础建设的规模也越来越大 在公路、铁路等基础设施建设中 必然出现了大批边坡治理工程 锚杆因具有施工简单、支护效果好、工程造价低等优点 在边坡治理工程中得到极为广泛的应用 因此 诸多学者对锚杆在边坡治理中的研究十分关注 且当前已经取得一定的研究成果 张爱社等根据力学分析理论与变形协调的关系 对顺层岩质边坡锚杆拉剪作用的力学性能进行了研究 研究结果表明:提出的理论分析方法的计算结果与实验数据结果基本一致 说明建立的加固顺层边坡的锚杆抗剪计算的理论方法十分合理 李帅等基于瑞典条分法基本原理 对降雨对系统锚杆加固边坡稳定性的影响进行了研究 研究结果表明:锚杆提升降雨工况下边
3、坡稳定性的能力与降雨强度有关 降雨强度越大 锚杆提升边坡稳定性的能力越差 钱海洋结合实际工程案例利用 分析软件 对锚杆(索)框架梁加固顺层边坡进行了数值分析研究 研究结果表明:锚杆(索)框架梁方案对坡体内部的应力与位移影响较大 限制顺层边坡开挖过程中的坡体变形效果显著 万海龙等基于强度折减法和渗流理论 利用 分析软件 对降雨条件下边坡稳定性与锚杆加固措施进行了研究 研究结果表明:降雨工况下 边坡稳定性急剧下降 锚杆的长度越长、数量越多 边坡稳定性越优 朱彦鹏等利用数值模拟的方法 对框架预应力锚杆支护边坡的稳定性进行研究 研究结果表明:影响框架预应力锚杆支护后边坡稳定性的主要因素有内摩擦角、坡角
4、、重度以及黏聚力等以上研究针对锚杆的力学性能、降雨条件下锚杆的支护能力以及锚杆支护对边坡稳定性的影响等分别进行了研究 基于以上论述 本文利用有限元软件 结合边坡治理工程 建立不同倾角锚杆支护边坡的模型 对其内力、位移以及支护后的边坡稳定性进行分析研究 研究成果可为类似边坡治理工程中锚杆选择提供参考 工程概况某水库位于山谷内 两侧山地地形呈扇形分布 为避免库岸坍塌 对边坡进行削坡加固处理经过处理后的库岸边坡共分为 级 自下而上第一级坡高 坡率 平台宽 第二级坡高 坡率 平台宽 第三级坡高 坡率 平台宽 第四级坡高 坡率 平台宽 风化土、风化岩和软岩是该边坡的主要岩土体组成成分 各类型岩土体均为全
5、场地分布 其中 风化土层厚为 、风化岩层厚为 、软岩层厚为 边坡最危险截面如图 所示经现场勘测分析与计算分析得出 该边坡潜在滑动面位于风化土与风化岩的交界面处 拟采用锚 年第 期水利技术监督工程实践杆 抗滑桩对该边坡进行支护 设置 组倾角分别为、的锚杆进行比选图 边坡最危险截面图 模型建立与网格划分 有限元模型建立采用岩土领域的 软件建立模型模型右高、左高、长 边坡有限元模型如图 所示 边坡岩土体与支护结构分别采用摩尔库伦与弹性本构模型 为保证计算的合理性与有效性 风化土区域网格以 为基本尺寸划分 风化岩与软岩区域网格以 为基本尺寸划分 先后为模型添加边界约束与重力荷载 并依次设置 种分析工况
6、 分别为天然工况、锚杆倾角 依 次 为、的 支 护 边 坡工况图 边坡有限元模型 计算参数选取锚杆 的 长 度 均 为 锚 筋 强 度 等 级 为 直径为 锚杆的纵向间距与竖向间距为 采用带螺旋钻杆的回转钻机进行钻孔并进行全粘结式灌浆 水泥浆摩擦角为 刚度为 粘结力为 抗滑桩的截面尺寸为 桩长为 采用机械挖孔 混凝土浇筑 边坡岩土体与支护结构物理力学参数见表 边坡岩土体与锚杆的有限元材料参数见表 表 边坡岩土体与支护结构物理力学参数材料类型重度/(/)弹性模量/泊松比黏聚力/内摩擦角/()风化土 风化岩 软岩 抗滑桩 锚杆 表 边坡岩土体与支护结构有限元材料参数材料类型本构模型单元类型子类型单
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