武罐高速公路崔家梁黄土滑坡形成机理与稳定性分析

武罐高速公路武都至洛塘段黄土滑坡分布密集,由于该地区黄土厚度较小,滑坡以浅～中层的中小型滑坡为主,研究认为该地区黄土滑坡的发生主要受降雨、地震和河流的影响,使滑坡表现出明显的周期性。以线路中比较典型的崔家梁黄土滑坡为研究对象,突出坡体结构在滑坡稳定性分析与计算中的重要作用,从滑坡地质结构与变形特征入手,建立滑坡坡体结构,分析滑坡形成机理和可能产生的失稳破坏模式,并进行稳定性分析与评价,确定滑坡变形状态。计算结果表明,崔家梁滑坡在天然状态时已接近极限平衡状态,在降雨或发生地震时稳定性将进一步降低从而可能产生整体滑动,为选择滑坡防治措施提供依据。     

冻融环境浅埋砂质黄土隧道围岩变形规律研究

研究目的:黄土因其结构性工程性质特殊,其中砂质黄土受冻融作用的影响尤为敏感,浅埋砂质黄土隧道施工过程中在冻融循环作用下发生各类病害屡见不鲜。本文以银西高铁惠安堡黄土隧道洞口段现场监测结果为基础,进行冻融条件下砂质黄土的参数试验,配合数值模拟等方法,得到这种不良地质条件下隧道围岩变形规律及稳定性发展状况。研究结论:(1)冻融循环对不同含水率的砂质黄土物理、力学特性均有着重要的影响,且随着含水率的增加,这种影响的作用更加强烈;(2)运用FLAC3D软件对不同含水率砂质黄土隧道围岩变形规律进行了研究,得出冻融循环和含水率的耦合作用对砂质黄土隧道的围岩变形规律;(3)分析了冻融循环和含水率的耦合作用对砂质黄土隧道的围岩变形的影响机理;(4)本研究结论可为季节性冻土区浅埋砂质黄土隧道设计和施工提供借鉴和参考。     

降雨作用下老滑坡复活变形机理研究

以重庆市铜梁县西泉街滑坡为例,在资料的收集整理和分析、现场工程地质调查以及结合室内外的物理力学试验的基础上,首先对滑坡的水文地质条件进行调查,进而采用极限平衡理论对滑坡稳定性进行计算和评价,最后应用弹塑性有限元算法对滑坡不同饱水状态下的稳定状态进行模拟计算,验证了稳定性计算的结果。分析了降雨作用下老滑坡的复活变形过程,揭示了降雨型老滑坡的复活变形机理,为该类滑坡的稳定性评价提供了有益的指导。     

中兰铁路黄土滑坡发育特征及成因机理研究

中兰铁路北湾至转石梁段发育有大量黄土滑坡,具有成因复杂、危害严重、治理困难等特点,对线路运营危害极大。在野外调查、无人机航拍的基础上,综合工程勘探、遥感解译成果,运用成因机制法分析沿线黄土滑坡的成因机理,提出了有针对性的防治措施。研究表明:(1)区内黄土滑坡在平面上多呈簸箕形或长舌形,普遍具有"低滑速、短滑距、多期滑动"的特征;(2)滑坡滑体多为砂质黄土,在下伏基岩风化严重的斜坡上,滑体底部存有母岩碎块,按地质成因机理可分为牵引-溜坍型滑坡和溜坍-剪切型滑坡两类;(3)牵引-溜坍型滑坡多孕育于斜坡的中、低处(多为小型滑坡),溜坍-剪切型滑坡多发育于斜坡的较高处(多为中型滑坡);(4)在降雨作用下,斜坡上覆黄土的力学行为是两类滑坡成灾的关键,可采取"清除上覆黄土+排水+坡面防护"的防治措施。     

考虑降雨影响的框锚支护结构稳定性动态分析

研究目的:现有的框架预应力锚杆柔性支护结构(简称"框锚支护结构")的整体稳定性分析方法均未考虑降雨入渗的影响。为探索降雨入渗对框架预应力锚杆柔性支护结构稳定性的影响规律,基于Geo Studio软件,采用Van Genuchten模型对非饱和黄土的土-水特征曲线和渗透系数特征曲线进行拟合,进而对降雨条件下非饱和黄土边坡内部渗流场进行模拟,采用非饱和土强度理论确定黄土的强度,提出一种土体含水率变化时摩擦型灌浆锚杆极限抗拔承载力的计算方法,对降雨入渗条件下的框架预应力锚杆柔性支护结构的整体稳定性进行动态分析。研究结论:(1)锚杆锚土摩阻力和极限抗拔承载力随着土体含水率增大迅速降低;(2)降雨持时超过12 h后,雨水入渗对锚杆承载力的影响比较明显;(3)不考虑和考虑含水率变化对锚土摩阻力的影响,边坡安全系数变化差异较大;(4)降雨入渗对框架预应力锚杆柔性支护结构的整体稳定性影响不容忽视,分析时应考虑含水率变化对锚杆极限抗拔承载力的影响;(5)本研究成果能为非饱和黄土地区框架预应力锚杆柔性支护结构考虑降雨影响的设计和施工提供指导。     

路堑边坡滑坡成因机制浅析及防治对策

研究目的:针对云桂铁路大菠萝黑路堑边坡滑坡,在现场地质调绘、钻探、物探及工程测试等综合勘探的基础上,从工程地质环境、采空区影响、降水及施工影响等几方面对该滑坡的成因机制进行分析研究,并提出防治对策,为类似工程提供借鉴。研究结论:(1)路堑工程边坡滑坡的产生主要受地层岩性及采空区的影响,特殊沉积环境下形成的砂岩、泥岩等膨胀岩,成岩作用差,力学强度低,受人为洞采影响形成扰动圈进一步降低了该区域地层的力学强度;(2)现场岩土体力学参数较施工图指标降低较多,岩体下滑力大于抗滑桩的抗滑力,造成第一排桩倾覆变形,第一级边坡滑动后,使第二排桩锚固段减小,致使第二排桩倾斜变形,最终形成工程边坡滑坡;(3)该工程边坡滑坡的破坏形式,下部表现为推移式破坏,而上部呈现为拉裂式破坏;(4)对该工程滑坡的整治,应在滑坡体上部清方减载的基础上根据力学指标合理布设抗滑桩,并辅以地表水及地下水的疏排措施的综合方案;(5)本研究结论对类似地质条件下的铁路及公路工程深路堑地段的勘察和施工具有借鉴意义。     

哈南村滑坡形成机理及其稳定性评价

以甘肃文县哈南村滑坡为研究对象,通过地质勘探和调绘的方法确定滑坡的形态和性质;利用试验确定黄土、滑带土在静力与动力状态下的力学强度参数;采用Geostudio有限元软件建立地质模型,对在天然状态下、降雨饱和状态下、地震状态下、地震与降雨耦合状态下的坡体稳定性进行计算分析。研究表明:哈南村滑坡存在有利滑动的地层岩性、坡体结构和复杂的构造环境,坡体目前稳定性系数大于1,但在降雨与地震耦合的作用下,坡体可能发生次生滑坡和老滑坡复活。     

峡口滑坡不同降雨条件下蠕变行为分析

研究目的:峡口滑坡位于四川省雅安市境内,降雨是其主要的诱发因素之一.为准确把握峡口滑坡由于降雨而产生的变形情况,目前已建立了地表位移、地下位移、地下水位监测和降雨量监测的多参数监测系统.本文旨在分析峡口滑坡水文地质与工程地质条件,运用FLAC软件分别对不同降雨条件下峡口滑坡变形体的变形情况进行定量分析计算,并揭示其在不同降雨条件下的变形特征和变形机制,为滑坡的量化评价提供科学依据.研究结论:坡体的变形与降雨量呈正相关趋势,其中坡体前缘位移变化最大,中部次之,后缘变化最小;在一次短历时强降雨过程中,坡体变形随着降雨的进行而逐渐增大,在雨停后,变形仍会在72 h的时间内继续增大,达到最大后再缓慢减小.     

反复干湿循环对重塑非饱和黄土力学特性影响

研究目的:降雨和蒸发反复交替循环作用下,浅层土体内的水气状态处于动态变化中,该过程会对土体力学特性产生不可逆转的影响.本文对不同干湿循环次数的重塑非饱和黄土进行SWCC曲线试验及三轴试验,研究干湿循环作用对非饱和黄土持水特性、强度及变形特性的影响.研究结论:(1)非饱和黄土的土水特征曲线具有明显的滞回效应,随着干湿循环...     

黄土特高边坡垮塌原因分析及综合整治措施

研究目的:黄土高边坡在地表水、地下水及隐形滑动面的作用下,极易发生溜坍或滑动。例如,陕北某黄土沟谷一挖方高边坡,其挖方边坡高度为110 m,为超高边坡且原始边坡中下部发育有大型古滑坡,2015年雨季持续降雨造成六级平台以下边坡发生坍塌,2016年雨季强降雨使边坡左、右两侧滑塌区范围进一步扩大,局部六级平台已全部垮塌,坍塌面局部延升至十二级平台边缘,整个黄土特高边坡处于极不稳定状态,本文旨在对该特高边坡垮塌原因进行分析并提出综合整治措施。研究结论:(1)查明了黄土超高边坡的地质结构及相应力学特性,采用瑞典圆弧法得到了边坡稳定性检算结果;(2)根据本边坡工程地下水补、径、排情况,得出了地下水对黄土边坡稳定性影响规律;(3)探明了原始边坡古滑坡分布范围和滑面埋深,找到了古滑坡和黄土边坡坍塌的内在关系及坍塌成因;(4)本黄土特高边坡高度超过了相关规范适用范围,但经过专门论证研究,采用设置竖向渗井、抗滑桩、挡土墙等综合整治措施,保证了边坡的稳定性;(5)本边坡综合治理设计及施工经验可为高大土质边坡、地下水丰富的边坡治理工程提供借鉴或参考。     

黄土地区管道沿线填土边坡滑坡发生机理和防治对策

应用数值模拟方法,对黄土地区管道沿线填土边坡滑坡病害的发生机理进行研究。主要包括3种工况：自然斜坡的初始应力场回归、填土在自重作用下的固结沉降及降雨对坡体变形的影响。结果表明：填土在自重作用下产生固结沉降以及向临空面方向的卸荷变形,在此应力重分布过程中,填土坡面以及坡体上部产生大量张拉破坏单元;降雨是填土边坡变形破坏的主要诱因,一方面增加了填土坡体的容重,另一方面,沿张拉裂缝下渗的雨水软化了填土与原自然坡面的接触带,导致了填土高边坡的滑动失稳。在稳定性评价的基础上,根据管道所处边坡部位的特殊性,采用锚管构架、锚索地梁以及反向坡排水等工程措施对工点病害进行治理。计算结果和现场监测资料表明,治理后的坡体变形得到了有效控制。     

黄土滑坡与降雨关系的模型试验研究

针对降雨诱发滑坡的机理,从定量化的角度,研究滑坡安全系数与降雨强度和降雨历时的关系。采用降雨滑坡模型试验监测边坡在不同降雨强度、降雨历时下发生破坏的过程,通过室内试验测定含水率、密度和抗剪强度指标等物理力学指标,然后对滑坡和降雨之间的关系进行归纳分析。研究结果表明:滑坡安全系数和降雨强度、降雨历时之间存在定量关系,并拟合出相关公式。通过Midas数值模拟进行对比分析,从而验证了拟合公式的可靠性。     

黄土加筋路堤试验路段应力变形分析

为了有效防治黄土路堤的湿陷性破坏，保证黄土路堤的整体稳定性，在路基病害调查和试验路段土样室内试验的基础上，采用有限元方法对黄土路堤在加筋和无筋条件下的应力和变形规律进行了数值分析，得出了加筋黄土路堤可以使湿陷性黄土路堤的变形趋缓，横向应力显示出比较均匀的受压状态和稳定的受力趋势，从而改善路基不利的受力状态，并给出了土工合成材料加筋设计方案。     

潮州至惠州高速公路煤系地层边坡滑动机理研究

分析了广东省潮惠(潮州—惠州)高速公路沿线一煤系地层滑坡的地质结构特征及滑坡类型。运用饱和-非饱和渗流及强度理论,对煤系地层边坡在降雨条件下的变形特征及滑动机理进行了有限元分析。该边坡的滑动机理为:降雨引起边坡中的地下水位从坡脚开始上升,坡脚处的煤系地层遇水易软化,强度迅速降低,导致坡脚失稳,牵引上部边坡产生张拉裂缝;持续降雨沿张拉裂缝入渗,在煤系地层接触面上汇流并沿着岩层向坡脚贯通,形成了煤系地层软化的滑动带,促使其发生滑动。     

黄土地区滑坡稳定性有限元分析

介绍了常见滑坡的类型,通过对黄土地区某铁路工程通过处边坡的工程地质勘察及分析,得出了该滑坡的形成机理,从而判定了该滑坡的存在。进而利用ANSYS软件对该滑坡在自然状态及饱水状态下的稳定性分别进行有限元分析,得出了坡体在各处的安全系数及塑性状态。分析发现,在滑坡体的前缘及后缘处存在着塑性区域,但塑性区域尚未贯通。饱水状态相对自然状态来说安全系数较低,且塑性区域有进一步贯通的趋势。通过有限元分析发现,其分析过程中不需要预先假设滑动面,且可得出坡体各处的应力状态,可以为滑坡的防治提供较科学的指导。     

陕北黄土滑坡地貌演变分析

本文将陕北地区黄土滑坡的地貌发展演变过程分为变形初期，变形中期，变形后期三个阶段，分析其各发展阶段的主体稳定性，力学机理及其成因，从而得到了相应的工程原则和整治措施。     

堆载诱发型滑坡变形演化机理的模型试验研究

基于模型试验,对堆载诱发型边坡滑坡的变形机理及演化过程进行研究。研究结果表明:(1)堆载诱发型滑坡的变形演化规律可归纳为:后缘压缩阶段→蠕动变形阶段→加速滑动阶段→剧滑阶段,且剧滑启动之前的加速变形过渡时间极短;(2)利用FLAC3D软件进行堆载滑坡演化过程的动态数值分析,模拟过程中坡体应力场和位移场的演化特征表现为从上向下逐步贯通,与模型边坡破坏过程相符;(3)堆载诱发型滑坡破坏过程历时短、突发性强,在坡脚产生持续位移时即应做出滑坡预警。     

地表注浆在浅埋大断面黄土隧道中的应用研究

研究目的:围岩变形量过大、地表沉降开裂甚至塌方是浅埋大断面黄土隧道施工过程中最容易出现的工程病害。为解决大断面黄土隧道在浅埋地段施工过程中出现的地表与围岩变形难以控制、施工效率低下等问题,以在建银西高铁上阁村隧道浅埋段为试验工点,通过现场地表注浆与室内试验,从注浆前后地表沉降与围岩变形量及围岩物理力学参数变化等方面对地表注浆在浅埋大断面黄土隧道中的应用效果进行研究。研究结论:(1)地表注浆可以有效控制围岩变形和地表沉降,变形降幅可达27%～50%,注浆后可将地表与围岩变形量控制在规范允许值内,防止隧道开挖过程中出现地表裂缝、坍塌、拱顶沉降量过大等灾害;(2)采用地表注浆后围岩物理力学参数明显得到改善,平均增幅可达10%～35%,提升围岩强度与整体稳定性,确保隧道开挖安全;(3)地表注浆能够提前二衬施作时机,加快施工进度;(4)地表注浆形成的浆-土结合体具有明显的"挤密效应"和支撑作用,可以改善原状黄土的结构性;(5)该研究成果可为大断面黄土隧道的浅埋地段快速安全施工和设计提供参考。     

黄土的透气性、气相运动及影响

研究目的:包气带黄土边坡等不良地质问题及独特地貌形态,均与土的含水率有密切关系,包气带铁路路基以及其它地基基础工程出现的变形等问题,亦往往与土的含水率变化有一定联系。本文旨在通过分析包气带液相水的运动、液相水与气相水分的转化、气相运动对含水率的影响,揭示包气带黄土含水率变化的机理及影响因素,深化对黄土以及其它土类物理力学性质变化原因的认识,为合理解释黄土地貌、工程地质方面表现出的特殊性提供新的观点和思路。研究结论:(1)包气带土的含水率受气相运动、降水渗入、液相水在重力作用下下渗等共同影响,并进而影响土的物理力学特征等;(2)影响包气带气相运动的主要因素是土的透气性、气相与大气的相对湿度、气相与大气的压力差等,西北黄土等地区半干旱-干旱气候环境下,包气带气相运动对含水率的影响一般占据主导地位;(3)土的透气性是土的渗透性、可压缩性等之外另一重要的特征;(4)黄土较高的孔隙比、所处干旱-半干旱的气候环境,导致具有较高的透气性与透水性、较强烈的气相运动、较低含水率、较高的强度,包气带黄土的气相运动影响黄土的强度等基本特征及各种不良地质作用,且是其独特地貌形成的主要原因之一;(5)本文研究内容主要用于工程地质与水文地质勘察等方面。     

饱和软黄土隧道围岩注浆加固参数研究

研究目的:饱和软黄土地层隧道围岩具有强度低、承载力差、抗变形能力弱等特性,因此对饱和软黄土地层隧道围岩注浆加固参数展开研究具有重要意义。依托西安地铁4号线火车站站暗挖西安火车站工程,进行室内黄土力学性能和现场注浆试验,研究含水率对黄土强度特性的影响,分析黄土劈裂注浆浆液扩散的基本规律及劈裂机理,并总结现场隧道围岩注浆加固参数。研究结论:(1)饱和软黄土的含水率降低,其强度呈线性增长,因此注浆后降低了原位土体的渗透性能以及提升土体的黏聚力,整体上提升土体的抗剪强度;(2)黄土劈裂注浆浆液扩散的基本规律及劈裂机理:浆脉夹角近似120°,且高度不一致,长度有差别,在注浆压力逐渐增大的情况下,浆液在黄土体内会先后三次劈裂土体,形成劈裂缝并在其中进行扩散、填充,最终形成黄土劈裂注浆的"Y"型浆脉;(3)加固后的开挖面土体无侧限抗压强度达到0.6 MPa,周边土体加固区达到1.2 MPa,渗透系数≤10-6cm/s,含水率由原先的约30%下降至10%;(4)得出了在饱和软黄土地层中下穿火车站暗挖隧道WSS注浆所使用的配合比、注浆压力控制值、黄土地层下填充系数等参数,可为饱和软黄土地层隧道围岩注浆加固参数的精细化设计提供必要的参考依据。