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。     

Barton经验公式在岩质边坡稳定性分析中的应用

由于岩质边坡的失稳几乎都是沿着结构面发生的，而岩体结构面的抗剪性能并不完全满足莫尔—库仑准则，因此在岩质边坡的稳定性分析中采用莫尔—库仑准则会带来较大误差。本文用Barton经验公式代替莫尔—库仑准则进行岩质边坡的极限平衡稳定性分析，以更好地反映岩体结构面的抗剪性能，并通过简单算例阐明了莫尔—库仑公式及Barton经验公式在岩质边坡稳定性分析中的差异。     

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。     

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。     

地震作用下土钉支护边坡稳定性分析

在考虑土钉对土质边坡稳定性影响的情况下,根据土体边坡滑移面的破坏模式、塑性极限理论以及拟静力法,建立了地震作用下土钉支护边坡稳定性模型,推导了边坡滑移面圆心位置与稳定系数之间的函数关系以及滑移面上耗散内能的计算表达式,并且采用遗传算法,实现了地震作用下土钉支护边坡的稳定性验算。结果表明:这种计算方法避免了在圆弧搜索中陷入局部最小值的缺点,可以考虑孔隙水压对稳定性的影响,对土质较均匀的黄土地区是适用的。     

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。     

顺层岩质斜坡溃曲破坏机理的力学分析

分析顺层岩质斜坡的溃曲破坏模式,建立力学模型,运用梁板理论分析斜坡滑移弯曲变形破坏的机理。计算挠曲曲线的理论解,得出岩质斜坡发生溃曲破坏的临界坡长。以某桥基斜坡为工程实例,计算斜坡在天然、暴雨、暴雨+地震3种工况下的临界坡长,发现雨水和地震对斜坡临界长度有较大的影响。研究对深入理解该类斜坡的变形破坏具有参考价值。     

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。     

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.     

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。     

基于失稳机制的岩质路基边坡加固方案优化

以边坡失稳的普遍机制为基础,对边坡岩体的应力环境变迁、表生环境下边坡岩体的演化过程及岩质边坡加固方案优化问题进行了初步探讨。结果表明:坡面卸载诱发的应力场变化决定了边坡失稳的必然性,降水起源的地下水是驱动边坡岩体发生渐进性演变的核心因素;应力场恢复和防水是边坡加固方案优选的首要目标;预应力地锚群应成为岩质边坡加固的首选方案;在坡面设置坚固的防水屏障不仅可以遏制岩体表生演化,而且对防止地锚腱体松弛及防腐也是重要的。     

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.     

岩石损伤破坏过程声发射试验及其能量特征分析

声发射是岩石变形破裂过程中的重要物理现象,也是反映岩石力学特性的一个本构参量.通过三轴应力条件下大尺度岩石损伤破坏声发射试验,得到了3类岩石破坏全过程力学特征和声发射特征.试验中利用高速多通道声发射数字记录系统,获得了岩石试件破坏前微破裂活动的详细时空分布数据.基于试验结果,研究了3类岩石(花岗岩、砂岩、大理岩)压缩变...     

岩石隧道受震反应之工程影响因子研究

地震发生频繁区域之岩石隧道受震破坏案例已发生多起,其相关研究课题已日渐受重视,惟土层隧道耐震设计已有规范遵循,岩石隧道者者尚缺乏深入探讨。研究采经岩石隧道震后破坏案例及解析解等验证正确性之动态数值分析模式,探讨岩石隧道受震工程影响因子,包括衬砌刚度、衬砌与岩盘互制、围岩加劲及围岩弱化等。由分析结果知,衬砌劲度越大,震波引致最大应力增量正规化值愈大,即震波引致应力增量值愈大,因此隧道衬砌耐震设计不能全以提高劲度为主要方法;隧道衬砌与岩盘互制作用研究结果显示,采用匀滑开挖、防水膜及衬砌与岩盘填补增加滑动性材料等,可减少衬砌受震引致轴向应力增量,达到减震效果;岩石隧道混凝土衬砌外侧之再加厚衬砌与辅助工法等加劲措施,经采用等值劲度模拟分析结果显示,采用如一次支撑及辅助工法提高围岩劲度,将增加衬砌轴向应力,但减少剪应力及挠曲应力;加大加劲范围可减少衬砌轴向应力,但将增加剪应力及挠曲应力;开挖引致的松动区减少围岩劲度,将减少衬砌轴向应力,但增加剪应力及挠曲应力。     

震区岩质边坡稳定性现场监测试验

本文结合理县至小金公路(理县段)豹子嘴边坡灾后重建项目实际情况开展了边坡现场稳定性监测试验,监测期间区域范围曾发生3次4.8级以上的地震,根据监测结果得到以下结论:施工后坡面在经历2个月的变形衰减后,基本趋于稳定;该处边坡为反向结构面,地震还将对坡表岩体结构产生一个挤密的变形作用,利于坡表岩层的稳定;地震作用对边坡浅层...