边坡面层土体的破坏机理分析及工程应用

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在现有的边坡支护设计中,工程人员只是通过计算土压力大小来确定支护结构的参数,对边坡土体尤其是面层土体的破坏机理没有进行深入分析。从大量基坑工程中的边坡破坏现场可知,此类浅层边坡破坏的基本是面层土体,因此对其面层土体的力学性状开展研究具有很好的工程应用价值。本文以开挖过程中出现破坏的某社区服务中心基坑边坡为背景,研究了边坡面层土体的破坏机理,分析了埋管对边坡破坏的影响,并提出了边坡面层土体的加固方法。主要进行了以下几方面的工作:  1、定性分析开挖过程中边坡面层土体的应力状态;由明德林(Mindlin)解推导的土中应力计算公式,计算开挖过程中边坡面层土体的应力,结合定性分析结果对坡面及面层土体的应力变化规律进行分析,并用三维模拟计算结果验证理论计算的准确性。  2、采用Mohr-Coulomb屈服准则判断土体的状态,计算边坡各深度处破坏临界点,得到不同参数影响下基坑开挖后边坡土体的面层破坏范围;并分析边坡面层土体对不同影响因素的敏感程度。  3、用Abaqus有限元模拟软件对埋管场地的边坡开挖过程进行模拟,将其与未埋管边坡的计算结果进行对比分析,得出埋管参数对边坡面层土体应力与位移的影响规律。  4、提出一种用于治理坡面土体破坏的锚钉装置,并用Abaqus有限元软件对比分析锚钉与传统土钉的抗拔承载能力,以及锚钉加固前后边坡土体的应力、位移情况;并阐述了锚钉的设计工艺和施工工艺。  
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