地质勘察时顺层路堑边坡稳定性的初步判定方法

基于对顺层边坡稳定性影响因素的研究成果,从路堑边坡岩层走向与线路夹角、不同岩性岩层结构面综合内摩擦角、岩层倾角、岩层厚度等方面对地质勘察时顺层路堑边坡稳定性的初步判定方法进行探讨。结果表明:岩层走向与线路夹角是路堑边坡稳定性的首要判定条件;对高度不大于30 m的边坡,岩层结构面倾角大于其综合内摩擦角是判定路堑边坡稳定性的条件之一;岩层倾角在10°～85°时路堑边坡受到破坏,大于85°时破坏模式转变为倾倒破坏。对顺层路堑边坡稳定性进行初步判定后须经设计检算确定支挡防护措施。     

基于巴西劈裂试验的顺层板岩边坡“滑移-拉裂”破坏研究

怀通高速公路沿线边坡以板岩边坡为主,为揭示板岩边坡的破坏模式与板岩层理角度之间的关系以及获得板岩边坡的稳定性判据,进行针对性的试验研究和理论分析。选取沿线边坡岩样并按照不同层理角θ进行分组,开展巴西圆盘劈裂试验。试验发现：随着层理角度的变化,试样发生5种破坏模式,0°〈θ〈30°时为拉伸破坏,30°〈θ〈45时为拉裂-滑移破坏,45°〈θ〈75°时为滑移-拉裂破坏,75°〈θ〈90°时为滑移破坏,θ=90°时为压张型破坏;其次,对顺层板岩边坡整体滑移破坏和局部滑移-拉裂破坏判据进行推导,得出发生整体滑移破坏的临界坡高公式以及发生局部滑移-拉裂破坏的临界坡长方程。最后,结合怀通高速公路沿线板岩边坡进行实际应用,与沿线板岩边坡实际稳定性情况相吻合。     

锚固岩质边坡在地震作用下的动力响应

边坡锚固因其良好的力学性能和锚固效果而获得广泛应用.借助有限差分软件FLAC3D,对高8m、坡角60°的均质岩坡在不同峰值加速度、频率地震波作用下的动力响应进行了分析.研究表明,调整输入Kobe地震波的加速度和频率,锚固岩质边坡沿顺坡面上加速度峰值放大系数PGA非线性增大,在坡顶处达到最大值.塑性破坏区随着峰值加速度、输入地震波频率的增大而增加,锚杆轴力随相应的塑性破坏区增多而增大.     

西成高铁东崂峪大桥岩质边坡稳定性研究

西成高铁穿越秦岭山区,多处桥台位于高陡边坡上,其中东崂峪大桥西安台坡高约120 m,基岩裸露。为评价该边坡的稳定性,首先对该边坡进行了地质调查,并取代表性样本进行了岩石试验,然后运用总结归纳、极限平衡分析法进行理论分析,掌握了该边坡的地形地貌、地层岩性、地质构造,以及该边坡代表性岩样的饱和抗压强度、抗剪切强度、黏聚力、内摩擦角等物理力学指标,确定了边坡稳定性的影响因素,计算得出该高陡岩质边坡的稳定系数为1. 05,边坡稳定坡角为55. 4°。施工阶段桥台基础开挖后,验证了之前计算的稳定坡角基本合理,桥台基础设置满足工程需要。     

顺层高边坡开挖松动区的数值模拟研究

开挖顺层岩石高边坡,往往需要进行预加固,因而合理确定坡体开挖松动区范围就成为核心问题。根据坡体开挖后的应力和位移状态,给出开挖松动区的明确定义,即变形已经超出弹性变形的范围,出现塑性破坏的区域。介绍确定高边坡开挖松动区的数值分析方法。采用合理的计算模型,利用三维显式有限差分数值分析软件FLAC3D,对重庆万梁高速公路沿线某顺层高边坡分级开挖进行数值模拟,根据开挖后坡体塑性区的分布和变化对开挖松动区进行了分析。通过对该顺层高边坡失稳实例的分析,表明该分析坡体开挖松动区的方法是可行和合理的。     

锚索地梁加固边坡锚索拉力检测及稳定性分析

对京珠高速公路广东省境内K87+020-K87+315左侧锚索地梁边坡变形进行调查,对监测资料进行了分析,对锚索拉力进行了检测。结合锚索张拉试验结果,采用传递系数法对边坡整体安全状态进行评价。研究结果表明：该斜交顺层岩体结构边坡存在页岩软弱夹层,坡体内存在顺坡向的结构面;锚索存在腐蚀和锚固力降低的问题,处于较差工作状态;边坡处于欠安全状态,破坏模式为顺层斜交楔形滑坡,滑动面为多层多级。     

含软弱夹层顺层岩质边坡稳定性分析及处治研究

为解决含软弱夹层的顺层岩质边坡失稳问题,以锦赤铁路某顺层岩质边坡为研究对象,基于工程地质资料,分析该类滑坡的发生机理。建立力学模型,采用工程类比法、室内试验法和反算法确定边坡安全系数,以及软弱夹层结构面抗剪强度和岩层失稳横向极限长度,计算得出该边坡的剩余下滑力为1 684. 8 kN/m。针对滑移-拉裂型顺层边坡的破坏模式,提出通过反压回填、刷方减重、夯填裂缝等措施减少下滑力,设置抗滑桩和锚杆框架梁等综合处治措施。基于算得的剩余下滑力,采用定量分析法,得出抗滑桩和锚杆框架梁的布置形式:抗滑桩截面为2. 25 m×2 m,桩长18 m,桩间距为6 m;锚杆框架梁的锚杆间距为3. 6 m,菱形布置。监测数据表明,处治效果较为理想,可为此类顺层滑坡的预防和处治提供借鉴。     

顺倾结构面红层岩质边坡稳定性分析及治理

含顺倾结构面的红层岩质边坡开挖过程中极易发生边坡失稳问题。本文以东南地区一公路红层岩质边坡为研究对象,分析该类边坡的致灾因子,并针对该边坡沿顺倾结构面的滑动破坏模式,提出坡脚堆载反压、刷方减载、夯填裂缝、设置排水工程和锚固工程的综合治理措施。通过建立滑坡模型,采用室内试验法、反算法和极限平衡法确定滑面计算参数和滑坡推力,并对治理措施实施过程中边坡稳定性进行分析验算,论证治理措施的可行性。监测数据表明,治理效果较为理想。     

不同岩层倾角深埋硬岩隧道围岩开挖变形研究

研究目的:深埋硬岩顺层构造由于其分层特性和结构形式的特点决定了在这样的地质环境中开挖隧道,其围岩受力之后的变形和破坏具有一定的特殊性。本文以拟建某高铁黄草隧道为例,就深埋隧道顺层硬岩组合围岩在不同岩层倾角下的开挖损伤变形开展数值模拟分析评价,主要研究不同岩层倾角下的隧道围岩变形、围岩屈服渐进性及稳定性,并给出强度折减至极限状态时硬岩组合隧道围岩的变形破坏模式。研究结论:(1)随着岩层倾角的增大,顺层硬岩组合隧道主变形从岩层弯曲变形逐渐向顺层滑移变形转变,倾角增大至一定程度时( 75°),垂直层面局部位移相对较大,在滑移变形为主的基础上弯曲变形程度加大;(2)硬岩组合的开挖引起洞室周边一定范围内的围岩发生屈服,岩层倾角变化导致围岩屈服区范围大小发生改变,倾角为30°时屈服范围最大,以此为界减小或增大倾角,屈服区均表现为不同程度的减小趋势;(3)岩层倾角存在界限值,硬岩组合黄草隧道为40°,小于或大于该值稳定安全系数均减小,10°～75°区间内稳定安全系数变化幅度最高达17%;(4)强度折减条件下,围岩破坏模式略有变化,表现为:倾角≤30°时,垂直于层面方向的位移量和破坏范围大,围岩以层裂(弯曲折断)破坏模式为主;当倾角 60°时,顺层面方向破裂范围大,但垂直层面破坏优先启动;(5)本研究成果对促进该高铁的顺利建设和今后类似工程的建设有着理论指导意义和工程价值。     

铁路标准断面隧道节理倾角效应研究

以郑万铁路黄家沟隧道标准断面为研究对象,对不同产状岩质隧道进行稳定性分析,研究围岩力学响应、变形特性以及锚杆力学特征,阐明不同于传统松散介质的层状岩质隧道失稳模式及锚杆支护要点。结果表明:节理面极大削弱了岩体稳定性,开挖会引起沿层理面滑动,导致明显地质偏压。隧道开挖使得层间节理首先被破坏,节理离层区不是发生在最大主应力方向上,而是发生在节理垂直方向。水平层状或倾角较小时,顶部和仰拱节理之间产生离层区,易引起岩层弯折破坏;随着倾角增大,顺弱势节理面滑动趋势增大,破坏主要取决于节理面强度和层状节理之间滑移;当倾角为75°～90°时,破坏主要为边墙岩块弯曲压溃;竖向节理时,中间垂直土体挟持作用减弱,易剪切破坏失稳引起冒顶坍方趋势。从群锚效应来看,锚杆与滑移面夹角大于23°时,锚杆支护效果发挥较为明显的效果。     

拉萨-日喀则铁路盆因拉隧道进口高边坡稳定性研究

拉日铁路经过雅鲁藏布江峡谷区,在隧道进出口地段形成许多高陡边坡。盆因拉隧道进口边坡地形陡峻,边坡的工程稳定性直接影响施工安全,需要对边坡的稳定性进行评估。通过对工程地质资料的分析,采用赤平投影法和有限元模拟方法对盆因拉隧道进口边坡稳定性进行评价。赤平投影分析结果表明：边坡处于不稳定状态,需要采取相应的工程防护措施。有限元法结果表明：在开挖加载状态下,潜在剪切破坏点主要集中在隧道开挖处周围和隧道洞口上部边坡坡面以及桥台下部岩体。建议在工程施工开挖时,做相应的工程防护措施。     

顺倾边坡岩体爆破的振动特性数值研究

研究并确定开挖爆破对顺倾岩质边坡振动的影响规律是正确进行边坡稳定性分析及其支挡设计的前提。结合现场浅孔爆破层裂试验,利用LS-DYNA3D程序模拟分析浅孔爆破时边坡不同位置处质点振动特征及振动速度的衰减规律。模拟结果表明,有限元模拟得到的浅孔爆破的岩体振动速度时程曲线与现场试验值和文献值比较相像。此外,根据质点振动波形的特点,提出了边坡层裂范围和临界振动速度的判定方法。     

钙质页岩路堑边坡顺层滑坡分析与防治

合福铁路某区段钙质页岩边坡顺层滑坡,经过对顺层滑坡工点钙质页岩地貌、构造、岩性、风化、水文特征及施工影响等方面的综合分析,得出滑坡形成原因,并据此对其采用综合防治措施。通过施工后长期的变形监测及季节考验,该区段边坡稳定,处理效果良好。特殊地貌构造产出的钙质页岩,易产生岩层断裂及顺层滑动,施工时需分级刷坡支护,坡脚支挡结构应分段开挖施工。     

路堑边坡开挖变形监测试验与坡体稳定评估分析

为研究坡体处于稳定状态以及坡体由稳定状态向不稳定状态发展时影射到位移监测曲线的形态特征与演化规律,依托某在建高边坡开展路堑边坡开挖变形监测现场试验.综合分析测试验成果、开挖过程坡体宏观表征以及数值分析结果,得到以下结论:当坡体位移监测曲线呈顶部回缩,深部鼓胀的"D"型时,影射坡体稳定度处于较高状态,此时边坡变形位移主要...     

水位升降对顺层岩坡稳定性影响的上限分析方法

在构造顺层岩石边坡的简单直线破坏模式基础上,将强度折减技术与极限分析上限定理结合,推导边坡内外水位升降影响条件下的顺层边坡稳定性安全系数的目标表达式,并采用序列二次规划迭代法进行求解。通过算例计算,分析水位变化参数对顺层岩石边坡坡体安全系数和潜在破裂面的影响。研究结果表明:边坡内外水位升降对边坡安全系数和破坏范围存在不可忽视的影响,但当岩层倾角处于一定范围时,岩层倾角对边坡安全系数和破坏范围的控制程度更强。     

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。     

岗子上隧道口冰水堆积体边坡开挖支护措施研究

冰水堆积体在我国西南地区的金沙江、澜沧江、大渡河流域沿岸广泛分布,在此区域修建构筑物须考虑冰水堆积体的稳定性。本文以岗子上隧道口冰水堆积体边坡为例,采用有限元软件分析了边坡开挖支护过程中的应力应变特征。结果显示:工程开挖将致使基覆界面处应变明显增加,若无支护,高程850~910 m段边坡体将从环湖公路沿应变集中带在开挖形成的前缘临空位置剪出;施加抗滑桩+锚杆支护措施之后,剪切破坏面的方向在与抗滑桩接触面附近发生明显偏转,有效地控制住了坡体的变形,保证了边坡的稳定。     

深云车辆段岩质高边坡稳定性评价与监测分析

深云车辆段位于一采石场,经以前人工采石和新施工开挖形成多级岩质高边坡,设计高度50~150 m,总面积14万m2,工程规模大。为保证该高边坡安全可靠,详细分析了场地区域地质和工程地质条件,采用有限元强度折减法进行了边坡稳定性计算,并采用GPS测点、测斜仪、锚杆锚索测力计进行了边坡变形和受力监测。研究结果表明:该边坡整体稳定性好,但岩体存在二组不利结构面,构成了场地内典型的边坡局部崩塌病害;边坡综合整体稳定系数均大于1.5;高边坡坡体表面和内部无明显变形,支护结构受力合理;设计采取的边坡坡率和防护措施合理,达到了边坡稳定性、耐久性和环保美化的效果。     

顺层路堑边坡预留保护层光面爆破技术

介绍在渝怀线顺层岩质路堑边坡爆破施工中采用的预留保护层浅孔光面爆破技术 ,通过选取合理的爆破参数 ,严格控制施工质量 ,取得爆后坡面平顺整齐 ,边坡稳定 ,炮眼痕迹率达到 93 %。     

岩质路堑边坡绿色防护技术在京张高铁的应用研究

介绍京张高铁北京八达岭段(DK72+275～DK72+445)岩质边坡绿色防护技术:采用锚杆、钢丝网、生态袋及钢绳格栅网的防护体系进行加固,将生态袋紧密固定于坡面上,使得基岩边坡与再造植物土壤基质层联结成为一个整体,具有可靠的边坡防冲刷能力,可保证铁路运营中路堑边坡的安全与稳定。研究表明,该体系克服了岩质路堑边坡难以绿化的困难,提高了岩质深路堑边坡与周边生态环境的适应性。通过经济技术比较可知,采用锚拉式绿色防护结构防护,投资较传统钢筋混凝土框架梁结构节省5. 4万元/1197 m2,平均每平方米节省44. 8元,经济效益明显。