软硬岩互层式复合岩层边坡稳定性分析及其加固技术研究

复合岩层边坡稳定性一直是土木工程建设者所关注的热点问题。文章以软硬岩互层式复合岩层边坡为研究对象,对其变形破坏机理、破坏模式进行了研究,并分析了边坡稳定性影响因素;采用大型通用有限元软件 ABAQUS 对垄茶高速公路典型复合岩层边坡进行了稳定性分析计算;最后针对复合岩层边坡特点,提出了“基脚挡墙、深层锚固、浅层防护”的加固方案。研究结果表明,软硬岩互层式复合岩层边坡变形破坏模式可分为滑移-拉裂-剪断破坏、平面旋转式的滑移-拉裂破坏、弯曲-倾倒破坏及块体滑移破坏四种类型;影响边坡稳定性的因素主要包括结构面、地层岩层、水及风化作用;复合岩层边坡综合加固方案能有效地提高边坡的稳定性,确保边坡在运营过程中的稳定性。文章的结论对以后类似工程的建设具有较好的指导意义和应用价值。     

岩体结构面抗剪强度经验估算方法在杭千高速公路路堑边坡稳定性研究中的应用

高速公路勘察工期紧,对路堑边坡稳定性的评价通常是定性的。岩体结构面抗剪强度经验估算方法的运用,可以在短时间内提供潜在滑移破坏面的抗剪强度参数,从而使得边坡岩体稳定性定量评价成为可能。本文根据3个典型路堑边坡的稳定性分析,介绍了岩体结构面抗剪强度经验估算方法的工程应用。     

岩体结构面对边坡稳定性的影响

岩石边坡,尤其是受结构面控制的岩体边坡,其边坡稳定分析应考虑岩体中结构面的产状、性质和发育程度。采用赤平投影图解法进行岩体边坡稳定性分析时,结构面抗剪强度是非常重要的力学参数,合理地选择确定抗剪强度的方法,常常要分析c、φ值在边坡稳定中的作用,然后综合选用合理的c、φ值,根据边坡可能破坏的形式进行边坡稳定性评价分析。     

贵州浅变质岩边坡稳定性影响因素分析

贵州高速公路建设过程中形成了大量浅变质岩边坡。通过系统分析影响贵州浅变质岩边坡稳定性的主要因素,以工程实例进一步揭示浅变质岩边坡的变形破坏机理。分析表明,影响贵州浅变质岩边坡稳定性的主要因素包括地层岩性、岩体结构、地质构造等内部因素,以及水的作用、风化作用、人类工程活动等外部因素;持续降雨入渗导致边坡岩土体容重增加和抗剪强度降低是造成大量边坡失稳的主要因素之一。     

基于数值模拟的路堑边坡楔形体破坏机理研究

依托某楔形体滑坡工程，基于FLAC3D开展路堑边坡楔形体破坏机理数值模拟研究。结果表明:边坡后缘主要是受拉张破坏，前缘和侧滑面主要受剪切破坏，底滑面和侧滑面为边坡抗滑的主要结构面，侧滑面的主要作用是切割岩体使之成为独立的块体，具备产生楔形体滑动的必要条件，主滑面的连通性和强度是楔形体边坡稳定性的制约因素。     

水作用下红砂岩抗剪强度衰减规律试验研究

通过长时间浸水条件及干湿循环条件下的红砂岩抗剪强度试验,对醴茶（醴陵—茶陵）高速公路某边坡红砂岩水作用下抗剪强度衰减规律进行了研究。根据不同浸水时间、不同干湿循环次数条件得出的试验结果,分别研究了岩体在不同试验条件下的抗剪强度变化规律,并对长时间浸水条件下岩体抗剪强度衰减规律与干湿循环条件下岩体抗剪强度衰减规律进行对比,得出干湿循环对岩体强度的破坏要比长时间浸水对岩体强度的破坏大。     

“暂态”饱和-非饱和边坡稳定性分析方法研究

针对"暂态"饱和-非饱和边坡的稳定性问题，推导考虑"暂态"水压力、孔隙水重力、软化与非饱和强度的边坡安全系数计算公式，开发可以自动搜索滑动面位置的"暂态"饱和-非饱和边坡稳定性分析程序，并采用该程序研究算例"暂态"饱和-非饱和边坡安全系数与失稳模式的演化规律，分析不同因素对边坡安全系数的影响程度。研究结果表明：提出的能同时考虑"暂态"水压力、孔隙水重力、软化与非饱和强度的改进瑞典圆弧法，可以有效解决"暂态"饱和-非饱和边坡稳定性分析的问题；边坡失稳模式由深层整体破坏转变为浅层局部破坏时，存在一个可以采用降雨入渗区深度定义的阈值；降雨入渗区深度小于该阈值时，边坡安全系数迅速降低，滑动面最大深度快速减小，边坡失稳模式表现为深层整体破坏；降雨入渗区深度大于该阈值时，边坡安全系数持续降低，滑动面最大深度缓慢增大，在边坡浅层形成一块滑动带，边坡失稳模式表现为浅层局部破坏；"暂态"水压力对边坡稳定性的影响有利有弊，孔隙水重力、软化对边坡稳定性不利，非饱和强度对边坡稳定性有利；不考虑"暂态"水压力的抗滑力矩与下滑力矩之比小于滑动面"暂态"水压力及滑体侧向"暂态"水压力引起的抗滑力矩与滑体侧向"暂态"水压力引起的下滑力矩之比时，"暂态"水压力对边坡稳定性有利，反之则不利。     

基于破坏机理的顺层岩质边坡施工方法及支挡结构选择研究

结合垄茶（界化垄—茶陵）高速公路顺层岩质边坡的施工,从顺层岩质边坡的破坏机理、破坏类型出发,在分析顺层岩质边坡稳定性影响因素及敏感性的基础上,对顺层岩质边坡的施工方法及支挡结构的选择与优化进行了研究。     

边坡潜在滑动面抗剪强度参数反演研究

边坡潜在滑动面抗剪强度参数的合理确定是对边坡进行有效治理的前提条件.为了准确地确定边坡潜在滑动面抗剪强度参数,通过分析边坡现状的稳定性及边界条件,确定其边坡现状的安全系数.在边坡岩体c、ψ值对安全系数变化的影响进行敏感性计算的基础上,结合边坡岩体抗剪强度参数试验推荐值反演了与边坡现状条件相对应的岩体抗剪强度参数的合理值...     

公路边坡岩体的软化时效特性研究

在对岩体软化试验资料进行统计分析的基础上,首次提出了将软岩强度指标的变化按照饱和状态与非饱和状态分别采用不同的数学关系式进行描述的方法,其结果更能客观反映软岩的浸水或饱水软化特性.从工程岩体稳定性分析角度出发,非饱和状态下重点考察软岩强度与含水率关系;饱和状态下主要考虑软岩强度与饱水时间之间的数学关系.提出了应用Hoek-Brown准则推求软岩岩体浸水或饱水条件下的抗剪强度参数软化规律.在汝郴高速公路沿线某软岩边坡软化试验成果基础上研究了边坡岩体的抗剪强度软化关系;利用数值分析方法研究降雨软化条件下的稳定性,结果表明岩体软化效应对边坡稳定性评价有至关重要的影响.     

矿山露采边坡滑移-弯曲变形与机理研究

以江西某矿山露采边坡为研究对象，确定了该边坡的破坏模式为:顺断层面滑移-岩板弯曲-追踪千枚岩片理面，最终沿坡脚剪出破坏，或“溃曲”破坏。基于梁板理论的边坡稳定性分析表明:①滑移-弯曲变形可以发生于雁列式断层发育区的岩质边坡，其滑移面主要沿断层（带）面发育；②按照岩板弯曲导致的拉应力与抗拉强度大小以及边坡坡脚剪应力与千枚岩片理面长期抗剪强度大小，不同坡长（30，60，100 m）时，该边坡变形破坏可划分为4种形式，即:稳定、滑移-弯曲变形、滑移-弯曲破坏、弯曲-滑移破坏且沿坡脚千枚岩片理面剪切滑移破坏；③滑移面裂隙水压力对滑移-弯曲变形影响较大，稳定性分析时应予以考虑。     

大型岩质高边坡稳定性分析与综合设计

以福建省某市政公路龟山高边坡为例，对大型花岗岩质高边坡的地质条件与变形破坏模式进行了分析，并采用赤平投影法和强度折减法对边坡的稳定性进行了综合性评价。分析表明:受弱、微风化花岗岩岩体与结构面强度控制，该边坡的破坏形式以楔形体破坏与浅层失稳掉块为主；不同优势结构面组合对边坡稳定性的影响较大，其中，受D3优势结构面组合控制的边坡稳定安全系数最低。基于分析结果，提出了边坡设计时应综合考虑坡体开挖、坡面防护、危岩落石防护与动态设计，以确保设计措施安全可靠。     

复杂缓倾角岩体边坡的三维稳定性分析

为了建立复杂缓倾岩体边坡的三维稳定性分析方法,以含有层面和多组结构面的缓倾角岩体边坡为研究对象,根据现场调查资料将缓倾角岩体边坡相邻岩块间的接触关系分为脱离、面接触和线接触3种模式,依据每种岩块接触方式构建相应的接触力学模型,明确岩块的受荷情况,基于材料力学以岩块的竖向位移和转角为中间变量建立3种接触情况下的层间荷载计算方法。根据各岩块受到的荷载,推算出岩块后部结构面处的拉应力、剪应力和扭矩计算式,再基于断裂力学方法获得了该结构面的第1,2和3型应力强度因子,进而获得结构面的联合应力强度因子计算表达式。将结构面的断裂韧度与联合应力强度因子的比值作为各岩块的稳定系数,通过比较该岩块稳定系数与1的大小关系判断各岩块是否稳定,并将该分析方法应用于綦江羊叉河缓倾角岩体边坡。研究结果表明：该方法计算获得的坡顶破坏位置与现场边坡已经开裂的位置基本一致,说明该方法基本可行;改变岩块后部结构面贯通段的长度和弹性模量,稳定系数变化幅度达分别为74.32%和16.45%,不考虑Z方向各列岩块的相互影响岩块的稳定系数将增大5.16%~11.72%;研究结果可为缓倾岩体边坡的防治提供初步的理论支撑。     

双平面滑动破坏模式下的陡倾顺层岩质路堑边坡稳定性研究

岩质边坡稳定性主要受其结构面控制。以恩施至来凤高速公路工程中宜恩县芭蕉乡黄泥塘村境内的一段整体式路堑边坡为例，为克服传统有限元方法计算岩质边坡稳定性的缺陷，先对岩质边坡双平面滑动破坏模式进行理论分析，最后通过工程实例验证离散元法计算岩质边坡稳定性的适用性。     

基于变形分析的路堑边坡稳定性研究

依托某路堑边坡工程,采用有限元变形分析方法分析现状边坡变形破坏特征,提出合理可行的加固措施,并分析了加固边坡的稳定性。结果表明:该边坡主要破坏模式是由坡脚开挖、降雨入渗导致潜在滑体强度下降,从而引发表层滑动,原设计边坡的3个工况均不满足工程稳定性要求;边坡采用减缓坡比及坡面系统锚杆加固措施,并在边界外设置截排水沟后,减小了降雨及地下水对边坡岩土体强度的软化作用。     

反倾片岩质边坡破坏模式研究

基于现有反倾边坡变形及稳定性研究成果,结合十白高速公路边坡实况提出三种可能破坏模式,运用FLAC数值模拟软件进行稳定性分析。研究结果表明:反倾片岩质边坡整体稳定较好,但由于片岩结构特性,如不及时防护,可能会引发进一步破坏。潜在破坏模式主要有3类:第一类为沿节理面发生倾倒破坏;第二类为沿节理和层面的组合破坏;第三类为沿外倾结构面破坏。其中第三类破坏模式主要受岩层节理裂隙的贯通深度控制,破坏最先发生在边坡表层,对边坡稳定性影响最大。反倾片岩质边坡的治理重点应放在边坡表面层的防护。     

缓倾顺层岩质边坡变形破坏及处治技术研究

在查明边坡结构特征以及地层岩性特征的前提下,对宜巴高速公路第四合同段黄花互通D匝道的工程地质条件进行分析,并对软弱结构面进行研究,在此基础上运用FLAC软件对边坡变形破坏进行数值模拟,对边坡变形破坏机理进行深入探讨。研究结果表明:顺层岩质边坡中软弱结构面对边坡稳定性起到主控作用,存在夹层物质的黏性土具有遇水膨胀性质,对边坡失稳有推动作用。上覆岩体沿着软弱结构面发生滑动,前缘率先发生滑动,拉动后缘岩体发生滑动,破坏模式属于顺层滑移拉裂型破坏。通过预应力锚杆对边坡进行加固后,边坡稳定性得到改善,可保持其稳定状态。     

三峡库区董家湾高切边坡稳定性赤平投影解析

岩质边坡的稳定性主要受结构面的控制和影响,因此,了解边坡中各结构面的相互关系是进行稳定性评价的前提。赤平极射投影可将三维空间内的几何要素投影到平面上进行研究,用它来解析岩质边坡的稳定性具有独特的优势。基于此,文中介绍了赤平投影的基本原理和使用方法,对三峡库区一典型岩质高切边坡的稳定性进行了分析和评价,满足了工程的要求。     

层状岩质边坡稳定性有限元塑性极限分析上限法研究

本文基于有限元上限法,研究了不同层理面参数、岩体容重和边坡坡高对边坡稳定性的影响,研究结果表明：随着层理面强度的增加,边坡稳定性越高;岩体容重和边坡坡高的增加,边坡越不稳定。本文研究成果可为类似工程起借鉴作用。     

山区公路岩土复合型高切坡稳定性分析

山区路基开挖易形成岩土复合型高切坡,其破坏机制和稳定性分析通常当作单一岩质或土质边坡进行处理,并造成治理缺乏针对性和有效性。基于岩土复合型高切坡特点,将其破坏模式归纳为上部土体内部破坏、上部土体沿土岩界面破坏、下部岩层平面滑动、下部岩层倾倒破坏四种类型,进而提出了岩土复合型高切坡稳定性分析流程,并通过重庆某主干道山区公路工程算例进行了验证。结果表明:在对边坡进行优化设计的基础上,其稳定性能满足《建筑边坡工程技术规范》的要求。