四川双龙±800千伏换流站大件运输道路修复工程
治理方案二维数值分析结果
1、基于MIDAS/GTS边坡稳定性数值模拟软件简介
岩体作为一种地质结构体，具有非均质、非连续、非线性等特点，而且加卸载条件和边界条件都相当复杂，用传统的解析方法求解并不容易，而数值分析方法的主要特点是能够很好的考虑介质的非线性、各向异性和受到其他外界因素影响下的性质变化，解决了经典解析法在分析过程中存在的一些问题，随着现代计算机技术的发展，数值分析方法现已成为解决地下工程围岩稳定性问题的有力工具，特别是在评价工程活动或自然因素对周围环境的影响方面日益表现出其优势，常用的数值分析方法有：有限元法、有限差分法、边界元法、离散元法等。在一些发达国家，早在二十世纪中期就开始出现一些功能强大的分析系统，这其中就有著名的NASTRAN有限元分析系统。后来又出现了包括PAFEC、SYSTUS、ANSYS、FLAC、FLAC3D、MIDAS/GTS在内的一大批分析软件。
本次模拟采用迈达斯公司开发的岩土工程专用分析软件GTS。 韩国迈达斯(MIDAS)公司开发的岩土工程有限元分析软件GTS(岩土与隧道分析系统)代表了当前工程软件发展的最新技术，在隧道工程与特殊结构领域为我们提供了一个崭新的解决方案。自从1989年以来，MIDAS公司致力于有限元分析与仿真方面的研究，而GTS就是在其基础上发展而形成的，其全新的操作界面和三维分析功能，为岩土工程师提供了强有力的解决方案。该软件作为岩土专业通用有限元软件，MIDAS/GTS为用户提供了几乎所有的岩土分析，其中包括：线性静力分析、非线性静力分析、施工阶段分析、固结分析、稳定流分析、非稳定流分析、动力分析以及边坡稳定分析等。并且该软件具有CAD水准的三维几何建模功能，几乎能建成和实际情况非常类似的模型，经过验证的各种分析功能快速准确的有限元求解器，自动划分网格、映射网格等高级网格划分功能，以及完美的图形输出功能。其独特的Multi-Frontal求解器能为我们提供最快的运算速度，这也是最强大的功能之一；在后处理中，能以表格、图形、图表形式自动输出简洁实用的计算书。MIDAS/GTS已经通过了QA/QC质量管理体系认证，能确保计算结果的精度和质量。
2、治理方案数值模拟
2.1数值模型的建立 2.1.1工程概况
工点位于宜宾市打渔村码头（重件码头）至小岸坝段，距打渔村码头西南800m处，该路段属于宜宾县建设管理区域，复龙站大件运输时利用原有道路进行运输，未对该段进行改造，为三级公路，混凝土路面，路面宽度约6.5m，右侧为陡坡，坡度近乎直立，高约19m，现有路基垮塌使部分路面处于悬空状态，长度约19m，给行车带来严重安全隐患，路基靠河侧有一根天然气管道，目前路面已经设置路障，只容许车辆半幅通过，公路右下方打渔村码头在建工地。
场地可见基岩出露，为侏罗系上沙溪庙组泥质粉砂岩，巨厚状，强风化层厚约1～3m，覆盖层为第四系全新统残坡积碎石土，厚约1～3m。
该工点半边路基坍塌，设计的治理方案为：综合采用挡土墙+抗滑桩方法。设计路基治理长度为22.0m。 2.1.2治理区域现状
通过对工程区的现场实地调查和提供的勘察报告，该工程区位于四川中坳陷区之川东南褶皱束，地貌类型为构造侵蚀中低山地貌，自然边坡约30～40°，公路内侧为山体，右侧为陡崖，坡度近乎直立，坡高约19m，下方为在建打渔村码头工地，图1为勘察报告所提供的现场照片。
图1 现场照片
2.1.3计算力学模型
数值计算模型：数值模拟的可靠性一定程度上取决于所选取的计算模型。计算域的大小对数值模拟结果有重要影响，计算域取的太小容易影响计算精度及
可靠性，但如果计算域取的太大又使单元划分过多，受计算机容量限制往往会给计算带来困难，因此计算域要取得适中，既要保证工作的顺利进行，又要保证计算结果具有一定的准确性。根据支护范围，建立长×高=60m×58m的二维数值模型。所建立的实体模型见图2所示，基本上与实际情况接近，这样能确保计算结果的准确性。
MIDAS/GTS具有自动划分网格、映射网格等高级网格划分的功能，建立了单元体数为3755个的数值模型，单元网格划分后见图3所示。
图2 实体模型
图3 单元网格图
边界约束：计算域边界采取位移约束。由于影响范围有限，在治理区较远处岩土体位移值将很小，可将计算模型边界处位移视为零。因此，计算域边界采取位移约束，即模型底部所有节点采用x、y、z三个方向约束，xz所在平面采用y方向约束，yz所在平面采用x方向约束。 2.2计算参数
该工程的计算参数根据勘察报告提供的数值结合相关工程的经验确定，如表1.1。
表1.1 材料参数一览表
材料 素填土 风化岩 桩和冠梁 挡土墙 2.3模拟结果分析
E/MPa μ c/MPa φ/° 30 1.75×104 3.1×104 2.55×104 0.4 0.22 0.2 0.2 8×10-3 5×10--2 / / 14 30 / / 利用MIDAS/GTS可以模拟治理边坡效果，为了更好的了解桩的弯矩与位移情况以及挡土墙的位移，截取了数值模拟计算结果的水平位移图、竖向位移图与