基于Adhikary理论的反倾岩质边坡弯曲倾倒计算模型研究

根据反倾岩质边坡弯曲倾倒变形破坏特征,将边坡分为稳定区、弯曲倾倒区、剪切滑移区3个区域,建立考虑破坏分区的弯曲倾倒计算模型,对Adhikary悬臂梁极限平衡模型进行合理改进,工程实例验证表明:改进模型的计算结果更贴合实际,对该类边坡计算具有理论和实践指导意义.     

考虑降雨入渗条件下岩质边坡稳定性分析

降雨的入渗往往会导致边坡非饱和区的含水量增高,基质吸力降低,在非饱和区中出现暂态饱和区,容易造成滑移、崩塌、开裂等不良工程地质现象.在饱和一非饱和渗流理论的基础上,对南方山区岩质边坡降雨入渗的数值模拟和模拟方法进行了探讨,建立岩质边坡渗流的分析模型.在考虑降雨入渗对岩体的粘聚力和内摩擦角降低的基础上,采用传统的极限平衡分析法,对怀化至新晃高速公路K39+330段的路堑边坡进行了渗流稳定性分析.结果表明,岩层在降雨条件下不断软化,边坡安全系数降低;采用渗水管进行深层排水,将滑动体内的地下水集中排出,能有效地阻止滑动面上的岩体软化并提高边坡安全系数.     

汶川地震岩质边坡崩塌机理分析

为研究岩质边坡的地震崩塌机理,对汶川地震广岳铁路沿线岩质边坡进行震害调查,发现与拟静力分析的滑移假设不同,地震作用下块体崩塌具有抛射特征。通过对楔形块体岩质边坡模型进行有限差分动力数值计算,发现水平地震动作用下块体顶部会产生0.9倍水平向峰值加速度的垂直向峰值加速度,块体内部的水平向峰值加速度约为相同高度完好岩体水平向峰值加速度的2倍;块体在强地震作用下产生的是斜向下抛射运动而非平抛运动,初始速度矢量与水平面的夹角约为41.6°。研究初步揭示了岩质边坡在地震作用下的崩塌机理,为深入揭示块体的地震动响应规律奠定了基础。     

岩质边坡的弹塑性极限平衡分析

以塑性极限理论为基础,采用逐渐降低材料强度来逼近系统的极限平衡法,并以屈服区的贯通来表征系统的极限平衡状态,用于研究分析复杂岩质边坡稳定性。以某高速公路边坡为研究对象。通过自行改编的NCAP-FS程序进行了数值分析。结果表明,边坡处于极限平衡状态。与现场观测结果一致。     

某高等级公路反倾向层状高边坡倾倒变形分析

倾倒变形是山区反倾向层状岩质边坡失稳的典型模式之一,以某高等级公路连接线反倾向岩质高边坡变形破坏为例,通过对高边坡的坡体结构和岩体结构分析及建模理论计算,进行边坡倾倒机理研究,并对边坡的稳定性和破坏形式进行了客观评价。在此基础上提出了相关工程处置措施,对类似岩质边坡的分析防治有一定的参考作用。     

某反倾层状软岩边坡倾倒破坏机理分析与防治技术研究

随着公路建设的快速发展,软质岩边坡的稳定问题在公路建设中越来越突出.勘察设计人员往往重视顺层边坡的稳定,而忽略了反倾软岩边坡的稳定和破坏问题.以往的研究,在反倾岩质边坡的变形条件、影响因素和变形机理方面得到了一些有益的结论,但对于治理措施却缺少系统性的研究.结合某典型反倾软岩边坡倾倒破坏特点,对其受力特点、变形破坏机理及防治对策进行积极探索,为该类型边坡的防治设计提供有益的参考.     

岩质边坡楔体破坏的极限平衡分析

介绍了极限平衡法的原理,并采用极限平衡法对岩质边坡发生楔型四面体破坏模式的边坡稳定性进行了分析计算,结合某公路边坡发生楔型四面体破坏进行了检算。验算结果为：沿①②弱面组合交线滑动,在边坡干燥时K：1．38,全部充水时,K=0．89,验算表明边坡是在充水后发生楔体型滑落的。     

基于赤平投影法的岩质边坡稳定分析及程序实现研究

基于赤平投影法,分析岩质边坡失稳模式及判别方法,采用AutoCAD VBA二次开发工具编制了岩质边坡稳定分析程序,实现了赤平投影的可视化,并运用该程序对某公路高边坡进行了稳定性分析。工程应用实践表明,该程序能够方便、快速地进行边坡稳定性判断。     

离散元法在贵阳某层状岩质边坡稳定性分析中的应用

以实际工程为背景,介绍了贵阳某层状岩质边坡的特点,分析了边坡的破坏机理及破坏模式,采用二维离散元法对该边坡进行了稳定性分析,指出了在前缘临空情况下,边坡容易发生滑移-拉裂破坏。模拟计算结果与理论分析相符,说明用离散元法分析层状岩质边坡的稳定性是可行的。     

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.     

基于改进水压分布的岩石边坡倾覆稳定性分析

基于改进地下水力分布假设,运用极限平衡方法,综合考虑锚固效应、冰雪冻胀作用和地震荷载的影响,推导出典型岩石边坡倾覆稳定系数计算式.算例分析表明:采用改进后的水力分布假设进行岩石边坡倾覆稳定性分析更加合理;出流缝堵塞、地下水位升高、锚杆(索)锚固力和设置高度降低、冰雪冻胀作用加强、水平背向坡体和竖直向上的等效地震荷载对岩石边坡倾覆稳定性不利;锚杆(索)设置角度对边坡倾覆稳定性影响不大.同时,绘制了饱水岩石边坡倾覆稳定系数与几何要素之间的关系图,据此可迅速判定复杂条件下一定几何要素饱水边坡的倾覆稳定状态,便于工程实际运用.     

基于混沌的网鱼算法在边坡稳定分析中的应用

针对多变量优化问题的求解,基本网鱼算法的搜索效率下降,提出采用混沌变量的遍历性来模拟网鱼算法中两种不同密度网的实施过程。密度较小的网主要用于对未知解的探索,而密度较大的网主要用于对已知解进行开发,形成了基于混沌的网鱼算法,并将其应用于某边坡的最小安全系数搜索中。详细介绍了基于混沌的网鱼算法的实施步骤。所得计算结果与已有结果进行了比较,分析结果表明,基于混沌的网鱼算法具有较高的搜索效率,可应用于道路边坡的设计。     

公路岩质边坡稳定性评价的能量法研究

针对公路岩质边坡稳定性分析评价问题,根据能量法原理和塑性极限分析上限定理,建立了岩质边坡平面滑动的屈服机构.在刚塑性假定条件下,视岩质边坡的滑体为刚体,没有内能耗散,视滑面为塑性区,能量耗散主要集中在滑面上,根据能量法可以得到简化后的虚功率方程.综合考虑作用在岩质边坡上的后缘裂缝静水压力、沿滑面扬压力、重力、水平地震惯性力、锚固力等外力,按照强度折减法,推导得出了公路岩质边坡稳定性评价的能量法上限解.通过典型算例,将能量法上限解和刚体极限平衡法稳定系数计算结果进行了对比分析.     

顺层缓倾复合介质边坡水力驱动型滑移破坏机制研究

为了对水力作用下顺层缓倾复合介质边坡稳定性进行定量研究,以沪蓉高速公路彭家湾某同类边坡为例,基于极限分析上限法原理建立针对性的简化力学计算模型。首先,根据位移协调条件以及塑性力学关联流动法则,构建出一个机构允许的应变速度场;其次,根据流体力学原理,在Hoek和Bray假设的基础上,建立适合顺层缓倾复合介质边坡的水压分布模型。通过边坡内水压分布特性分析,得出水力作用（潜滑面扬压力、潜滑面动水压、后缘张裂隙静水压）均与后缘张裂隙内充水高度直接相关;在此基础上,分别建立临界充水高度与临界降雨强度表示的边坡滑移失稳判据。通过该力学模型,计算工程案例边坡滑坡时后缘张裂隙临界充水高度值与临界降雨强度值,确定边坡滑移失稳时滑移面具体位置,并进行边坡稳定性的敏感性因素探讨。研究结果表明：当后缘水位达到临界充水高度或降雨强度达到临界值时,边坡沿着稳定性系数最小的潜滑面发生滑移破坏;底层滑体厚度仅影响底层滑体的稳定性;岩层倾角小于15°时,各潜滑面稳定性受倾角影响较大;水力作用下边坡稳定性下降主要由潜滑面扬压力与张裂隙静水压引起,动水压几乎没有影响。     

边坡岩石块体动力响应及锚固抗震效应研究

为研究路堑岩质边坡的抗震设防问题,在对汶川地震震区公路沿线岩质边坡进行震害调查的基础上,以川藏公路沿线某处典型岩坡为例,结合块体理论分析和动力数值计算,对边坡岩石块体的地震动反应特性及块体锚固效应进行研究。结果表明:节理会造成加速度的显著放大,未锚固的楔形块体加速度放大系数比完好岩体大3倍;锚固后,加速度放大系数比锚固前减小了30%。频谱分析表明,节理面降低了岩体的整体性,提高了地震动放大的幅值,扩大了加速度放大的频率范围,并使自振频率接近地震波的主频,从而增强了块体的地震动反应强度;锚固使节理岩体的自振频率远离地震波的主频,降低了节理面附近岩体响应加速度的幅值,从而提高了岩体的抗震能力。     

自然类比法在黄土路堑边坡设计中的应用研究

根据目前黄土地区公路路堑边坡设计仍以自然类比法为主要设计依据的现状,以陕西黄土自然边坡为调查研究对象,提出极限状态坡的定义及鉴别标志。测量了79个陕北至关中黄土极限状态坡,并将其按地形地貌、粒度组成和抗剪强度特征等的差异,划分为3个地段进行对数线性模型回归和不同置信度下的统计分析,给出3个地段不同置信度下坡高与坡度的相关关系,将自然类比法从各工点的定性分析转化为系统的定量分析。结果与目前已修建的黄土路堑边坡对比,认为量化的自然类比法可以作为黄土路堑边坡设计的一个系统方法。     

含弱面岩质路堑边坡开挖坡角优化设计方法及应用

根据含软弱面岩质边坡的岩体结构特点,概化出含弱面岩质路堑边坡开挖坡角优化模型。建立了基于极限平衡方法的计算含软弱面岩质边坡最优开挖坡角的方法。将这种方法运用于某公路路堑高边坡的实践中,确定了影响其最优开挖坡角因素并确定了正交试验方案表,采用正交试验对各因素进行了敏感性分析,确定了该公路含弱面岩质路堑边坡的最优开挖坡角的合理取值范围,最后通过对该公路边坡实例的分析,证明这种计算模型作为一种计算最优开挖坡角简便途径的有效性和实用性。     

均质边坡稳定分析的上限解探讨

为探讨边坡稳定分析时得到精确上限解的方法，以无重边坡极限承载力问题为例，依据滑移线场确定破坏机构，推出一个上限解公式，并采用算例与能量法和有限元方法进行比较。分析结果表明：依据滑移线场确定破坏机构所得到的上限解公式与经典滑移线法承裁力公式相同；依据滑移线场确定破坏机构得到的上限解的结果略小于能量法和有限元方法的结论，属于3个上限法中的最小上限解；且能量法和有限元方法最终搜索出的滑面也和滑移线吻合。可见依据滑移线场确定破坏机构的上限法正确、可行、简单、有效，说明以滑移线作为破坏机构的分块模式合理，可得到较精确上限解。