某錨索格構(gòu)梁邊坡穩(wěn)定性分析

連煜皓　韓榮榮　夏　肖

(1.中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計研究院有限公司，浙江 杭州　310014；2.國家能源局大壩安全監(jiān)察中心，浙江 杭州　310014)

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某錨索格構(gòu)梁邊坡穩(wěn)定性分析

連煜皓1韓榮榮2夏肖1

(1.中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計研究院有限公司，浙江 杭州310014；2.國家能源局大壩安全監(jiān)察中心，浙江 杭州310014)

介紹了某錨索格構(gòu)梁邊坡的工程概況，采用Plaxis二維有限元軟件，對邊坡、格構(gòu)梁、錨索三者的位移量進(jìn)行了分析，并與監(jiān)測數(shù)據(jù)作了對比，結(jié)果表明，該邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。

邊坡，格構(gòu)梁，錨索，有限元分析

1　工程概況

某場地東北側(cè)靠北地段形成最高約20.0 m高的邊坡,開挖面以全風(fēng)化花崗巖為主,該段邊坡采用預(yù)應(yīng)力錨索結(jié)合格構(gòu)梁的支護(hù)方案。錨索格構(gòu)梁支護(hù)自2013年8月14日開始施工，2014年3月10日結(jié)束。

根據(jù)地勘報告：全風(fēng)化花崗巖：黃灰色，組織結(jié)構(gòu)基本破壞，巖芯呈砂土狀，可塑狀，手捏易松散，呈粉末狀，遇水易崩解。

強(qiáng)風(fēng)化花崗巖：灰色、灰黃色、淡肉紅色，強(qiáng)風(fēng)化，組織結(jié)構(gòu)大部分破壞，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖芯呈碎塊狀，局部呈砂礫狀，錘擊易碎。

中等風(fēng)化花崗巖：灰色，中等風(fēng)化，全晶質(zhì)等粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，組織結(jié)構(gòu)僅少部分破壞，巖質(zhì)堅硬。

主要巖土層參數(shù)為地勘報告建議值，詳見表1。

表1　主要巖土層參數(shù)表

2　設(shè)計概況

錨索格構(gòu)梁護(hù)坡高度為12.9 m，上設(shè)一約2.5 m馬道，馬道上采用1∶1.5坡度放坡，坡面采用漿砌石護(hù)面。具體作法詳見圖1。

預(yù)應(yīng)力錨索由6根1860級高強(qiáng)度低松弛無粘結(jié)鋼絞線編制而成，單根錨索設(shè)計噸位為650 kN；錨索水平傾角30°，有效錨固段長度暫以進(jìn)入中等風(fēng)化巖深度6 m以上控制。錨索成孔孔徑110 mm。錨索孔注漿采用M35純水泥漿，水灰比0.45～0.5。

格構(gòu)梁采用C30混凝土，格構(gòu)梁梁高500 mm，梁寬400 mm，水平間距均為3.5 m，豎向間距依具體布置而定，按逆作法施工。

3　有限元分析

模型建立。采用Plaxis有限元軟件進(jìn)行二維數(shù)值模擬，根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，采用理想彈塑性Mohr-Coulomb模型，該模型屈服函數(shù)表達(dá)為：

其中，σ1，σ3分別為最大主應(yīng)力和最小主應(yīng)力；c，φ分別為內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角。當(dāng)fs>0時，材料將發(fā)生剪切破壞。

二維分析時模型尺寸取60 m(X方向)×40 m(Y方向)，模型底部的約束條件為水平、豎直方向都固定；模型四周約束條件為水平方向固定，豎直方向自由。模型如圖2所示。

通過圖3～圖7分析可知，預(yù)應(yīng)力錨索結(jié)合格構(gòu)梁結(jié)構(gòu)位移呈上部大，下部小的趨勢。總位移量最大為14.49 mm；格構(gòu)梁位移量最大為12.63 mm，彎矩最大為-98.79 kNm/m；錨索最大位移量為3.08 mm，軸力最大為220.26 kN/m。錨索、格構(gòu)梁的受力在結(jié)構(gòu)控制范圍之內(nèi)，位移在設(shè)計許可范圍之內(nèi)。

4　監(jiān)測成果

至2015年8月監(jiān)測數(shù)據(jù)，坡頂最大沉降為20 mm，水平位移為16 mm，且連續(xù)7個月位移監(jiān)測數(shù)據(jù)沒有增大，坡頂漿砌石護(hù)面及截水溝無明顯裂縫。位移監(jiān)測數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬結(jié)果較為一致。

5　結(jié)論與建議

1)二維有限元數(shù)值分析計算，預(yù)應(yīng)力錨索結(jié)合格構(gòu)梁結(jié)構(gòu)位移呈上部大，下部小的趨勢。總位移量最大為14.49 mm；格構(gòu)梁

位移量最大為12.63 mm，彎矩最大為-98.79 kNm/m；錨索最大位移量為3.08 mm，軸力最大為220.26 kN/m。數(shù)值模擬的位移，錨索、格構(gòu)梁的受力在結(jié)構(gòu)控制范圍之內(nèi)。

2)位移監(jiān)測數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬結(jié)果較為一致，在設(shè)計控制范圍之內(nèi)，且連續(xù)7個月位移監(jiān)測數(shù)據(jù)沒有增大。

3)綜上，評定該邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。

[1]程良奎，范景倫.巖土錨固[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2003.

[2]趙長海.預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)[M].北京:水利電力出版社,2001.

[3]鄭穎人.巖質(zhì)建筑邊坡巖石壓力計算與參數(shù)研究[M].北京:中國科學(xué)技術(shù)出版社,2000.

[4]GB 50330—2013，建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范[S].

[5]GB 50007—2011，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[S].

[6]陳忠達(dá).公路擋土墻設(shè)計[M].北京:人民交通出版社,1999.

[7]GB 50086—2015，錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].

Analysis on slope stability of an anchor cable lattice beam

Lian Yuhao1Han Rongrong2Xia Xiao1

(1.East China Survey & Design Institute Limited Company, China Electric Power Construction Group, Hangzhou 310014, China;2.National Energy Bureau Dam Safety Supervision Center, Hangzhou 310014, China)

This paper introduced the engineering general situation of an anchor cable lattice beam slope, using Plaxis 2D finite element software, analyzed the displacement of slope, lattice beam, anchor cable, and compared with the monitoring data, the results showed that the slope was in the steady state.

slope, lattice beam, anchor cable, finite element analysis

1009-6825(2016)25-0072-02

2016-06-22

連煜皓(1983- )，男，工程師

TU413.62

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