地震作用下顺层岩质边坡变形破坏坡面效应

地震作用下,坡面形态对岩质边坡的变形破坏过程存在一定影响。文中以汶川地区公路沿线具有典型坡面形态的顺层岩质边坡为例,采用离散元UDEC软件,模拟4种坡面形态下边坡的变形破坏过程,并监测坡体关键位置处的位移和坡体应力场。通过模拟结果,对比分析不同坡型边坡变形破坏的动力响应时间、边坡的破坏位置,以及边坡破坏的程度和模式,总结出地震作用下该类顺层岩质边坡变形破坏的坡面效应,最后通过应力场分析引起坡面效应的原因。     

上硬下软岩质边坡破坏特征及加固措施

为了探讨龙源电厂场区道路工程中,上硬下软结构边坡破坏特征和加固措施,运用数值模拟分析了边坡开挖对此类坡体结构坡体变形及坡体应力的影响,并结合工程实例分析此类边坡变形特征和加固措施。结果表明:①上硬下软的坡体结构以及上部硬岩结构面的发育是坡体变形失稳的主要内在因素。坡体开挖后临空面的形成是坡体变形失稳的必要条件;②为防止坡体结构为上硬下软的边坡破坏,必须加固软岩,防止软岩变形,稳固坡脚。     

缓倾顺层岩质边坡病害成因数值分析及处治对策研究

针对永宁高速公路的边坡病害,以石壁滑坡为依托,采用数值分析法,对缓倾顺层岩质边坡受主控结构面影响的沿基岩面的平面变形进行数值定量分析,其主要变形模式为岩体的拉裂滑移破坏。其病害是由于坡体不利结构面存在、工程开挖破坏坡脚和大气降雨所致。同时结合极限平衡法反分析,对滑坡各阶段的稳定系数及加固措施进行计算,结果表明,治理措施满足工程实际与规范的要求。     

锚碇深基坑开挖过程边坡动态变形及稳定性演化规律研究

结合白洋长江公路大桥北岸锚碇深基坑边坡工程实际,利用理论分析和FLAC3D有限差分法基本原理,建立了有限差分程序FLAC3D数值计算模型,并通过实测数据对数值模型进行验证;通过数值计算应力场及变形场分析,得到了深基坑边坡工程岩体动态变形及稳定性演化规律;结合相关设计规范要求,对锚碇基坑边坡的稳定性进行评价。研究结果表明:锚碇基坑的放坡开挖方式以及支护措施有效地抑制了边坡的变形,且边坡的竖向位移主要集中在边坡坡顶和边坡的坡脚处,水平位移主要集中在边坡中下部的坡脚处;受基坑左右岸边坡放坡角度不同的影响,基坑开挖后不同方向的位移场变形并不对称,同时基坑两侧边坡坡脚处的变形值均较大,因此应加强坡脚处的稳定措施,同时应尽快回填边坡,完成锚碇的浇筑;结合极限平衡理论和强度折减法,研究了基坑边坡在有无支护两种工况下稳定性系数的变化规律,得到了支护后边坡安全稳定性有明显的提高,确定了边坡支护措施的合理性。     

隧道洞口部边坡动力响应特性振动台试验研究

我国西南地区建有大量的公路、铁路隧道工程,地震条件下隧道洞口部边坡的动力响应特性不仅控制边坡的变形破坏机制,而且也是隧道洞口部边坡动力支护设计的依据。采用大型振动台模型试验,对隧道洞口部边坡加速度及位移动力响应特性进行研究,并对比分析不同地震波波形的输入对边坡动力特性的影响。结果表明:与一般公路及建筑边坡不同,隧道洞口部边坡坡面的响应加速度具有先增大再减小再增大的特性;边坡动力支护设计采用单一峰值是偏于危险的,应综合考虑多种波形的影响。位移监测结果表明:地震波较小时边坡坡顶变形比较明显,但随着地震波幅值的增加,隧道洞口部边坡坡脚的变形急剧增加且超过了坡顶变形,因此应增强边坡坡脚的支护强度。     

岩质边坡稳定性数值模拟及动力响应分析

采用快速拉格朗日方法,以差分技术引入时问因素实现了从连续介质小变形到大变形的分析模拟,对湖南省对121援建项目一四川理县至小金公路工程中豹子嘴边坡建立了三维模型,并采用2008年5．12汶川M8．0级地震中木卡站实测的地震波,在对地震波进行校正的基础上,进行动力数值模拟,分析了地震荷载作用下岩质边坡的位移、加速度和速度的动力响应过程和规律。岩质边坡动力响应分析表明地震荷载下岩质边坡最小水平永久位移、最小水平加速度反应峰值及最小水平速度反应峰值均发生在坡脚处,且在竖向方向均存在较明显的放大效应,其位移、加速度和速度的放大效应存在一定差异,放大倍数分别为18,1．3和6．35。     

路堑顺层边坡稳定性分析及支挡防护数值模拟研究

为研究含泥岩夹层顺层白云岩边坡的变形特征、稳定性及支挡防护,以某路堑边坡为例,基于midas GTS有限元软件进行了数值仿真计算,并结合现场观测分析边坡开挖及支挡防护后的坡体变形特征、应力状态、塑性区分布、抗滑桩受力特性,以及边坡加固后的稳定性状态。结果表明,研究边坡开挖至路基标高后,泥岩夹层出露,其破坏模式为平面滑动,稳定性系数为0.92,边坡不稳定,需做进一步支挡;边坡开挖后预应力锚索在坡体表面发生应力集中,且产生了良好的反向约束力,改善了坡体内部的应力分布;坡脚施加抗滑桩后与预应力锚索共同约束坡体,防止其沿泥岩夹层滑动,起到了良好的阻隔作用,且二者相结合后固脚强腰效果良好,确保了边坡整体稳定与局部稳定;经长期观测,边坡采用抗滑桩+框架锚索等多种结构综合治理具有良好的支护效果。     

十天高速成县段路堑边坡失稳机理分析及治理方案

针对十天高速成县段路堑边坡有挖必滑的现象,从地质条件和坡体物质结构方面进行分析,发现边坡破坏内在因素为构造、坡体物质结构和地下水渗流,诱发因素为坡脚开挖,边坡破坏力学机理是堆积层的蠕变-拉裂-蠕滑式破坏,变形破坏过程为开挖卸荷蠕变、后缘拉裂滑面贯通和蠕滑破坏。根据坡体物质成分和变形机理,分别提出综合治理方案:坡冲积粉质黏土堑坡采取坡脚支挡、坡面防护和截排水;崩坡积粉质黏土夹块石堑坡采取坡脚支挡、坡面绿化和截排水;崩积块碎石堑坡采取坡面绿化或坡面圬工防护工程和地表截排水方案。治理方案得到了工程验证。     

顺层岩质边坡变形破坏机理分析

目前,关于顺层岩质边坡失稳的研究多注重于力学模型和计算方法的建立,而忽视地形地貌、地层结构、微构造等因素对顺层岩质边坡变形破坏的影响.以道路工程砂、泥岩互层边坡失稳为例,综合考虑坡体结构、地层结构、微构造等多个因素,通过有限元数值模拟,对顺层岩质边坡的变形破坏机理进行研究,分析了多临空面组合、不等厚互层结构岩质边坡的变...     

不同坡率条件下边坡动力响应特性研究

基于FLAC-3D软件建立坡率为0.75∶1、1∶1、2∶1的3个边坡,考虑地震加速度时程的输入,模拟不同坡率下边坡坡顶与坡脚的位移、速度、加速度以及剪应力的响应特性,并得出以下规律:随着地震波加速度时程的不断作用,坡顶位移呈非线性增长模式,坡率越大,边坡坡顶位移越大;坡顶水平速度呈上下波动形式,总体呈现出先增大后减小的波动过程,边坡在动力作用下破坏具有突发性;地震作用下边坡坡顶加速度具有放大效应,动力作用下边坡坡顶的放大系数不会超过6.5;坡脚位移随加速度时程呈现出非线性增长模式,随着坡率的增加坡脚竖向位移呈先增大后减小的趋势;坡脚水平速度呈上下波动形式,总体呈现出前期先增大后减小的波动过程;边坡坡顶加速度具有放大效应,动力作用下边坡坡顶的放大系数不会超过3.1。     

碎裂结构岩质边坡变形过程及变形机制分析

碎裂结构岩质边坡在坡度过陡、坡高过大的情况下,产生变形破坏的可能性较大,其变形特征常是边坡变形破坏机制的外在表现。通过对汤屯高速公路一段碎裂岩质边坡变形现象的现场调查,研究了碎裂结构岩质边坡变形过程及变形破坏机制。变形过程可分为:上部坡体蠕滑、上部滑移面贯通和潜在剪出口形成三个阶段。     

基于FLAC~(3D)的类土质边坡开挖方式研究

采用FLAC~(3D)建立类土质边坡数值计算模型,研究不同放坡坡率、不同开挖平台宽度下边坡位移场的分布特征。结果表明,当开挖坡率从1∶0.5降低到1∶0.75时,坡面监测点的水平位移发生跳跃,边坡整体变形显著减小;当开挖平台宽度为1m时,对整个边坡的变形控制效果不显著;一级边坡的水平位移最大值出现在距坡脚1/3~2/5坡高处,两级边坡的水平位移最大值出现在距坡脚1/5~1/3坡高处。     

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。     

某顺层岩质滑坡处治技术与工程实例分析研究

依据贵州省某顺层岩质滑坡治理工程实例,基于滑坡动态渐进破坏的本质,结合深层位移监测对该滑坡稳定性影响因素及变形破坏机制进行分析研究,结果表明,边坡岩体内部泥质软弱夹层是影响顺层岩质边坡稳定性的控制性因素;高速公路建设对坡体前缘开挖切脚及强降雨作用下层面软化是导致边坡变形破坏的诱发因素;通过滑坡稳定性分析计算,对滑坡进行针对性治理设计。     

某高速公路黄土边坡稳定性研究

随着我国西部大开发和一带一路的建设,广泛分布有黄土的西北地区基础设施得到迅速发展。为了研究高速公路黄土高边坡的稳定性,采用矢量和法,借助于ANASUS有限元软件,对A高速公路某高路堑边坡的稳定性从静力和动力两个方面进行数值模拟研究。成果表明,边坡各级台阶的边坡坡脚位置出现应力集中现象,在边坡整体的坡脚位置出现非常明显的应力集中现象,这些在坡脚形成的剪应力增高带正是引起边坡剪切破坏的主要原因;加速度为0. 1 g的地震作用下,坡顶加速度响应峰值可达0. 16 g,可见,动力作用下边坡坡顶位置的稳定性最差;同时,数值模拟结果表明,在动力和静力条件下该边坡均处于稳定状态,对其坡顶、坡面和坡脚3个位置处的累积位移值研究表明,加速度为0. 1 g的地震作用下,坡顶位置会累计产生高达的沿坡面向下12 cm的位移。     

强震崩塌岩体冲击桥墩动力响应研究

在详细地质调查的基础上,构建比较贴近边坡实际岩体结构特征的数值模拟模型,运非连续变形数值分析方法,对雅沪高速公路西冲特大桥16#桥墩旁的危岩体陡峻斜坡在地震动力作用下的变形模式、破坏规模及程度进行了模拟预测,对边坡的破坏特征有了初步较为系统的认识,变形破坏演进过程及特征主要表现为:坡顶岩体震裂松弛小幅抛射;中部岩体拉裂溃滑解体;失稳碎裂岩块经振动堆积稳定在坡脚。在坡体及桥墩重要位置布设了监测点,并对各监测点的位移大小和变化特征进行了分析和统计,结果表明桥墩上各监测点位移呈现波动变化特证,桥墩顶端波动明显;系梁处由于失稳岩块的撞击及堆积体的影响导致变形及永久位移较墩身其他位置大;对坡体及桥墩的变形程度用位移数据大小进行量化;并根据变形程度提出了防治方案和具体措施。     

降雨和地震耦合作用下老南瓜塘边坡稳定性分析

以大永高速公路老南瓜塘边坡为研究对象,采用数值方法分析该边坡的失稳破坏机制,并确定雨水入渗导致坡体强度软化是诱发滑坡的主要因素。分析计算老南瓜塘边坡在降雨、地震、降雨+地震等工况下的工程稳定性,根据边坡的变形破坏机制和稳定状态选取了抗滑桩支护方式进行加固,并复核加固坡的工程稳定性。研究结果表明:①边坡稳定性随降雨持续而降低存在一定滞后,边坡最不稳定状态在降雨结束后一段时间,并非对应降雨结束时。②地震荷载对边坡稳定性破坏显著,地震工况下老南瓜塘边坡处于极度不稳定状态。③前期降雨会加剧地震对边坡稳定性的破坏,降雨强度越大,持续时间越久,影响越明显。     

地震作用下弃土场高边坡稳定性有限元分析

为了探讨地震扰动下弃土场边坡稳定性,以沾会高速公路Q-6弃土场高边坡为研究对象,利用RS2(Phase~2)有限元数值分析软件并结合Newmark积分法,建立边坡分析模型。根据地震时程曲线,将模型分为7个过程以模拟、分析不同时段边坡应变、位移及塑性区的变化规律。分析结果表明:地震发生后的前10 s对边坡影响较大,地震水平力更易激发坡脚的破坏;坡面中上部的水平位移最大,且其加速度放大现象很明显。     

地震作用下压力型锚杆格构梁破坏特征试验

为研究强震作用下边坡锚固系统的抗震作用及破坏特征,采用振动台模型试验,分别输入汶川波、EL-Centro波、正弦波作为地震激励,监测坡体加速度、锚杆和格构梁的应变,研究加固滑坡在强震作用下的动力响应差异以及不同位置锚杆和格构梁在地震作用下的受力特征。结果表明:强震作用下,坡脚剪切松弛区的形成导致坡脚首先进入塑性区,坡脚锚杆的承载能力受到影响,坡脚处的横梁出现拉弯变形;由于潜在滑面的存在,坡体上部土体易发生张拉破坏,坡顶首层锚杆受拉作用增强,中上部的格构梁和锚杆存在明显的不协调性,坡顶的首层横向格构梁发生拉弯变形;与横梁相比,竖梁的弯应变较小,各层的应变差值不大,与锚杆的协调性较好;建议在拟静力法设计的基础上,在锚固滑坡坡脚密集地打入短锚杆或土钉以平衡坡脚滑面处出现的不协调往复运动;加长设计坡顶的第1层锚杆,以抑制坡顶滑面处的拉张裂缝;同时在坡体顶面垂直地打入短锚杆、微型桩或种植根系发达的植物护坡,且在格构梁设计时应多考虑横梁的拉弯变形。     

碎石土滑坡过程稳定性分析及开挖支护模拟

对浙江省某一高速公路由于原设计右线桥梁基础施工过程中便道开挖引起的滑坡进行地质勘察和现场调查的基础上,详细分析了红岩滑坡的地质环境及其变形特征,认为该滑坡系坡脚开挖致使坡体失衡,并形成开挖临空面,在降雨及地下水等的作用下,导致坡体沿软弱结构面产生滑移破坏。运用Plaxis强度折减有限单元法对红岩滑坡稳定性进行数值模拟分析,并使用滑坡监测资料进行验证。结果表明:该滑坡是由于坡脚开挖和强降雨的共同作用下形成的;通过坡体开挖卸载及坡脚抗滑桩、坡面锚杆等支护措施设置后,边坡的安全系数达到1.256,满足工程安全的需要;滑坡治理中除施加必要的支护外,还应重视排水工程,以便有效控制坡体地下水位的抬升。