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。     

贵环高速顺层岩质边坡变形机制分析及临滑宏观判据研究

通过对贵环高速公路顺层边坡现场工程地质条件的系统调查,在边坡岩体结构类型、结构面与坡面组合特征、稳定性影响因素分析的基础上,采用有限元数值模拟技术,结合工程地质条件分析,对其变形破坏机制及临滑宏观判据进行深入探讨。研究结果表明,边坡处于滑移拉裂型滑坡的加速蠕滑阶段,边坡变形受层间软弱夹层及岩体结构控制作用明显,临空面卸荷作用促使岩体张裂隙自软弱夹层处向坡顶面逐渐扩展并贯通,节理切割作用促使边坡滑移块体的形成,静水压力作用促使张裂隙自坡顶面向软弱夹层面逐步张开形成地表水下渗的通道,软弱夹层在地下水软化作用下促使边坡整体失稳,形成边坡滑塌区和变形区;该边坡局部失稳的临滑宏观判据为拉张裂缝距坡顶距离为8.0m,整体失稳的临滑宏观判据为拉张裂缝距坡顶距离为18.0m、滑移块体的厚度为16.0m、裂隙充水比例为80%,为该边坡的临滑预警提供了量化的宏观判据。     

马巢高速公路沿线滑坡变形破坏特征分析

北沿江高速公路马巢段沿线路基开挖后,形成了大量路堑边坡,自2012年4月开始,部分边坡陆续出现滑动失稳现象。为确保后期施工和运营安全,对沿线33个边坡开展了全面调查,对部分边坡取样后进行了膨胀性判别试验。分析表明,沿线边坡变形破坏主要表现为土质边坡浅层滑移、深层滑移以及岩质边坡顺层滑移。土质边坡主要为松散堆积体,土体中夹杂多具有膨胀性的土团块,这些膨胀性粘土受干湿循环作用下反复胀缩,使得土体更加的松散,吸水后强度衰减十分严重,易形成浅层坍塌或深层滑移。岩质边坡多存在泥化夹层,大部分具有弱~中膨胀潜势,吸水膨胀后抗剪强度降低,易形成潜在滑动面,一旦开挖造成结构面临空,在自重应力作用下易发生顺层滑移变形破坏。     

确定边坡潜在滑移面的方法研究

运用极限平衡法在进行边坡稳定性分析时,首先要假定潜在滑移面,这存在一定的主观性。为此,可将极限平衡法和有限元强度折减法结合起来,根据有限元计算的应力和变形计算结果,确定边坡内部可能发生滑移的潜在滑移面,以弥补极限平衡法在滑移面假定上的不足。通过算例,采用塑性位移等值线梯度方向上特征节点位移的突变作为失稳判据,用强度折减弹塑性有限元法计算边坡内的应力和变形,得到假定的潜在滑动面,并用B ishop法计算安全系数。结果表明,用有限元强度折减法寻找潜在的滑移面是可行的。     

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。     

基于坡面位移信息的顺层岩质边坡动态稳定性分析

边坡工程监测中,虽然能够准确获得边坡的坡面位移,但却不能直接判断边坡动态稳定性。为此,特建立顺层岩石边坡变形演化过程的数值计算模型,采用FLAC3D内置的遍布节理本构模型模拟岩体,并按强度折减法降低边坡岩体抗剪强度参数,获得边坡空间位移信息及坡面关键点位移-安全系数的相关关系。分析结果表明:边坡体从稳定发展至整体失稳,坡体变形经历了匀速变形、加速变形和剧烈变形3个阶段;关键点位移-安全系数之间具有良好的函数关系;空间位移特征与破坏模式相关,滑移拉裂破坏模式、顺层滑移破坏模式、压溃破坏模式分别从"r"形和三角形发展至整体失稳的"U"形。据此提出顺层岩质边坡动态稳定的位移分析方法。     

驿宛高速公路路堑高边坡监测与稳定性评价

结合驿宛高速公路一段路堑边坡,介绍了以监测锚杆受力情况判断边坡潜在滑移面和评价边坡稳定性这一新方法,并在工程中应用.同时,运用FIAC软件对边坡的稳定性进行了数值模拟计算,通过现场监测和数值模拟,判定边坡稳定状态,分析变形发展原因,并对支护效果作出评价.     

岩质边坡开挖变形破坏特征及锚索支护分析

以贵州省毕节境内某大型开挖边坡为例,采用高密度电法、岩体结构面统计和地质调查方法获得了开挖边坡结构特征。通过现场调查、监测和有限元模拟分析,揭示了该开挖边坡变形破坏特征,从而得出滑移-拉裂的变形破坏模式,提出了锚索支护方案并通过数值模拟进行支护效果分析。     

边坡滑动面三维空间有限元分析

提出了一种用三维潜在滑移面法分析三维边坡滑动面及稳定性的新方法,该方法根据弹塑性有限元的应力分析结果,用数值积分方法确定边坡的潜在滑移面、最危险潜在滑移面和边坡稳定性安全系数,具有充分的理论依据。通过对大量三维边坡实例的稳定性安全系数及最危险滑动面的分析得出,三维边坡按平面边坡处理会引起较大的分析误差,三维边坡应该按三维问题进行分析。     

软硬岩互层式复合岩层边坡稳定性分析及其加固技术研究

复合岩层边坡稳定性一直是土木工程建设者所关注的热点问题。文章以软硬岩互层式复合岩层边坡为研究对象,对其变形破坏机理、破坏模式进行了研究,并分析了边坡稳定性影响因素;采用大型通用有限元软件 ABAQUS 对垄茶高速公路典型复合岩层边坡进行了稳定性分析计算;最后针对复合岩层边坡特点,提出了“基脚挡墙、深层锚固、浅层防护”的加固方案。研究结果表明,软硬岩互层式复合岩层边坡变形破坏模式可分为滑移-拉裂-剪断破坏、平面旋转式的滑移-拉裂破坏、弯曲-倾倒破坏及块体滑移破坏四种类型;影响边坡稳定性的因素主要包括结构面、地层岩层、水及风化作用;复合岩层边坡综合加固方案能有效地提高边坡的稳定性,确保边坡在运营过程中的稳定性。文章的结论对以后类似工程的建设具有较好的指导意义和应用价值。     

基于Geo-Studio的高边坡稳定性分析

针对贵州拟建化工基地平场后形成的10个高边坡，通过运用Geo-Studio软件的SIGMA/W及SLOPE/W模块对边坡进行稳定性和变形计算，分析了开挖后的边坡在锚索加固支护前后的天然和暴雨工况下稳定性及其变形，研究了在未支护情况下边坡的最危险滑动面和变形以及锚索加固支护后的边坡稳定性。     

基于变形分析的路堑边坡稳定性研究

依托某路堑边坡工程,采用有限元变形分析方法分析现状边坡变形破坏特征,提出合理可行的加固措施,并分析了加固边坡的稳定性。结果表明:该边坡主要破坏模式是由坡脚开挖、降雨入渗导致潜在滑体强度下降,从而引发表层滑动,原设计边坡的3个工况均不满足工程稳定性要求;边坡采用减缓坡比及坡面系统锚杆加固措施,并在边界外设置截排水沟后,减小了降雨及地下水对边坡岩土体强度的软化作用。     

红岩寺至景阳公路路基边坡稳定性分析

对红岩寺至景阳公路K36+265~+355段路基边坡工程,分别采用二维极限平衡法和三维数值模拟法,从岩土体内部变形和应力的角度出发并结合安全系数大小进行边坡稳定性分析。结果表明:研究区整体已发生变形,变形以垂向沉降和纵向下滑为主;整体土层均受拉应力;存在潜在滑动面,滑面为圆弧形;边坡在正常工况下整体处于稳定状态,在降雨作用下,将形成潜在破坏面。考虑到暴雨天气及升级改造的种种未知因素,需要对此路段加以防护,以免路基滑塌。     

西尔瓜子古滑坡新活动区成因机制及数值模拟分析

西尔瓜子古滑坡新活动区是由一个大型古滑坡堆积体局部复活而成,毛尔盖水电站水库二期蓄水位达到2085 m高程左右时,滑坡体前缘部分发生较大规模的垮塌,该滑坡若产生速滑,将威胁附近新建麻窝移民集镇和斜坡内省道贝尔隧道安全,甚至给毛尔盖水电站大坝造成影响。在查明该滑坡地质环境条件、斜坡地质结构、变形滑动现象与特征和变形滑动模式基础上,采用有限元分析软件FLAC3D,基于流固耦合分析原理,建立地质结构模型,研究了该滑坡在库水作用下的变形过程及机制,确定了该滑坡滑动的临界库水位,并利用极限平衡分析方法就稳定现状和发展趋势进行了评价预测。结果表明,滑坡进一步滑动的临界库水位在2 105 m时,滑坡整体处于失稳状态。必须采取加固措施,确保工程和人民的安全。     

某高速公路顺层软岩边坡开挖稳定性分析及支护方案研究

以贵州省某高速公路顺层边坡为例,在分析工程地质条件和开挖扰动的基础上,结合离散元软件UDEC,模拟开挖后边坡在未支护及支护条件下的稳定性和变形特征。结果表明,边坡开挖后,在未支护情况下,会发生沿岩层面的滑移破坏;采用锚索支护后,边坡变形得到了较好控制。根据研究结果,基于边坡变形特征、降雨影响等因素,提出综合防治建议。     

基于有限元水平地震荷载作用下土坡稳定性分析

基于GeoStudio有限元软件,分析水平向地震荷载对边坡稳定的影响,借助拟静力法和莫尔-库伦理想弹塑性模型在水平向地震荷载作用下的应力、变形,应用slope/w刚体极限平衡稳定分析程序与sigma/w有限元程序相结合的方法,以有限元矩形单元网格边界组成的锯齿状滑裂面替代传统的圆弧滑动面,对一土坡的稳定性进行了分析。计算结果表明,二者的计算结果相近,且在相同工况下有限元计算安全系数略大于刚体极限平衡法计算安全系数。     

直线滑动面法分析路基边坡稳定性的探讨

直线滑动面法适用粘聚力小的土质路基边坡稳定性分析,一般通过假设几个典型滑裂面,计算最小稳定系数,确定边坡的稳定性。直线滑动面法最危险滑动面直接解法可直接确定路基边坡最小稳定性系数,简化了路基边坡稳定性分析的计算工作。文中通过算例分析了粘聚力、边坡率和摩擦角对路基边坡稳定性的影响,表明边坡率和摩擦角对路基最危险滑裂面位置影响较显著,而粘聚力对路基最危险滑裂面位置几乎没有影响;粘聚力、边坡率和摩擦角对路基稳定性系数影响均显著。     

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。     

微型桩加固土质边坡极限抗力分析方法

为了给微型桩加固土质边坡的工程设计和安全评价提供参考,针对工程中常见的黄土、冰碛土和风化页岩进行单根微型桩在横向滑体变形作用下的承载力特性试验。采用数值模拟方法,考虑桩-土接触作用和岩土的非线性行为,建立微型桩加固土质边坡时极限抗力的分析模型,以桩截面极限弯矩和桩身最大水平位移为控制条件,提出确定微型桩加固土质边坡极限抗力的分析方法,并将分析结果与试验结果进行对比。分析微型桩加固土质边坡时的变形机制、破坏模式以及分别加固黄土、冰碛土和风化页岩时的极限抗力。研究结果表明：所建立的微型桩极限抗力分析模型在确定微型桩加固土质边坡极限抗力时具有较高的精度,直径115 mm微型桩在厚度为60 cm的滑体横向变形作用下的极限抗力约为10～20 kN,微型桩的极限抗力受到岩土类型影响,边坡岩土强度较高时微型桩的极限抗力更大;微型桩加固土质边坡时的破坏模式为弯曲破坏,主要由于微型桩截面弯矩超限所导致,桩身破坏部位在滑面以下约4倍桩直径的深度位置;滑体横向变形作用下微型桩顶水平位移在开始阶段呈线性增加,随着滑体位移量逐渐增大,微型桩顶部与桩后岩土之间产生了脱空现象。     

公路边坡稳定性分析的二维变分方法

基于变分法的基本原理与边坡稳定性变分分析的基本方法,推导和建立了边坡稳定二维变分分析的计算公式,并编制了相应的计算程序;结合公路边坡工程稳定性分析的实践,研究变分法在公路边坡稳定性分析中的应用,并与极限平衡分析方法进行对比。研究结果表明:变分法与极限平衡分析方法的分析结果在安全系数数值上比较接近;潜在滑动面的形状为对数螺旋滑动面而非圆弧滑动面,且采用对数螺旋滑动面进行变分分析更符合公路边坡工程的实际。