层状岩体顺层滑动边坡破坏机制及锚固机制的研究

通过对层状岩体顺层滑动边坡破坏机制、破坏模式的研究,提出实际工程治理中最适宜采用的治理方法是使用锚杆进行加固,并提出最优锚固角及锚杆加固的受力分析,希望能为该类型边坡的防治工作提供有意义的理论依据及实际指导作用.     

岩体节理裂隙特征的分形研究

岩石的节理裂隙特征，包括其方位、形态、规模、间距、裂隙宽度、粗糙度、壁面强度等。本文利用自相似性原理，给出了节理裂隙的起伏度、粗糙度、张开度等分形表达式。通过详细的工程地质调查得到的某一实际边坡的分析结果有力地支持了本文的研究成果，进而为岩体工程的稳定性评价提供了良好的基础。     

基于“锚杆框架梁+主动防护网”的裂隙岩质边坡治理措施研究

以某高速公路某处岩质边坡为研究对象,采用极限平衡法并结合Hoek-Brown经验强度准则对边坡的治理措施进行有效性评估。该处边坡最典型的特点是岩层层理较薄,节理发育,受风化作用严重,都处于极限平衡状态,较难直接确定计算参数。因此,首先通过现场地质调查获取边坡基本地质信息并确定边坡的典型计算剖面形态,然后采用slide软件反演合适的岩体计算参数,为设计合理的边坡支护方案奠定基础。最后,针对提出的设计方案,分析在3种工况(正常工况、暴雨工况、地震工况)下边坡防护措施的有效性,对治理后的边坡稳定性进行了评估。     

岩质陡坡防护与绿化复合结构研究

研究目的:硬质陡坡的防护与绿化一直是工程界的一个难题,本文通过深圳地铁7号线深云车辆段岩质高边坡防护绿化研究,提出一种加固硬质陡峭岩石边坡的复合结构。在该复合结构中,采用锚杆、注浆措施对边坡节理面、裂隙进行加固,提高边坡的整体稳定性;采用植生条与主动防护网来稳固喷混植生基材和局部破碎岩体,提高边坡的局部稳定性,从而减弱地表水对坡面的冲刷,减缓坡面岩石的风化速度,绿化坡面。研究结论:(1)硬质岩石边坡的深层稳定主要受内部结构中的节理、裂隙发育程度控制,采用系统锚杆与随机锚杆结合注浆的方式,对岩质边坡稳定性有较好的加固效果;(2)将植生条在岩质坡面上按照一定间距进行固定,提高了岩质边坡的坡面摩擦系数,使喷混基材能够更好的粘附在岩质坡面上;(3)植生条采用普通的土工布材质,内填充普通种植土,当喷混植生基材稳定在坡面上时,草灌生长后,植生条土工布降解将袋内土壤露出,可作为坡面土壤的补充;(4)本文所研究的岩质陡坡防护与绿化复合结构在深圳地铁工程中得到了很好的应用,可为铁路、地铁、公路及建筑工程类似的岩质陡坡防护与绿化工程提供借鉴。     

锚注技术在边坡岩体加固中的应用

结合某高速公路边坡岩体加固工程 ,介绍锚注技术的应用 ,即在一定的压力作用下 ,将水泥浆压入边坡岩体的节理裂隙中 ,通过水泥浆在节理裂隙中的充填作用或与介质充填物的结合作用 ,使岩层中薄弱结构面的强度和破碎岩块的稳定性得到提高。     

黑色岩体边坡破坏的内在机理研究

研究目的:贵广线桂林段沿线由黑色岩层构成的岩体边坡在外界环境作用下,较容易发生失稳破坏,对该铁路的设计运营均会带来不良影响.因此通过对黑色岩体边坡破坏的内在机理进行研究,从而为将来该类型边坡的治理提供理论依据.研究结论:指出黑色岩体边坡产生风化破坏的条件为边坡岩体节理裂隙发育、存在地表水流和一定含量的黄铁矿.研究发现黄铁矿氧化作用产生的酸性水是引起黑色岩体边坡破坏的主要因素,该化学作用可造成岩体内部孔隙空间变大、物质成分溶解流失及岩体结构面颗粒间摩擦力的减弱.通过对黑色岩层边坡破坏的内在机理研究,建议今后对该类边坡的治理应从酸性水产生的根本着手,即采取一些遏制黄铁矿风化氧化及物质成分蚀变方面的工程措施.     

基于遍布节理模型的顺层边坡稳定性影响因素分析

在应力作用下,层状岩体表现出相对于均质各向同性的岩体更为复杂的力学行为,针对该种岩层采用目前广泛使用的各向同性本构模型在受力行为及变形破坏的机理上会造成较大的误差,以成都至兰州高速铁路某隧道洞口段边坡工程为研究背景,采用FLAC~(3D)自带遍布节理模型(ubiquitous-joint模型)描述层状岩体的各向异性特征,对岩体及节理面的稳定性影响参数进行强度折减并分析其与边坡安全系数的关系。结果表明:边坡的整体安全系数F随节理面倾角呈先减小后增大再减小的趋势;岩体与节理面的黏聚力、内摩擦角的相对值大小影响边坡安全系数的变化规律,而与绝对值大小无关,并且均在安全系数最低的30°倾角表现更高的敏感性,层状岩体的剪胀性对边坡安全系数的影响与节理模型的范围和岩体与节理面的内摩擦角相对值有关。     

基于3DEC裂隙岩体强度的参数敏感性分析

结构面是裂隙岩体的主要特征,利用离散元软件3DEC程序,通过变化单节理结构面的倾角度数,计算得到裂隙岩体的强度变化情况,在此基础上分析裂隙岩体的主要参数岩(石摩擦角和粘聚力)以及节理摩擦角和粘聚力对其强度的影响,得出各参数影响裂隙岩体破坏形式和强度的规律,并分析结构面位置和结构面的组数对岩体强度的具体影响。     

吉林省柯岛组砂岩边坡破坏机制和治理措施研究

以延图高速公路中里滑坡治理为依托,研究分析地层岩性、地质环境等对柯岛组砂岩边坡稳定性的影响,研究表明：柯岛组砂岩中的凝灰质成分易形成软弱泥化夹层,成为潜在滑动面,在开挖卸荷和地下水作用下,易发生沿潜在滑动面的顺层滑动或蠕滑破坏;边坡治理方案应首选抗滑桩,必要时可在滑坡体前缘设置抗滑挡墙;还可采取削坡与压脚工程,并采用植被护坡、地表排水、坡体裂隙封闭等方式防止地表水入渗。     

映秀特长隧道单压明洞施工技术

映秀隧洞进口段地处2008年"5.12"大地震的震源中心地带,"5.12"大地震产生的剧烈地层挤压、振动、剪切运动等,使岩层断裂带松散破碎加剧,节理裂隙进一步发育,裂隙变成断裂带,节理变成裂隙,闭合裂隙变成张性裂隙,嚼合裂隙变成错位裂隙等。由于洞口岩体极为破碎,构造节理极为发育,且边坡高陡,极易产生崩塌落石,容易造成明洞偏压,存在较大的安全隐患。针对这一技术难题,介绍明洞基础处理、明洞浇筑、洞门墙施工、抗滑桩桩基加固和明洞回填等关键技术,为类似工程施工提供借鉴。     

渝黔铁路乌江大桥左岸边坡稳定性评价

渝黔铁路横穿我国西南深山峡谷区,地质条件复杂,其中乌江大桥为线路制约性工程之一。桥址区边坡高陡,节理发育,尤其是左岸发育贯通裂隙,边坡地质问题突出。现场调查和二维离散元模拟计算结果表明,桥梁修建后对边坡岩体特别是桥墩基座附近的岩体造成一定破坏,并预测了崩塌落石的范围;进而采用强度折减法对边坡稳定性进行了有限元分析,分析结果显示,岸坡整体稳定性较好,桥梁荷载作用下整体稳定性系数1.40,但局部会产生破坏。建议对桥基下方塑性区范围岩体予以加固。     

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。     

适用于破碎岩质高边坡的新型生态防护结构研究

研究目的:在工程建设中对高差较大的岩质边坡工点,因节理裂隙发育将边坡岩体切割得较为破碎,常规的加固方式为框架梁锚杆+ 植被混凝土绿化护坡,但框架梁锚杆的大面积使用造价较高,而单纯采用植被混凝土绿化护坡又不能保证破碎高边坡的整体稳定性.通过研究提出一种适用于破碎岩质高边坡的新型生态防护结构,并通过工程实例验证其适用性.研究结论:通过对以往高边坡工程中可采用的台阶式边坡防护和框架梁锚杆+植被混凝土绿化护坡加固2种防护方案的对比分析可知,2种方案都存在不足之处,不能满足有关边坡防护工程整体稳定性要求.通过研究提出了一种适用于破碎岩质高边坡的新型生态防护结构,此结构将锚杆对浅层不稳定体的有效加固与植被混凝土绿化护坡相结合,达到对高边坡的防护作用,又改善了工程环境.通过在新建丽江车站高边坡工程中的应用效果良好.     

不同产状岩质隧道稳定性数值模拟

以大梁山特长隧道工程为研究对象,通过研究不同产状岩体隧道围岩力学响应、变形特性,主要得出如下结论:岩体强度和变形特性强烈地受制于节理方位,隧道开挖后岩体沿倾斜层理面剪切滑移,节理倾角不同,隧道破坏形态和部位以及失稳模式亦不相同;由于倾斜节理会导致岩层剪切滑移破坏和地质偏压,从安全和经济出发,非对称支护参数设计显得尤为重要,而现行隧道设计规范均以等长、等间距系统锚杆设计,其合理性值得进一步商榷.     

强度折减法在高陡岩质边坡工程中的应用

岩体中含有大量的不连续面,如层面、节理、裂隙、软弱夹层、岩脉和断层破碎带等,传统的瑞典条分法等往往难以应用于岩质边坡的稳定性评价。本文基于强度折减法,采用有限元软件ANSYS研究了高陡岩质边坡的稳定性分析方法。对实际工点的分析结果表明,该方法能够较好地反映出高陡岩质边坡具有拉裂性质的破坏机理,未加固工点边坡安全系数为1.09;加固边坡的安全系数为1.30,表明边坡病害得到了根治。此外,采用刷方和预应力锚索加固相结合的方案可以有效控制高陡岩质边坡变形,可供类似工程借鉴和参考。     

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。     

裂隙岩体隧道爆破设计方法及应用

钻爆法开挖是隧道工程开挖的重要方法之一,且天然岩体中赋存大量节理裂隙,会对隧道爆破质量产生严重的影响,目前隧道爆破设计方法仍以经验法为主,且缺乏对节理裂隙的考虑。本文通过使用新型地质扫描仪进行裂隙确定并研究了裂隙岩体隧道爆破设计方法,包括炮孔布置、装药量计算、起爆方式选择等方面,并以华家山隧道DK142+201.3上台阶为试验断面进行现场应用,验证了设计方法的可行性和有效性。现场测试结果表明,本文提出的裂隙岩体隧道爆破设计方法可以提高爆破效果,降低爆破对周围环境的影响,为类似工程提供参考。     

岩体边坡锚注加固模拟试验研究

通过对层状岩石边坡锚注加固模拟剪切试验的研究,对比分析各种结构节理剪切力—剪切位移全程曲线的特点;阐述节理剪切破坏各个阶段的细观过程及不同节理的抗剪切强度和抗剪切刚度的特征。研究表明:锚注加固节理面抗剪切强度并不等于锚杆和胶结面抗剪切强度之和,其强度同步发挥的程度与锚杆钢筋的取材及钢筋配筋率有关;边坡锚注加固后,节理由原来的摩擦型节理和加锚柔性节理变为锚注刚性节理,由于节理的变形减小,可以有效地控制边坡的位移量;锚注节理的抗剪切强度随锚杆与节理面夹角的增大而减小,两者呈反比关系;当剪切力方向与锚杆倾向相同且在锚杆与锚注节理面夹角从90°到30°的变化过程中,锚注节理的抗剪切强度逐渐增大,表现为节理面的C值和φ值逐渐增大。     

东巨寺沟隧道洞口边坡、仰坡坍方处理

针对隧道洞口边坡、仰坡的大塌方采取一系列措施进行综合治理。这些措施包括采用注浆锚杆和网喷加固边坡、仰坡；修筑片石混凝土挡墙加锚杆锚定以阻挡山体滑移；此外还在油口修筑明洞、完善引水、排水系统。综合治理的效果明显。     

岩体节理及岩块力学参数对TBM净掘进速率的影响

为研究岩体节理及岩块力学参数对TBM净掘进速率的影响,采用离散元法分析岩体节理倾角和间距对TBM净掘进速率的影响。结合施工现场统计资料,研究岩块力学参数与TBM净掘进速率相对关系。结果表明：(1)当其他条件不变,节理倾角在0°～60°时,TBM净掘进速率随节理倾角增大而加快;而当节理倾角在60°～90°时,TBM净掘进速率随倾角增大而降低。(2)一定范围内,节理面发育程度越高,节理组数越多,TBM净掘进速率越高。(3)TBM净掘进速率随岩石单轴抗压强度和弹性模量增大而减小,随泊松比增大而提高。本文得出一系列有意义的拟合曲线,可为定量分析TBM净掘进速率与岩体节理及岩块力学参数之间关系提供依据。