应用案例 · 第 24 页
岩土工程软件应用案例、建模方法与工程分析实践，按发布时间由近到远浏览，第 24 页。
顶管注浆压力变化对地层沉降影响机理的离心模型试验
顶管工程同步注浆是减小地层扰动和最终地层沉降的一种重要手段。为研究注浆压力与顶管工程最终地 层沉降的关系，在实际工程中选择合理的注浆压力和注浆量以减小顶管法对周围地层的扰动，为顶管工程同步 注浆技术改进提供理论和试验支持，本文首先从土体颗粒和膨润土分子的结构特征角度对地层和泥浆的互相作 用及沉降机理进行分析，提出4个沉降阶段的理论假设；然后，使用岩土工程离心机和自主研制的顶管工程注浆 模拟系统进行缩尺模型试验，模拟现场不同注浆压力下的顶管顶进，通过对各组试验沉降曲线对比分析，验证理 论分析部分的结论；最后，将试验中的注浆压力等相关参数应用于苏州东汇公园顶管工程，并在现场布置沉降测 点，发现现场监测数据规律与试验结果吻合，进一步验证了本文的结论。研究表明：注浆后的沉降可分为土体塌 陷阶段、渗透失水阶段、泥皮形成阶段和补浆抬升阶段，其中：土体塌陷阶段时间短，沉降速度快；渗透失水阶段 持续时间长，总沉降量大，为地层沉降的主要部分；泥皮形成阶段，膨润土分子在泥浆–地层接触面堆积形成泥皮， 浆液不再大量向地层渗透，使得地层沉降大幅减缓；最后的补浆抬升阶段，泥浆的注浆压力作用于泥皮，对上覆 土产生推力，产生沉降补偿作用。注浆压力和注浆量的大小对最终地层沉降的影响很大，过小的注浆压力和注浆 量会增大土体塌陷和渗透失水造成的地层沉降，而过大的注浆压力产生的过度沉降补偿作用甚至会使地表隆起。 选择合理的注浆压力和注浆量对于控制地层沉降至关重要且效果显著，可应用于现场各类顶管工程。
阅读详情盾构隧道开挖及补偿注浆对地层扰动影响的室内试验及数值模拟研究
针对盾构法施工过程中产生的土体损失，补偿注浆是一种应用广泛的沉降控制措施。通过模型试验及数值模 拟，研究了盾构隧道开挖及补偿注浆对周围土体的扰动影响。将开挖和补偿注浆连续考虑，重点研究了既有土体损失 情况下补偿注浆对地表沉降和周围土体应力的影响规律，研究结果表明，盾构隧道开挖过程中，地表沉降可以用 Peck 公式有效预测，且沉降最大值与土体损失率呈线性关系，隧道周围土体按照应力变化情况分为正拱区、卸荷区、塑性 区。补偿注浆过程中，土体按应力变化情况分为抬升挤压区和正拱补偿区。应用小应变本构模型（HSS）进行数值模拟， 模拟结果与试验规律对应良好，进一步验证了模型试验揭示的隧道开挖和补偿注浆对土体的扰动机理。
阅读详情盾构隧道平行侧穿诱发的建筑纵向沉降实测与模拟分析
当盾构隧道平行侧穿建筑物时，大多关注建筑物的横向沉降规律，对其纵向沉降关注较少。为此，针对盾构隧道平 行侧穿建筑物引发的空间变形开展研究。首先，对天津地铁 6 号线平行侧穿四座结构形式相近的砖混建筑的实测数据进行分 析，得到建筑物基本变形模式；基于工程实测并考虑土体的小应变硬化特性建立三维有限元数值分析模型，研究了盾构侧穿 引发的建筑物纵向挠曲、土体变形与应力变化规律，并分析了不同建筑平面长宽比的影响。结果表明，盾构隧道平行侧穿将 诱发平面长宽比较大的建筑出现“下凹式”挠曲变形，纵墙中部沉降最大可为其角点沉降的 2 倍，平行侧穿并不能简化为平面 应变问题进行分析。建筑物修建和盾构开挖将导致隧道上方土体经历较为复杂的应力变化过程，并可划分为 6 个阶段。沿建 筑纵向基础中部的土体与边缘土体相比，其首先经历更大的压缩变形（建筑施工导致），在盾构穿越后又产生了更大的卸荷 变形。当建筑平面长宽比小于 2 时，盾构开挖导致的纵向挠曲变形将显著减小。
阅读详情盾构隧道下穿老旧建筑物群微沉降控制技术研究
中心城区盾构隧道下穿老旧建筑物的沉降控制是盾构施工的焦点问题。通常沉降控制方法是通过地表沉降监 测数据，决定是否进行二次注浆，但地表及建筑物变形早已发生。为了弥补传统方法沉降处置滞后的不足，提出了“微 沉降”施工控制技术，开发了壁后注浆雷达实时检测系统与自动化监测预警平台，在地表沉降发生之前及时注浆填充 地层损失的空隙，防止地表沉降，保证老旧建筑物安全。济南轨道交通 R3 线王—裴区间隧道下穿越的老旧建筑物群， 建造时间多为 20 世纪 70—80 年代，部分墙体风化严重，大大增加了地表沉降控制、建筑物保护难度。首先，利用三 维有限元软件，对隧道下穿苏宁大楼和农业银行进行三维数值模拟，认为适当增加注浆压力可以有效减小地表沉降值， 模拟结果与监测数据较为吻合。其次，为了掌握壁后注浆质量，控制隧道下穿化肥厂宿舍楼时的地表变形，开发了壁 后注浆雷达实时检测技术，在衬砌拼装间隙检测注浆质量，动态调整注浆压力及注浆量，有效控制了地表沉降。同时， 项目采用自动化监测和人工监测联合的监测方案，实时监测建筑及地表变形，并通过移动端手机应用实时掌握变形情 况，可及时采取措施。利用雷达实时检测结果与地表监测结果，地上地下联动，地表沉降被控制在 5 mm 之内，最终基 本实现了“微沉降”的目标，建筑物得到了良好的保护。
阅读详情多层软弱夹层边坡岩体破坏机制与稳定性研究
以大量的实际工程为基础，基于 Sarma 极限平衡法和有限元强度折减法探讨层状岩质边坡在不同岩层倾角 θ、边坡 坡角 β、结构面间距 h 条件下的安全系数与破坏面位置的变化规律，揭示复杂多层软弱夹层边坡岩体的破坏机制及稳定性特 征。结果表明：不同 θ 条件下边坡岩体失稳机制和破坏面位置不同，随着 θ 的增大，破坏机制表现为滑移破坏→滑劈破坏→ 崩塌破坏→倾倒破坏→滑移破坏；当 β、h 一定时，直立层状边坡的稳定性略大于水平层状边坡，反倾向边坡的稳定性明显 大于顺层边坡；β 直接影响边坡岩体破坏特征，当 β 由 30°增大至 60°时，顺层边坡的安全系数约降低 53%；反倾向层状边坡 的安全系数约降低 40%；h 对边坡岩体破坏机制的影响较小，但对稳定性的影响较大，建议工程实践中加强密集结构面岩质 边坡的监测和加固工作。
阅读详情地下洞室围岩脆性破坏时的应力特征研究
在高应力作用下，岩爆、钻孔崩落、片帮都是地下空间硬脆围岩中常见的破坏现象，这三类现象本质上均可归于完 整岩体的脆性破坏，它们分别反映了高应力作用下完整岩体不同的破坏程度。通过对前人关于岩爆判据、钻孔崩落判据和片 帮应力强度比判据研究成果的类比分析可知，这些脆性破坏现象在破坏时具备相同的应力背景条件。脆性破坏的应力条件可 以用地下空间周边切向最大应力与岩石单轴抗压强度之比（σθ max /σ ci ）或者工程区最大主应力与岩石单轴抗压强度之比 （σ1 /σ ci ）来描述，两种指标本质上反映了相同的应力背景条件。对于σθ max /σ ci ，σθ max /σ ci = 0.4 ± 0.1 是发生脆性破坏的 应力临界条件；对于σ1 /σ ci ，σ1 /σ ci = 0.15 ± 0.05 是发生脆性破坏的应力临界条件。大量的工程实例和基于 Hoek-Brown 强 度准则的力学分析也证明了这一背景条件的正确性。这里两种指标都取了一个范围，主要是由于不同的岩体分级、岩性和工 程地质条件会对指标的界定产生较为显著的影响。
阅读详情基于原位试验和规范的岩体抗剪强度与Hoek-Brown准则估值比较
简要论述目前岩体抗剪强度确定方法，以黄河上游玛尔挡水电站坝基岩体为例，在岩体质量分级基础上， 引入规范建议值及现场原位大型剪切试验结果，建立岩体抗剪强度指标与 BQ 岩体质量分级的相关关系。同时利 用实测资料建立 BQ 与 GSI 的相关关系，运用 Hoek-Brown 准则估算各试验点岩体的抗剪强度指标。结果表明， 采用该研究成果较符合工程实际，而采用 Hoek-Brown 准则估算的等效内摩擦因数偏小，黏聚力则偏大很多。误 差分析表明，这一结果主要是由 Hoek-Brown 准则中最小主应力的取值范围引起的，据此提出公式应用中需注意 的问题及相应解决方法。
阅读详情岩质边坡楔体稳定分析与临界滑面搜索
在楔体稳定分析中，滑动模式判断正确与否对楔体稳定性评价以及边坡开挖支护方案的选择具有重要 意义。探讨 Hoek-Bray 方法在判断楔体破坏模式时存在的问题和产生错误的原因，并根据楔体破坏的运动学条件 对 Hoek-Bray 方法进行修正，提出理论上较为完备的楔体稳定性计算方法。考虑到现场测量得到的不连续面的产 状通常具有一定的离散性和分布范围，导致构成楔体的某一组或两组结构面并非完全确定。鉴于此，提出楔体稳 定性的优化分析方法，采用遗传算法搜索具有最小安全系数的楔体及其临界滑面组成，为工程支护设计提供一个 具有保守性优点的低限解答，确保边坡的稳定与安全。
阅读详情尼泊尔某水电站坝址左岸1470.00m以下边坡稳定性评价
以某水电站修复工程坝址左岸 1 470． 00 m 高程以下边坡为例，通过地表地质测绘、分析前期勘察成果，研 究边坡坡脚崩塌体形成的机制、边坡岩体中结构面组合及对边坡稳定性的影响。利用国际常用的边坡稳定分析软 件，对边坡稳定性作出了地质评价，提出了边坡加固措施的地质建议。建议中针对崩塌体部位的处理已完成，实施 后效果良好，有效减缓了边坡的再次崩塌风险，对类似工程边坡处理提供了经验参考。
阅读详情RS2 / RS3：为什么我们的模型没有收敛？
中仿Rocscience系列软件的RS2和RS3具有对岩土行业的出色分析能力，是市场上用于边坡建模和分析、地表/地下开挖等方面分析的专业软件之一。不过，在分析2D和3D模型时，用户有时会遇到一个困难：模型不收敛。这可能有多种原因，要了解原因，请务必先了解我们所说的收敛是什么。
阅读详情在复杂沉积域中利用Slide3和RS3优化边坡稳定性
结合了实验室测试和现场调查，并利用Slide3进行了三维反演分析，以优化沉积材料的抗剪强度参数，为未来的边坡扩展优化设计，并改进了减压策略。本文将介绍Slide3和RS3在博兹夏科尔矿区的应用。
阅读详情风荷载作用下三种乔木对边坡变形和稳定的影响
植被对边坡稳定影响机制是全世界性的课题，研究多集中于根系固土能力和边坡稳定性增益方面，针对植被边坡 土体变形和稳定性对风荷载作用的响应机制并不清晰。为探讨风荷载作用下土体应力发展和稳定性影响规律，该研究基于 前期调查选取缙云山 3 种典型乔木（杉木、润楠、大头茶），采用 Geo-studio 建立边坡数值模型，分析了各坡体模型在不同 风速下的应力、位移和边坡稳定系数。结果表明：1）风荷载作用下，在根土盘位置出现了应力集中现象，迎风侧根土盘上 部和下部表现为压力和张力，背风侧则相反；随风速和坡度增大，整体转动趋势加剧，总位移中坡位>上坡位>下坡位。2） 当坡度较小时，边坡稳定系数随风速增大先轻微增大后迅速降低，坡度较大时，稳定系数随风速变化单调递减。45°陡坡在 最大风速（30 m/s）下，大头茶、润楠和杉木的安全系数较无风时分别降低 3.6%、27%、11.8%，大头茶边坡在风荷载下平 均应力和总位移最小，稳定性受风荷载影响最小。3）林冠宽度、根盘直径对边坡稳定性影响的极差随风速增大而放大，冠 高和根盘深度的极差变化不大，林冠宽度和根土盘直径参数为主要影响稳定性的主要因子。类似大头茶具有较大根土盘直 径的树种护坡作用受风荷载影响较小，而类似润楠和杉木具有较大树冠高度，较小根土盘直径和较大根系深度的植边坡在 风荷载作用下应力集中现象和位移增大趋势明显，风力对稳定性不利，不建议作为多风区域高边坡防护树种。研究结果有 助于理解和认识风荷载下土体应力传递机制和对边坡稳定的影响，为多风区域植被边坡防护提供依据。
阅读详情考虑参数旋转各向异性空间变异性的边坡大变形概率分析
为 揭 示 土 体 参 数 旋 转 各 向 异 性 空 间 变 异 性 对 边 坡 大 变 形 特 征 的 影 响 规 律，将 土 体 不 排 水 抗 剪 强 度 参 数 模 拟 为 旋 转 各 向 异 性 随 机 场，提 出 采 用 多 重 响 应 面 法 对 随 机 场 样 本 进 行 边 坡 稳 定 性 安 全 系 数 高 效 求 解 和 升 序 排 列，进 而 使 用 随 机 物 质 点 法 按 序 模 拟 随 机 场 样 本 的 边 坡 大 变 形 过 程 . 以 一 饱 和 不 排 水 粘 土 边 坡 为 例，研 究 了 旋 转 各 向 异 性 随 机 场 的 旋 转 角 度 β 和 弱 主 方 向 自 相 关 长 度 θ 2 对 边 坡 大 变 形 特 征 和 破 坏 模 式 的 影 响 . 结 果 表 明：提 出 的 基 于 多 重 响 应 面 的 随 机 物 质 点 方 法 可 以 高 效 开 展 边 坡 大 变 形 概 率 分 析；β 和 θ 2对 边 坡 大 变 形 特 征 和 破 坏 模 式 均 有 显 著 影 响；边 坡 大 变 形 破 坏 的 影 响 距 离、 滑 动 距 离 和 滑 动 体 积 的 平 均 值 与 标 准 差 均 随 θ 2 的 增 加 而 增 加；边 坡 大 变 形 过 程 中 可 能 产 生 4 种 破 坏 模 式，其 中 深 层 滑 动 和 渐 进 式 滑 动 为 该 边 坡 模 型 的 主 要 概 率 失 稳 模 式 . 因 此，提 出 的 方 法 为 边 坡 大 变 形 概 率 分 析 提 供 了 一 条 有 效 途 径，考 虑 参 数 旋 转 各 向 异 性 空 间 变 异 性 的 边 坡 大 变 形 概 率 分 析 对 准 确 评 估 边 坡 失 稳 风 险 具 有 一 定 的 理 论 参 考 意 义 .
阅读详情尾矿坝固结度分区稳定性分析
尾矿坝不同部位固结状态不同，对其稳定性产生影响。以陕西汉中某尾矿坝为研究对 象，运用 Geostudio 软件中的 SLOPE 模块，对尾矿坝按固结度分区，并赋予每层不同的干密度进行 建模分析，对比不同方案尾矿坝安全系数的变化情况。试验结果表明: 固结度逐渐增加比按照完全 固结方式建立模型计算得到的安全系数小，更符合实际情况; 干密度整体布置偏小的尾矿坝对固结 度的变化更敏感。该研究为尾矿坝稳定性分析提供更符合工程实际的计算方法。
阅读详情降雨条件下某矿山排土场边坡稳定性分析
降雨入渗会引起排土场边坡岩土体强度降低，增加上部岩土体容重，导致边坡稳定性降 低。 以某露天矿山排土场边坡为例，采用 ＧｅｏＳｔｕｄｉｏ 软件模拟分析了不同降雨时长下边坡孔隙水压 力特征与安全系数。 结果表明：随着降雨时长的增加，孔隙水压力极值不断增大，且孔隙水压力朝 向边坡顶部不断增大，安全系数则不断降低。 研究结果为该矿山排土场边坡稳定提供参考。
阅读详情基于改进的Green-Ampt入渗模型的炭质泥岩粗粒土路堤边坡稳定性分析
针对降雨入渗的实际情况，将湿润锋至边坡表面的区域分为饱和区和非饱和区，入渗分为降雨强度 控制阶段和土体入渗能力控制阶段，根据饱和区和非饱和区的厚度对入渗量和渗透系数进行修正。基于达 西定律和质量守恒，利用入渗量和入渗速率的微分关系，对Green-Ampt模型进行改进。将改进后的模型用 于炭质泥岩粗粒土路堤边坡稳定分析，利用Geo-studio进行边坡降雨入渗模拟和边坡稳定性分析，并将改 进的Green-Ampt模型计算理论结果与数值模拟结果进行对比。研究结果表明：在相同降雨时间内，由改进 的Green-Ampt模型计算得到的湿润锋深度、湿润锋推进速率和边坡安全系数更接近数值模拟结果；由改进 的Green-Ampt模型计算得到的边坡安全系数始终比由Green-Ampt模型计算得到的边坡安全系数高。
阅读详情边坡稳定性因素敏感性分析及可靠度研究
结合定值法和 不 确 定 方 法，研究了边坡稳定性因素 的敏感性及参数对可靠度的影响规律。在 ＧｅｏＳｔｕｄｉｏ有限 元应力法的基础上，提出一种新的耦合分析方法对均质边坡 进行敏感性分析；根据定值法分析结果，采用蒙特卡罗法研 究了不同随机变量的变异性和强度参数相关性对可靠度的 影响规律。结果表明，边坡稳定性影响因素的敏感性顺序依 次为：粘聚力、内摩擦角、坡 高、容 重 和 坡 角。可 靠 度 指 标 和 失效概率随变异系数及ｃ－φ 相关系数的变化呈现规律性。 假设参数变异 性 一 定 时，将敏感性较大的因素作为随机变 量，计算得到的可靠度指标较小，失 效 概 率 较 大。因 此 在 可 靠性分析之前进行因素的敏感性分析，再根据参数变异性及 相关性对可靠指标的影响规律选取随机变量，分析结果更合 理。
阅读详情考虑降雨入渗－重分布的边坡稳定性分析
摘要：为了阐述降雨对边坡稳定性的影响具有滞后性，提 出了在降雨入渗过程中进行边坡稳定性分析时需考虑降雨入渗－重分布过程。在降雨入渗－重分布过程中，建立了基于GeoStudio的边坡降雨入渗数值计算模型，研究了不同降雨强度对非饱和土质边坡稳定性的影响，并对比分析了 在降雨强度和降雨持时相同条件下考虑与不考虑流固耦合 时边坡稳定性变化规律。结果表明：不考虑流固耦合时，边坡安全系数随持续降雨逐渐变小，并在降雨结束后７～９ｈ 降至最低，之后安全系数逐渐增大，在降雨持时入渗及降雨结束后７～９ｈ，边坡安全系数降低速率与降雨强度正相关； 考虑流固耦合作用时，边坡的安全系数逐渐变小至趋于稳 定，且始终不比考虑流固耦合时小。
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