雅鲁藏布江公路滑坡发育特征及破坏机理研究

2018年强降雨诱发西藏仲达镇雅鲁藏布江右岸公路滑坡。经公路滑坡成因及发育特征分析得出,斜坡地质构造和地层岩性是产生滑坡的基本地质条件,2018年强降雨是主要诱发因素。其破坏过程可分为3个阶段,即:(1)崩坡积体形成阶段;(2)压缩-倾倒阶段;(3)倾倒-折断-滑移阶段。仲达镇公路滑坡滑体和滑带同时具备岩质滑坡和覆盖层滑坡特点,文章将这类滑坡定义为"混合型滑坡"。根据滑坡发育特征采用分区治理措施:堆积区以抗滑挡墙和路基回填为主;危岩区主要为适当削坡和设计主动防护网;裂缝区为回填裂缝和设置截排水沟。为减小江水对公路路基的凹岸侵蚀和软化影响,建议路基临水面处设计顺坝。论文研究思路和成果对西藏自治区交通和水利工程区滑坡早期预判和防治有着一定的参考价值和指导意义。     

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。     

水位升降和流水淘蚀对临河路基边坡稳定性的影响

临坡河流水位、坡体裂隙水压和流水对边坡坡趾的淘蚀作用是引起临河路基边坡失稳的重要因素。基于极限平衡理论,推导了多影响因素条件下临河路基边坡抗滑稳定性安全系数的无量纲表达式,重点分析了临河水位条件、坡体内裂隙水压力和流水淘蚀作用对临河路基边坡稳定性的影响。算例分析表明:水位突降、坡顶张拉裂缝积水、裂隙渗流效应、滑面出流缝被堵塞、流水淘蚀作用不利于临河路基边坡抗滑稳定性;而边坡抗滑稳定性系数则随着临坡河流水位上升先减小后增大,高水位对提高边坡抗滑稳定性有积极作用,河流水位下降对边坡抗滑稳定性的影响则恰恰相反。以上因素也是导致山区临河路基在雨季发生失稳的重要原因。     

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。     

库区公路病害成因及防治措施研究

调查西藏某水电站库区公路在水库蓄水后的路基稳定情况、路基路面及防护结构破坏形式,分析导致库区公路各种病害产生的原因,并根据病害特征提出处理及预防措施,研究成果可为水利水电项目库区公路的勘察设计、施工提供借鉴与参考。     

基于FLAC3D强度折减法的厚覆盖层边坡开挖稳定性分析

鉴于厚覆盖层边坡在开挖过程中稳定性动态变化的特点,该文利用FLAC3D强度折减法对某覆盖层边坡的开挖稳定性进行了研究。结果表明:随着开挖的进行厚覆盖层边坡表面水平位移逐渐增大,在坡面及边坡内部逐渐出现剪切塑性区,在边坡顶部出现张拉塑性区,而潜在滑移面也将沿着覆盖层与下覆岩体交界面逐渐向上发展,边坡表现为沿覆盖层与下覆岩体交界面滑移的失稳模式,建议厚覆盖层边坡采取边开挖边支护的处治方式以降低边坡失稳的风险。     

季节冻土地区阴阳坡路基温度场及变形发育数值模拟

结合季节冻土地区实际气候条件,基于第II类与第III类混合热边界条件,模拟季节冻土地区路基温度场变化规律,分析阴阳坡面温度差异;在考虑冻结锋面位置和形状基础上,引入土体的冻胀率和融沉系数,研究由阴阳坡温度差异引起的公路路基变形发育过程,揭示路基破坏机理。研究结果表明:在有地下水源的情况下,坡向不同而引起的阴阳坡温度差异对季节冻土地区路基横向不均匀变形影响较大;在冻结过程中靠近阴坡的路肩与坡脚变形较大,在融化过程中阴坡边坡顶部处的沉降最大,冻结和融化过程中边坡及靠近阴坡侧路基顶部均易产生张拉破坏。因此,季节冻土地区公路路基在设计与养护时应特别考虑阴坡及靠近阴坡面的路肩,可在阴阳坡面采取不同的设计与养护措施减轻阴阳坡温度差异。     

猴子岩水电站愚公山段路基库岸再造防治研究

库岸再造是一个十分复杂的地质历史过程,受诸多因素的影响和控制,目前还没有严格的物理和数学方程能够解决这类问题,迄今为止的预测、防治方法多属于经验性或半经验性的。结合S211线大渡河猴子岩库区淹没复建公路愚公山段路基下边坡水库库岸再造防治方案研究,分析了库岸再造破坏的机理、提出了针对性的处置措施,对岸坡塌岸防治作了积极的探索。     

采空区高速公路路基路面变形破坏

随着各地高速公路建设的快速发展,一些高速公路无可避免地要跨越采空区,这就可能面临采空区地表沉陷引起高速公路路基路面破坏问题。因此,针对采空区路基路面的主要病害,开展采空区高速公路路基路面变形破坏理论和变形协调设计方法的研究就显得十分重要。采用粘弹性蠕变本构关系建立有限元仿真模型,对采空区路基路面变形破坏问题进行理论研究,主要研究内容包括以下几个方面:(1)运用ANSYS软件建立数值仿真模型,分析采空区地表沉降特征,将地表沉降曲线分为三个区域:下凹区、上凸区、反弯区,并分析不同因素影响下地表沉降曲线的变化规律。(2)根据地表沉降曲线分区特征,建立采空区—路基—路面整体模型,分析路基位于地表沉降曲线不同特征区段时路基路面的变形破坏模式。(3)根据地表沉降曲线特征,结合采空区路基路面变形破坏的主要影响因素,研究采宽、采厚、采深、煤层倾角、留设煤柱等因素对采空区路基路面变形及应力的影响,总结不同因素影响下路基路面变形破坏的基本规律。(4)根据有限元计算分析结果及高速公路安全运行的设计标准,归纳总结了采空区一般处治方法,并基于协同作用原理给出了采空区路基路面变形协调设计方法。     

论超载现象对沥青路面结构力学的影响

利用计算机软件BISAR3.0,计算在不同的荷载水平以及超载程度对沥青路面纵横方向的形变程度、路基表面所受压强以及半刚性路面应力应面关系。通过大量的数据运算以及力学分析,得出以下结论:超载程度不同对沥青混凝土半刚性路面结构力学的响应程度是不同的。在汽车超载的情况下,基层和面层之间剪应力会超过沥青路面的限值,基层与面层之间出现了剪切滑移。从而加剧了对路面的损坏。基于以上结论,除了在建设沥青公路时要保证基层与面层的接触良好,更要公路建好后做好车辆限载工作。     

山区沿河公路路基洪水毁损过程及机理研究

洪水毁损路基是汛期山区沿河公路的常见病害形式,是河流洪水与公路结构之间相互作用、耦合对抗的表象.以大量山区沿河公路路基洪水毁损的实例为基础,根据山区沿河公路路基洪水毁损的宏观表象,将山区沿河公路路基洪水毁损的过程概化为三个阶段,即洪水对路基的劣化、弱化阶段;路基变形、下沉、潜在破坏面形成阶段;路基毁损破坏阶段.论述了山区沿河公路路基洪水毁损每个阶段的物理特征,指出了各阶段力学分析可采用的基础力学原理.从流固耦合动力学的角度,论述了山区沿河公路路基洪水毁损的机理,认为山区沿河公路路基洪水毁损属于一种被动洪水毁损过程,山区沿河公路路基抗冲蚀能力是该过程的关键控制因素.     

倾斜煤层按不同开采顺序开采对路基的影响分析

在我国中西部地区,矿产资源十分丰富,由于地下开采历史悠久,使得这些地区地下开采区分布较广.随着“西部大开发”、“振兴老工业基地”、“中部崛起”和“可持续发展”等国家战略的实施以及这些地区城市建设的发展,许多公路、铁路都需要穿越这些资源区,面临因资源开采所导致的路基路面失稳与破坏问题.在这个背景下,依托实体工程,对地下开采区路基变形破坏规律进行研究,为防治路基出现不连续变形、沉陷,确定合理设计提供技术依据.     

沙漠公路边坡冲刷形态及发展规律

根据毛乌素沙漠自然环境和公路边坡冲刷的调查成果,分析自然状态下降水对风沙坡面的影响以及风沙路基边坡冲刷的一般原因。将风沙路基总结为坡面整体冲刷、冲沟形成发展和冲沟扩展破坏三个典型阶段,并说明风沙边坡冲刷具有历时短、发展快、破坏大的特点,建议在工程建设中应予及早预防,科学治理。     

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。     

公路路基震害特征及震后工作状态的安全评估

为了深入研究公路路基震害特征及震后路基工作状态的安全评估,根据汶川地震灾区的大量路基震害调查、检测与抢通保通的成果,概括介绍了汶川地震路基的损毁情况;归纳总结了公路路基结构的典型震害表现形式及特征;探讨了路基及其支挡结构的震害影响因素。研究结果表明:路基结构震害主要表现为路基沉陷、扭曲变形、开裂、滑移、路面隆起以及地震对路基结构产生的次生破坏;路基的震害影响因素主要是地质条件、地震烈度、路基结构形式等。据此给出了震后路基结构安全诊断项目及检测结果的评估,同时根据评估结果,针对抢险救灾阶段和恢复重建阶段,对不同安全等级的路基结构提出不同处治建议,以期为震后路基结构病害预防、工作状态诊断和病害处理提供技术参考。     

深埋隧道拉裂-滑移式片帮力学机理研究

针对深埋隧道开挖引起的侧墙片帮问题,以深埋隧道侧墙拉裂-滑移式片帮为研究对象,根据摩尔-库伦准则和片帮体极限平衡方程,建立了片帮体在支承压力、自重应力及剪切面上滑移力共同作用下的受力模型,推导了片帮岩体的前缘高度、水平坍塌宽度、后缘张拉裂隙深度及其上下限值的理论公式。分析了岩体重度、黏聚力和内摩擦角对隧道侧墙前缘高度、水平坍塌宽度及后缘张拉裂隙深度的影响。结果表明,隧道侧墙发生拉裂-滑移式片帮时的水平坍塌宽度与侧墙岩体黏聚力和内摩擦角成负相关关系,与岩体重度和侧墙高度成正相关关系;而片帮体后缘张拉裂隙深度却与侧墙岩体黏聚力和内摩擦角成正相关关系,与岩体重度和侧墙高度成负相关关系。当岩体重度和侧墙高度一定时,可通过增加岩体的黏聚力和内摩擦角来控制侧墙的拉裂-滑移式片帮。侧墙单斜面剪切破坏是拉裂-滑移片帮的一种极限情况,当侧墙岩体的力学指标满足一定条件时,侧墙岩体由拉裂-滑移发展为单斜面剪切片帮。在此基础上分析了某隧道区间侧墙片帮岩体的前缘高度、水平坍塌宽度及后缘张拉裂隙深度等关键参数,为深埋隧道侧墙岩体片帮的有效控制提供了可以参考的计算分析方法,为合理确定该隧道围岩支护方案提供了科学依据。     

季冻区路基冻胀置换深度的计算方法

为防止季东区公路路基产生冻胀病害,依据试验和观测结果,分析了路基土冻胀量沿冻深的分布规律。基于路面容许变形值,通过对观测数据的数理统计分析,提出了水泥混凝土和沥青混凝土路面的路基容许冻层厚度计算方法。最后,提出了半经验、半理论的公路路基置换深度计算方法。采用这种方法,简化了路基置换深度的计算过程,可以方便地推荐出不同条件下路基的置换深度。论文研究成果为季冻区公路路基设计及路面冻害的防治提供了理论依据及实用的设计方法。     

浅埋偏压小净距隧道荷载特征试验研究

基于相似理论,构建典型偏压条件下隧道开挖模拟试验系统,对浅埋偏压小净距隧道破坏过程与荷载模式进行具体研究。结果表明:(1)浅埋偏压小净距隧道围岩破坏发展过程包括隧道开挖引起结构与地层变形,在隧道周边围岩中形成微破裂面,并逐步加密和向深层岩体延伸发展,随后深埋侧浅部张拉开裂,深层岩体产生剪切滑移,浅埋侧亦随之快速变形、滑移,直至整体坍塌等阶段。其关键阶段为隧道周边位置微破裂面的产生与发展以及深埋侧浅部地层张拉开裂;(2)竖向荷载总值随偏压角度增大而增大,与既有方法相比,实测偏压效应更为显著,实际应用过程中应在既有方法计算结果的基础上,对浅埋偏压小净距隧道的荷载值进行适当修正。     

藏北高寒多年冻土区低等级公路路基技术探讨

探讨藏北高寒多年冻土区低等级公路路基修筑的特殊技术问题,包括路基高度、阴阳坡、沼泽湿地、边坡防护、排水、路面类型及施工条件等,将其特殊的工程措施进行了归纳分析,为勘察设计提供参考。     

硫酸盐盐渍化道路横向隆起的力学响应分析

针对沙漠区沥青混凝土道路因路基土硫酸盐盐渍化,土体膨胀所导致的路面横向隆起病害,为了研究病害不同发展阶段路面结构的受力特性及破坏形式,了解该类病害影响下路面结构所能承受的临界应力和破坏时隆起变形的临界挠度,以发生横向隆起病害的路面实体为研究对象,基于复合材料力学与弹性力学理论,结合病害实体基本特征及分布情况,将路面结构抽象简化为一层间接触良好、变形连续的整体式层状结构,构建了路面结构在路基盐胀作用及其自重影响下发生横向隆起病害的力学模型,推导了路面结构在路基盐胀作用及其自重影响下隆起变形的挠度方程。在此基础上,进一步求得了路面结构在上述作用下的应力、应变公式及整体式双层梁结构的刚度计算公式。之后,结合具体实例,分析了不同盐胀作用下,基层、面层的最大拉应力和挠度变化规律。根据路面结构参数与面层、基层的抗拉强度,通过所建力学模型中应力公式可判别在盐胀作用下路面结构基层、面层发生结构性破坏的时序。同时,对于既定参数的路面结构,利用模型中挠曲变形公式,可建立不发生由盐胀引起路面结构层结构性破坏所能承受的临界隆起高度和临界盐胀作用,有利于指导沥青混凝土道路盐渍化病害防治与路面结构组成设计。