基于赤平投影法的岩质边坡稳定性分析

岩质边坡的失稳和破坏主要是受岩体中结构面所控制,赤平投影法可以直观地判断各结构面的组合和切割关系,可用来进行岩质边坡稳定性分析。本文在简要介绍赤平投影基本原理的基础上,归纳了在岩质边坡中应用赤平投影法判断岩体滑动形式的方法,详细定义了不同形式的滑体类型并推导出计算边坡稳定系数的公式,最后应用赤平投影法对某边坡稳定性做出评价。     

吉尔木隧道出口边坡赤平投影稳定性分析

研究目的:赤平投影可通过空间投影关系直观反映不同结构面的空间组合关系,适用岩质边坡稳定性定性评价。块体理论可对不同破坏类型的结构体稳定性进行定量计算。本文将基于吉尔木隧道出口边坡的现场调查,分析该边坡岩体结构类型和基本破坏模式,并利用Barton模型估计岩体结构面强度参数。在此基础上,结合赤平投影理论和块体理论分析该边坡潜在失稳岩体的结构面组合关系,并确定各模式块体的稳定性系数,以期为边坡防护设计提供一定的指导。研究结论:(1)通过Barton模型计算结构面的力学指标表明:在法向应力为2 MPa时,结构面的内聚力C=0. 12 MPa,内摩擦角φ=34°～36°;(2)隧道出口边坡岩体主要破坏模式有倾倒式破坏、楔形体滑动破坏和平面滑动破坏,其中倾倒式破坏主要受直立卸荷裂隙控制;平面滑动破坏主要为沿与坡面近平行的长大卸荷裂隙滑动和沿岩层层面滑动;楔形体破坏主要受到了岩层层面、近直立卸荷裂隙和密集节理面的共同控制;(3)赤平投影分析表明:边坡岩体沿单滑面破坏的块体1和块体2以及沿双滑面交线破坏的块体12是不稳定的,其中块体2的稳定性最差;(4) Barton模型、赤平投影及块体理论相结合的岩质边坡稳定性分析方法具有准确和快捷的优点,该方法在高陡岩质边坡分析中具有良好的应用前景。     

赤平极射投影分析和楔形体稳定计算

岩质边坡的稳定性主要受节理面控制,边坡的破坏主要是由节理面切割形成的楔形体失稳造成的。楔形体的稳定性,通常采用赤平极射投影进行分析,但只能获得定性的结论。楔形体作为刚体,其稳定性可按照极限平衡法计算,但手工计算只适用于规则的楔形体,对不规则的楔形体,进行稳定性分析计算十分复杂。基于以上分析,编制了赤平极射投影分析计算程序,可绘制赤平投影图、玫瑰花图、极点图和等密图,可对楔形体的稳定性进行计算。程序中的楔形体稳定计算部分采用了严密的数学推导,对任意两组坡面和两组节理面可确定其是否组成楔形体,进而判断楔形体最危险滑动面和滑动方向,并计算其稳定系数。本文详细介绍了该程序的结构、主要功能和应用。     

拉萨-日喀则铁路盆因拉隧道进口高边坡稳定性研究

拉日铁路经过雅鲁藏布江峡谷区,在隧道进出口地段形成许多高陡边坡。盆因拉隧道进口边坡地形陡峻,边坡的工程稳定性直接影响施工安全,需要对边坡的稳定性进行评估。通过对工程地质资料的分析,采用赤平投影法和有限元模拟方法对盆因拉隧道进口边坡稳定性进行评价。赤平投影分析结果表明：边坡处于不稳定状态,需要采取相应的工程防护措施。有限元法结果表明：在开挖加载状态下,潜在剪切破坏点主要集中在隧道开挖处周围和隧道洞口上部边坡坡面以及桥台下部岩体。建议在工程施工开挖时,做相应的工程防护措施。     

岩质边坡稳定性快速评价方法研究

介绍了岩质工程边坡稳定性分析中常用的几种方法,并以山西中南部铁路通道某段工程高边坡为研究对象,利用赤平极射投影法对边坡勘测所得的结构面数据进行分析,对其稳定性给予了初步定性的判断。同时还运用SMR法、不平衡推力传递法及FLAC数值模拟法分析确定边坡的稳定性,并对分析结果进行对比验证。     

铁路沿线某边坡稳定性综合评价

边坡稳定性分析经历了一个由定性分析到定量评价的阶段。综合考虑天气状况、地层岩性及产状、历史上经历的构造作用以及人为因素的影响,利用岩体质量分级RMR法、赤平投影法、折线滑动法等方法,对边坡进行定性、定量分析评价。     

开挖边坡稳定性分析及变形破坏机理研究

为研究开挖边坡稳定性及其变形破坏机理,选取典型开挖边坡工程实例,在调研工程区域地质条件的基础上,研究了开挖边坡特征、边坡病害发生情况、边坡破坏类型及破坏机理,获取边坡工程灾害的发生机制及边坡失稳破坏规律。基于赤平极射投影法,对边坡危险优势节理组特征以及优势节理组、边坡面产状进行分析,得到边坡潜在的破坏模式。采用极限平衡理论,对边坡的稳定性及变形破坏机理展开研究,并运用Flac3D有限元法对开挖边坡稳定性计算结果进行验算。研究结果表明:采用理论计算、定性分析、数值计算相结合的手段,能够得到边坡稳定性分析较为满意的结果,从而可以为边坡的支护提供支撑及依据。     

基于可拓理论的山区铁路枢纽土质高陡边坡稳定性评价

为了准确评价山区铁路枢纽土质高陡边坡的稳定性,保障山区铁路枢纽安全,基于OWA算子和可拓理论,提出了一种土质高陡边坡稳定性评价模型。首先构建基于多层次指标的土质高陡边坡稳定性评价指标体系,并采用基于OWA算子的赋权方法确定各评价指标权值;在此基础之上,构造基于可拓理论的各评价指标的经典域、节域和相关性函数,以计算其等级相关度,得到土质高陡边坡的稳定性等级;最后将该评价模型应用于重庆西站扩能改造工程中某土质高陡边坡工点的稳定性评价之中。结果表明,该模型评价结果与有限元法和赤平投影法所得边坡稳定性结果一致,具有有效性和可行性,可为山区铁路枢纽土质高陡边坡治理提供理论依据。     

贵州地区浅变质岩公路边坡稳定性分析

针对厦蓉高速贵州境水口至都匀段浅变质岩公路高边坡,采用赤平极射投影法,研究了地质间断面与边坡开挖面之间的几何关系,实现了岩质边坡破坏模式的识别。在此基础上,利用极限平衡分析方法,对不同破坏模式边坡进行了稳定计算,得到了稳定安全系数和潜滑体剩余下滑力;以此编制的计算机可视化程序可自动识别岩质边坡的破坏模式并进行对应的稳定计算,实现了破坏模式识别与稳定计算的连接和统一。计算表明:3#节理切割成的平面滑坡体与1#、4#节理切割成的楔形滑体不满足稳定要求,稳定系数分别为0.811和1.054。因此,该计算方法和程序在岩石边坡稳定计算和预测岩体滑坡方面具有良好的应用前景。     

山西中南部沁河特大桥岸坡稳定性分析

介绍沁河特大桥概况,详细分析了桥址区工程地质条件及水文地质条件.针对拟建桥址日照台侧的桥墩位置,进行了现场地质勘察及回弹试验,利用岩层产状数据及回弹参数进行投影统计计算,采用边坡稳定性的岩体质量评价方法即SMR法和岩体质量与边坡坡度的经验公式,计算出该岩质边坡稳定的自然坡角和安全距离,两者取其小值为自然稳定坡脚,做出了定量的稳定性评价,有效的指导桥梁设计及后期的安全施工.     

岩质边坡可能的失稳判断方法

判断不同岩质边坡结构面构成的块体在特定的条件下是否具备临空面,以及是否滑动的可能性,其分析步骤不仅十分繁琐,而且其空间概念十分抽象,难以把握。介绍一种能有效判断岩质边坡是否可能失稳的方法,即赤平极射投影法,并在具体工程中得到成功应用。     

云桂高铁西洋河特大桥岸坡稳定性分析

通过现场调查分析及运用赤平投影方法,对在建的云桂高铁西洋河特大桥河谷两岸的岸坡岩体及其结构面特征、岸坡岩体的变形破坏模式等进行了深入的研究。得出:受岩体结构面切割的影响,外力作用下河谷岸坡岩体变形破坏模式为倾倒崩塌或崩落式破坏;通过赤平投影分析及对岩体组合结构面稳定系数计算表明,河谷两岸未见大的不稳定块体,自然状态下河谷两岸岸坡稳定性较好。     

铁路岩质路堑边坡危险性评价模型及应用研究

为提高对岩质路堑边坡稳定性的分析效率,提出一种基于模糊数学原理的铁路岩质路堑边坡危险性评价模型.在总结部分行业标准和分析岩质路堑边坡稳定性因素的基础上,建立了包括岩石强度、岩体完整性、结构面特性、结构面方位、边坡开挖高度、边坡坡角、地区年均降雨量和地下水条件的评价指标体系.应用层次分析法计算各因素的权重和隶属度矩阵,最终确定边坡危险性等级.应用 C#语言编制了相应的计算程序,对长昆铁路客运专线的部分岩质路堑边坡进行了稳定性评价.评价模型和所编制的软件具有较强的实用性.     

边坡稳定性分析的半数值解法

进行边坡状态的非线性有限元分析 ,分析其变形的大小、塑性区的分布形态 ,推测潜在的滑移面位置。根据确定的滑动面 ,采用极限平衡法计算边坡的安全系数 ,对边坡工程的稳定性进行评价。结合一个典型边坡工程的分析 ,指出该方法能获得快捷有效的解答。     

基于位移等值面的边坡点安全系数分析

为了计算坡体局部稳定性并定量分析边坡滑动机理,本文提出一种新的点安全系数计算方法。假定边坡体内任一点的潜在滑动面与通过该点的合位移等值面具有位置一致性,选用Bezier双三次曲面对通过节点的位移等值面进行拟合,曲面上点的位移梯度即为曲面在该点的法向量,节点位移矢量在位移等值面上的投影为该点的滑动方向,据此计算破坏面上的正应力和滑动方向的剪应力。定义边坡点安全系数为该点抗剪强度与滑动方向上剪应力的比值。与基于应力状态的点安全系数不同,本文方法在位移等值面上定义点安全系数,考虑了边坡体的实际滑动方向,更符合边坡的破坏特征。通过ACADS边坡考题验证本文方法的正确性,本文方法能够为边坡工程三维稳定性分析和滑动机理研究提供思路。     

基于可靠度方法的既有铁路边坡稳定性分析

研究目的:在山区既有铁路沿线进行工程项目建设时,常常会影响原有边坡的稳定性,甚至形成工程滑坡,因此合理评价边坡稳定性是保证既有铁路安全运营的重要前提。本文建立了结合有限元强度折减法和点估计法的边坡可靠度分析方法,并以修建厂房开挖坡脚引起的既有线隧道口边坡失稳为例进行系统分析。研究结论:(1)基于可靠度理论的边坡稳定性评价方法,能较全面地反映岩土参数的空间离散性、时间变异性等不确定性因素的影响,分析结果更为符合工程实际;(2)将有限元强度折减法与点估计法相结合,用于既有铁路边坡稳定性的可靠度分析,克服了传统的安全系数法的缺点,可较为全面地反映岩土体参数变异性对边坡稳定性的影响;(3)计算结果与Monte-Carlo法计算结果基本一致,但计算过程较为简单,因此工程实用性较好,可为类似工程提供借鉴。     

沪蓉国道湖北西段K101+949.04～K102+163处路堑岩石边坡的变形特征与稳定性分析

根据沪蓉国道湖北西段K101+949.04～K102+163路堑岩石边坡的工程地质及不良地质条件,分析其变形特征,并通过研究控制路堑边坡稳定的软弱结构面和断层破碎带的性质,建立了该边坡变形的两种力学模型,并分别采用直线滑动面法和仿平面法进行计算,为边坡设计提供了参考参数,最后提出了该边坡的综合处理方案。     

高山峡谷区某顺层边坡地质特征及稳定性研究

某特大桥左岸支沟侧为顺层边坡，其稳定性是大桥建设的基础。采用地质调绘、钻探、硐探、钻孔全景摄像等手段查清边坡地质特征，通过工程地质和赤平投影分析初步判定边坡破坏形式，利用FLAC、UDEC、3DEC软件模拟分析边坡岩体的变形破坏规律，采用极限平衡法计算分析边坡、危岩体及堆积体的稳定性。研究结果表明：二级斜坡、三级斜坡分为基岩裸露区和深厚堆积体区2个区段，潜在破坏模式为平面滑动破坏及楔形滑动破坏；边坡整体处于稳定状态，强降雨+地震工况下，高为15,20 m的楔形体可能沿坡面及陡崖方向发生滑动破坏，二级斜坡顶部危岩体可能发生失稳、底部堆积体处于欠稳定状态；建议基础埋置于稳定的完整岩体一定深度，强化桥基岩体和锚碇围岩的加固处理，并加强抗震和边坡防护设计。     

预应力锚索加固边坡的有限元模拟和稳定性评价

对金温铁路预应力锚索加固的一个典型边坡工点进行边坡非线性有限元分析 ,探讨边坡加固前后变形的大小和分布、塑性区的扩展形态、滑移面的形成 ,以确定合理的滑移面位置 ;同时 ,采用极限平衡法计算边坡的安全系数 ,对边坡开挖的稳定性进行评价     

西秦岭隧道岩体精细化描述及关键块体研究

裂隙岩体节理滑移、张开是隧道坍塌失稳的关键因素,一直是工程界关注的焦点。采用现场测量、解析法和数值模拟,进行西秦岭隧道节理岩体精细化描述,确定关键块体。根据现场工作面岩体信息,绘制赤平投影、节理密度图,确定岩体优势节理面(组数及倾向、倾角)。通过块体理论中的赤平投影法解析围岩稳定性,提出西秦岭隧道关键块体以及失稳趋势,建议采用非对称的局部加固方法,可有效控制围岩稳定性。