岩质边坡稳定性分析及加固设计研究

岩质边坡稳定性分析是岩土工程中的重要课题,岩质边坡稳定性受到多种因素的影响,包括地质条件、水文条件、人类活动等。岩质边坡的稳定性分析成果可为边坡工程的加固设计提供依据。对岩质边坡进行了介绍,结合工程实例,对岩质边坡稳定性分析办法以及加固设计进行了详细探究,以期为类似工程提供借鉴。     

基于ANN下的岩质路堑深边坡稳定性评价

在综合分析岩质路堑深边坡变形破坏模式的基础上 ,提出评价岩体边坡工程稳定性的指标 ;讨论了神经网络在岩质路堑深边坡稳定性评价中的应用 ,提出了基于 ANN下路堑深边坡稳定性评价的方法 ;通过样本训练和实例预测评价结果表明 ,该方法是有效、可行的     

城市主干道路边高陡岩质边坡防护设计研究

城市主干道路两侧高陡路堑岩质边坡对道路运营安全意义重大,其安全稳定性分析和边坡防护尤为重要。以湖北省恩施土家族苗族自治州咸丰县县城至火车站道路工程K0+420～K0+680段线路右侧的一个6级高陡岩质边坡为例,采用理正岩土软件进行稳定性计算分析,基于该高陡岩质边坡计算结果进行防护方案设计,并进一步对其防护后的边坡进行稳定性计算,从而验证防护方案的合理性。     

含两组节理裂隙岩质边坡渗流稳定性计算方法

针对节理裂隙岩质边坡渗流稳定性问题,建立了含两组节理裂隙岩质边坡物理模型和力学模型,通过极限平衡理论,提出了含两组节理裂隙岩质边坡稳定性计算方法。基于单一裂隙在应力条件下的渗流定律,将裂隙面上的正应力和剪应力等效为最大主应力和最小主应力,得出单一裂隙的渗流速度和渗流驱动力,进而提出含两组节理裂隙岩质边坡渗流稳定性计算方法。万州首立山5个含两组裂隙高陡岩质稳定性计算结果表明:受渗流驱动力的影响,边坡W123和W132由基本稳定边坡变为欠稳定状态;渗流稳定系数和无渗流稳定系数相比,降低了1.5%~5.7%;对于充填裂隙、非贯通裂隙以及开度较小的裂隙可不考虑裂隙渗流驱动力,但对于贯通性较好、裂隙开度较大的岩质边坡,渗流驱动作用不容忽视。     

基于尖点突变理论的岩质边坡稳定性分析

建立了岩质边坡稳定性评价的力学模型,推导了边坡突发失稳的力学条件判据,应用尖点突变理论对岩质边坡开挖过程中的稳定性进行分析,比较了刚性极限平衡理论在分析岩质边坡稳定性中存在的不足。计算结果表明:利用刚性极限平衡法计算的边坡稳定性系数为0.989,小于1,即边坡不稳定;利用尖点突变理论计算的边坡刚度比为1.120,大于水致弱化系数的倒数0.806,即边坡稳定,与实际相符,因此,可应用尖点突变理论分析各种影响因素复杂的岩质边坡的稳定性。     

Hoek-Brown准则下岩质边坡浅层稳定性分析

对于裂隙节理发育的中、强风化岩质边坡,需要对其浅层稳定性进行验算。基于Hoek-Brown准则,采用极限分析上限定理,建立了岩质边坡浅层滑动的破坏机构。在计算其外力功率和内能耗散的基础上,结合强度折减法,推导了岩质边坡浅层滑动的安全系数表达式。利用序列二次规划法,对安全系数进行求解后,分析了安全系数随着坡角和边坡高度的变化规律。结合工程案例,对某隧道洞口处岩质边坡的稳定性进行了评估,并提出了相应的工程加固措施。     

基于最大熵原理的顺层边坡地震模糊可靠度分析

考虑地震作用和边坡失稳的模糊性,运用最大熵方法对顺层岩质边坡的地震模糊可靠度进行计算;采用拟静力法,将地震荷载简化成水平方向和竖直方向的惯性力,考虑顺层岩质边坡极限状态的模糊性,建立顺层岩质边坡的模糊极限状态方程;运用最大熵原理,通过数据样本估计出最接近真实情况的概率密度分布,充分利用随机变量的高阶矩信息,推导地震作用下顺层岩质边坡的模糊失效概率的表达式;结合工程实例,通过计算,得出模糊失效概率。计算结果表明:该方法收敛速度快,计算效率高,更加符合工程实际,能广泛运用于实际工程中的模糊可靠性分析。     

高寒高海拔地区岩质边坡稳定性评价研究

为研究高寒高海拔地区岩质边坡稳定性的评判方法,选取影响该类特殊地区岩质边坡稳定性的12项主要评判指标,作为模糊评判的评价因子,应用AHP方法和模糊数学理论确定各指标的权重和隶属度,从而构建高寒高海拔地区模糊综合评判体系模型。基于该模型对旁多水利枢纽工程右岸公路边坡稳定性作模糊综合评判,评价结果较为客观地反映了工程实际情况,对该类地区岩质边坡稳定性进行分析预测具有一定的指导意义和参考实用价值。     

基于MIDAS/GTS的顺层岩质路堑边坡稳定性影响因素及影响规律分析

总结顺层岩质路堑边坡的破坏模式,并利用MIDAS/GTS岩土工程数值分析软件,选取典型的顺层岩质路堑边坡模型进行详细的数值模拟,得出各岩土参数对顺层岩质路堑边坡稳定性的影响规律,具有一定的工程价值。     

赤平极射-实体比例投影方法及其应用

赤平极射-实体比例投影方法在岩质边坡的稳定性分析中具有独特的优势。以黑山谷某岩质边坡为例,采用赤平极射-实体比例投影对该边坡进行了综合性分析,分析了滑坡的滑动机制、滑动方向、滑面面积、滑体体积等重要特征,并通过赤平极射-实体比例投影方法对该岩质边坡的稳定性进行了分析,讨论了赤平极射-实体比例投影方法和传统极限平衡法中的传递系数法的优缺点,认为赤平极射-实体比例投影法在岩质边坡稳定性分析中比传递系数法更具有优势,该方法能够为岩质边坡的防护提供参考。     

关键块体失稳表征系数与岩坡稳定性评价

建立了一种关键块体判别方法, 实现了岩坡整体稳定性的准定量化评价; 综合考虑关键块体的几何特性和受力特征, 定义了关键块体失稳表征系数; 利用团队自主研发的GeoSMA-3D平台, 开发出基于失稳表征系数的关键块体搜索模块, 可视化了包括块体搜索、可移动块体判断、关键块体确定、块体失稳和滑落的关键块体失稳全过程; 引入层次分析法, 利用关键块体失稳表征系数计算出各关键块体的权重, 应用关键块体的安全系数及其计算权重, 联合确定了岩坡稳定性表征安全系数, 应用关键块体信息定量表征了岩坡的整体稳定性; 提出了一种考虑岩体结构面和关键块体的岩坡稳定性评价方法; 以辽宁省建昌岩坡工程为例, 应用该方法进行了关键块体的确定和可视化再现, 判断了岩坡的整体稳定性, 并与数值流形元法(NMM) 的模拟结果和现场实测结果进行了对比分析, 以验证应用关键块体表征岩坡稳定性评价方法的可行性和适用性。研究结果表明: 控制该岩坡稳定性的关键块体有6个, 基于所提出方法计算的岩坡稳定性表征安全系数为0.566 9 (不稳定岩坡), 与现场监测数据所得结果的相对误差为7.066%;在NMM模拟结果中, 采用安全系数法确定的最不利关键块体的滑落没有引起岩坡失稳, 而基于所提出方法确定的最不利关键块体的滑落导致了岩坡的整体失稳, 因此, 同时考虑关键块体体积和安全系数2个因素的岩坡稳定性评价方法更合理, 基于层次分析法, 应用关键块体信息表征的岩坡稳定性与工程实际吻合。      

边坡稳定性的传递系数法分析

在边坡的稳定性分析中,不同的滑动面情况、荷栽传递、滑坡的岩土体性质以及滑坡的外形特征都会影响荷载的传递方式和边坡的稳定性。针对规范推荐的传递系数法,在考虑荷载推移方式的条件下,时显式和隐式做出了对比分析,并结合具体边坡,使荷载的传递更加符合实际,使下滑力的计算更准确,通过工程实例验证了传递系数法中剩余下滑力计算在考虑传力方式时更加可靠。     

岩质边坡动力失稳机制及数值模拟研究

在分析岩质边坡动力破坏机制的基础上,采用FLAC3D方法,建立了四川震区理县至小金公路工程中豹子嘴岩质边坡三维数值模型.以永久位移作为评价指标,在对四川5.12汶川MS8.0大地震中理县地震台实测地震波校正的基础上,对该岩质边坡在地震荷载作用下的动力稳定性进行了数值模拟.计算结果表明,该岩质边坡在地震荷载作用下并未出现明显的拉应力区,主要以＂压-剪＂破坏模式为主,由于边坡内部分布的应力并不大,该边坡总体上仍为较稳定边坡;在地震荷载作用下,边坡位移呈现出明显的分层现象,位移分布总体上呈现由坡内向坡外、由坡底向坡顶逐步增大的趋势.考虑到地震动力作用下边坡的永久位移偏大,且边坡坡脚处出现了应力集中,应增设SNS主动防护网及矮脚墙进行防护.     

基于熵权-灰关联法的岩质开挖边坡安全评价模型

根据边坡稳定性评价体系, 选取边坡岩体质量评分、边坡开挖方法调整系数、高度修正系数、结构面调整系数、结构面调整值5个评价指标反映边坡的整体稳定性, 并作为安全评价模型的序列变量; 建立了熵权-灰关联安全评价模型, 将目标边坡作为系统特征序列, 12处岩质边坡作为相关因素序列, 评价了京沪高速改扩建工程沿线典型岩质边坡的安全性, 并提出工程建议; 采用FLAC3D仿真软件, 分析了不同阶段机械开挖和不同炮孔处静力爆破条件下边坡的稳定性变化规律, 以验证安全评价模型的准确性。分析结果表明: 边坡稳定性评价指标可较好地反映边坡的稳定性特征; 熵权-灰关联安全评价模型充分发挥了灰关联法在小样本数据分析的优点, 且由熵权法计算的指标权重改善了传统灰关联分析中由专家打分或平均赋权的缺陷, 使评价结果更加客观; 三级边坡和一级边坡的开挖使边坡K593+260~K593+555的安全系数分别降至1.01和1.00, 和上一级边坡相比降幅分别为34.8%、9.1%, 说明缓倾顺层岩质边坡的开挖会使岩层沿结构面滑动, 使边坡失稳; 瞬时动荷载和荷载积累效应控制静力爆破条件下边坡的稳定性, 瞬时动荷载的出现使边坡安全系数下降了7.7%, 荷载积累效应的消散使安全系数平均回升3.6%, 说明爆破对边坡的松动作用明显, 荷载积累的消散使边坡的稳定性提升。      

顺层岩质路堑边坡稳定性数值极限分析

针对顺层岩质路堑边坡稳定的关键影响因素,采用有限元强度折减法,研究了边坡高度、坡顶堆载及工程防护对具一组贯通软弱结构面的顺层岩质边坡模型稳定性的影响,并与传统极限平衡法进行了对比验证。研究结果表明:边坡坡度大于岩层倾角时对稳定不利,安全系数随边坡高度增加而降低;坡顶堆载时,安全系数的降低取决于荷载和贯通塑性区的相对位置;挡土墙或锚杆通过对塑性区贯通带的阻截使塑性区转移到其他更薄弱的结构面,从而提高安全系数,塑性区贯通带的转移去向取决于初始支撑强度;基于Drucker-Prager屈服准则的安全系数有限元计算结果比基于莫尔-库仑准则的传统极限平衡法计算结果平均高出约22%,与郑颖人等约为25%的研究成果非常接近,说明有限元强度折减法可行。     

震区岩质边坡地震稳定性影响因素敏感性分析

结合湖南省对口援建项目——理县至小金公路工程中的豹子嘴岩质边坡,依据正交试验设计原理,以FLAC3D数值计算法和数理统计为手段,对影响岩质边坡地震稳定性的5种因素参数进行了敏感性分析.通过极差分析和敏感性趋势图,得出了岩质边坡地震稳定性对各影响因素的敏感程度,对震区岩质边坡设计和施工提供了理论依据.     

边坡地震稳定性完全动力分析法

拟静力法和动力有限元安全系数时程分析法在评价地震动作用下边坡的稳定性时具有一定的局限性,拟静力法在分析边坡地震稳定性时无法反映边坡的动力特性,动力有限元安全系数时程分析法将动力问题转化成静力问题,只是在一定程度上考虑了边坡的动力响应.与拟静力法和动力有限元时程分析法相比,完全动力分析法在应用强度折减法的基础上考虑了边坡...     

基于重庆至长沙公路武隆至水江段路基边坡安全评价与分析

通过超重型(N120)动力触探试验、土壤物理性质和岩样物理性质对路基边坡安全进行系统分析,以不同计算参数进行稳定性评价,其结果可为施工中如何保证边坡整体稳定性提供参考。     

边坡稳定性分析中的有限元极限平衡法

从边坡稳定性有限元分析方法和极限平衡法基本原理入手,提出了适合于边坡稳定性分析的有限元极限平衡法。以浅变质岩边坡潜在滑动面上的切向和法向弹簧模拟滑坡体和滑床之间的接触摩擦问题,对某高速公路路堑边坡进行了数值模拟,分析了边坡内应力和变形特征,以及渐进破坏的发展过程,对传递系数法和有限元极限平衡法用于浅变质岩风化层边坡稳定性分析的计算结果进行了对比分析。结果表明,采用边坡潜在滑动面上的法向和切向弹簧单元模拟滑坡体和滑床之间的接触摩擦问题能够真实反映边坡潜在滑动面上应力重分配过程和特点,得到边坡失稳破坏的真实稳定安全系数,有限元极限平衡法分析边坡稳定性是一种有效可行的方法。     

Quasi-Monte Carlo Simulation-Based SFEM for Slope Reliability Analysis

Considering the stochastic spatial variation of geotechnical parameters over the slope, a Stochastic Finite Element Method (SFEM) is established based on the combination of the Shear Strength Reduction (SSR) concept and quasi-Monte Carlo simulation. The shear strength reduction FEM is superior to the slice method based on the limit equilibrium theory in many ways, so it will be more powerful to assess the reliability of global slope stability when combined with probability theory. To illustrate the performance of the proposed method, it is applied to an example of simple slope. The results of simulation show that the proposed method is effective to perform the reliability analysis of global slope stability without presupposing a potential slip surface.