邊坡支護(hù)；格構(gòu)梁錨固；Abaqus
關(guān)注創(chuàng)建者：巖土新君 創(chuàng)建時(shí)間：2020-11-16
邊坡支護(hù)；格構(gòu)梁錨固；Abaqus的實(shí)例教程
格構(gòu)梁+錨桿（錨索）是邊坡加固常用的工程措施，特別是對(duì)于坡面較陡，坡高在10~30m的邊坡。格構(gòu)錨固方案對(duì)于巖質(zhì)邊坡和土質(zhì)邊坡均適用。在《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》中，沒有專門對(duì)該防治方案進(jìn)行描述。在我們實(shí)際邊坡防治方案設(shè)計(jì)中，往往只考慮錨桿或錨索的錨固力，而忽略了格構(gòu)梁的計(jì)算。格構(gòu)梁的內(nèi)力計(jì)算較為復(fù)雜，特別是在巖土體+錨桿+格構(gòu)梁整體相互作用下，很多問題只能簡化。
為了較為全面地探究三維格構(gòu)錨固方案的防治效果，本期采用有限元數(shù)值方法，對(duì)三維邊坡格構(gòu)錨固方案的加固效果進(jìn)行數(shù)值模擬評(píng)價(jià)。方案見圖1和圖2，坡高15m，預(yù)應(yīng)力錨桿垂直間距2.5m，水平間距2.5m，剖面上布置5根錨桿，12m和15m長短相間布置。格構(gòu)梁截面尺寸為0.3×0.3m，頂梁和底梁不布置錨桿。
圖1 邊坡格構(gòu)錨固加固方案
圖2 三維格構(gòu)錨固方案數(shù)值建模
圖3 模型網(wǎng)格劃分
首先，在邊坡加固前，進(jìn)行自重力計(jì)算，得到邊坡的位移和塑性應(yīng)變?cè)茍D，如圖4和圖5所示。從塑性應(yīng)變來看，在自重作用下，該邊坡中、前部出現(xiàn)明顯的塑性破壞，形成明顯的滑動(dòng)面。
圖4 加固前自重位移
圖5 加固前自重塑性應(yīng)變
在經(jīng)過格構(gòu)錨固方案加固后，自重作用下的邊坡位移和塑性應(yīng)變?cè)茍D如圖6和圖7所示。從加固后的塑性破壞區(qū)來看，相較于加固前，塑性區(qū)明顯縮小，主要集中在坡腳局部范圍處。該處塑性應(yīng)變還包括格構(gòu)梁自重對(duì)坡腳土體的作用。從上述對(duì)比分析可知，格構(gòu)錨固加固后，邊坡穩(wěn)定性有了明顯提高。此處暫沒有進(jìn)一步利用強(qiáng)度折減法計(jì)算加固前后的穩(wěn)定系數(shù)。
圖6 加固后自重位移
圖7 加固后自重塑性應(yīng)變
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包括巷道錨桿支護(hù)模擬、初始地應(yīng)力場反演技術(shù)、地面注漿/水力壓裂模擬、地下空間開挖巖層運(yùn)移分析、隧道掘進(jìn)圍巖力學(xué)響應(yīng)分析、邊坡開挖安全性分析等超多3DEC實(shí)例分析。PFC中包含了常規(guī)/真三軸剪切試驗(yàn)、不排水/循環(huán)三軸剪切模擬、離散元模擬與彈塑性本構(gòu)模型等多個(gè)土體單元試驗(yàn)?zāi)M案例和活動(dòng)門試驗(yàn)、盾構(gòu)隧道掌子面穩(wěn)定性、節(jié)理巖體中的硐室開挖穩(wěn)定性、二維殼結(jié)構(gòu)單元耦合、孔隙介質(zhì)中Darcy流模擬等多個(gè)實(shí)例。
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在城口岸適合布置斜拉扣掛錨碇的位置為一陡坎，巖體風(fēng)化、破碎、松散，錨碇處開挖施工難度和支護(hù)工作量都極大。
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圖21 分析節(jié)點(diǎn)位置及節(jié)點(diǎn)平立面
1.%2 節(jié)點(diǎn)1
針對(duì)于上述格構(gòu)柱與箱型梁連接節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行有限元分析，具體分析過程及結(jié)果如下。
對(duì)標(biāo)試件16-1.0-40、16-1.2-40，試件編號(hào)形式為“A-B-C”，其中“A”;表示鋼筋直徑，“B”表示鋼筋基本錨固長度擴(kuò)大系數(shù)，“C”表示波紋管直徑[3]，有限元模型見圖5。
圖5 漿錨連接有限元模型
Abaqus模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)標(biāo)差最小組的D=5mm，K=150N/mm，對(duì)標(biāo)結(jié)果見圖6。
