基于变形监测的边坡稳定性及加固方案探讨

通过对某高速公路的高边坡滑移变形进行地表位移监测,分析坡体不同区域的变形特征、临空面与滑面变化趋势,以及岩体结构对坡体稳定性的影响。结合降雨量和监测数据,探讨降雨与边坡位移的影响规律,从而得出反倾软质岩边坡的稳定性影响因素。监测数据表明,受降雨、临空面开挖及岩体结构的影响,边坡出现牵引区和变形区2种变形特征区域;变形区存在3个阶段:(1)坡体变形随时间而匀速增长的线性变形期;(2)裂缝后缘及两侧坡体随之加速变形的失稳期;(3)坡体应力重分布形成二次应力场的固结稳定期。而牵引区整个过程变形较小;反倾软质岩边坡变形受层面影响,但不受层面控制;地表水渗入则是坡体变形的主要诱因,工程设计中注意地表排水及深层排水。     

深部位移监测在边坡开挖中的应用研究

目前通过深部位移监测的位移曲线对不稳定边坡判别已经得到大量应用,且较为成熟,但目前很少进行在边坡开挖之前到边坡开挖之后的深部位移监测,即坡体开挖前自然稳定的位移监测特征曲线向不稳定状态发展时的位移监测曲线形态特征还不十分清晰。本文通过总结现场边坡开挖过程中深部位移监测曲线,来验证边坡稳定性计算的成果,达到通过边坡深部位移监测变形特征曲线来反映边坡开挖过程中的稳定性演化规律,是坡体稳定性评估一种可靠的方法。     

强震崩塌岩体冲击桥墩动力响应研究

在详细地质调查的基础上,构建比较贴近边坡实际岩体结构特征的数值模拟模型,运非连续变形数值分析方法,对雅沪高速公路西冲特大桥16#桥墩旁的危岩体陡峻斜坡在地震动力作用下的变形模式、破坏规模及程度进行了模拟预测,对边坡的破坏特征有了初步较为系统的认识,变形破坏演进过程及特征主要表现为:坡顶岩体震裂松弛小幅抛射;中部岩体拉裂溃滑解体;失稳碎裂岩块经振动堆积稳定在坡脚。在坡体及桥墩重要位置布设了监测点,并对各监测点的位移大小和变化特征进行了分析和统计,结果表明桥墩上各监测点位移呈现波动变化特证,桥墩顶端波动明显;系梁处由于失稳岩块的撞击及堆积体的影响导致变形及永久位移较墩身其他位置大;对坡体及桥墩的变形程度用位移数据大小进行量化;并根据变形程度提出了防治方案和具体措施。     

测斜管对土质边坡变形和稳定性的影响分析

该文结合某土质边坡监测试验所用PVC材质测斜管,测求了该管的基本力学参数,利用有限元法的分析手段,分析和评价了有无测斜管以及不同抗弯刚度的测斜管对土质边坡变形和稳定性的影响程度。认为:PVC材质测斜管对土质边坡的稳定性和变形影响较小;影响测斜管的水平位移的关键参数是抗弯刚度EI,抗弯刚度越大,其水平变位就越小;影响测斜管的竖向变形的关键参数是弹性模量E,即E越大,其竖向变形就越小;PVC材质测斜管对土体变形的影响范围仅为3D(D为测斜管外径),且测斜管的抗弯刚度远小于对边坡变形产生影响的抗弯刚度。故在边坡变形和稳定性的分析中可以不予考虑测斜管的影响。     

上硬下软岩质边坡破坏特征及加固措施

为了探讨龙源电厂场区道路工程中，上硬下软结构边坡破坏特征和加固措施，运用数值模拟分析了边坡开挖对此类坡体结构坡体变形及坡体应力的影响，并结合工程实例分析此类边坡变形特征和加固措施。结果表明:①上硬下软的坡体结构以及上部硬岩结构面的发育是坡体变形失稳的主要内在因素。坡体开挖后临空面的形成是坡体变形失稳的必要条件；②为防止坡体结构为上硬下软的边坡破坏，必须加固软岩，防止软岩变形，稳固坡脚。     

滇中红层地区边坡变形破坏模式研究

通过对边坡系统调查,结合岩土体介质特征,将"滇中红层"边坡岩体结构划分为硬质岩、软弱岩、软硬岩互层和堆积层(体)四类边坡,建立了各类边坡岩体结构的变形破坏模式,共12种。对应于不同的边坡破坏类型,采取有针对性的工程设计方案,有助于工程安全,节约投资。     

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。     

坡高对高边坡变形影响的离心模型研究

通过离心模型试验,揭示了土质路堑高边坡在开挖卸载过程中的变形特性及坡体应力的变化特点,分析了土质路堑高边坡坡高变化对坡体变形特性和虚拟力的影响及两者之间关系,讨论了坡体开挖卸载过程中,正开挖卸载坡面对上下坡面的影响规律。结果表明,坡高增加会改变坡体的应力状态,增大边坡侧向位移,降低边坡稳定性。     

顺倾向层状岩土质混合高边坡稳定性分析

运用FLAC3D数值软件对某典型顺倾向岩土互层的岩土质混合高边坡进行开挖数值模拟,比较分析岩土互层边坡与一般层状岩质高边坡的开挖影响,得出了岩土质混合边坡受开挖影响局部产生位移突变现象及位移变化量、影响深度等较一般岩质边坡大的变形特征,并结合现场位移监测结果推断出第Ⅰ、Ⅱ级坡可能发生浅层剪切破坏;通过比较分析岩土互层边坡中土层与岩层的粘聚力对边坡安全系数及最大变形位移的影响,得出岩土互层边坡中的土层对边坡稳定性影响比岩层明显得多.     

基于光纤光栅传感技术的岩土体测斜仪研发及工程应用

针对目前测斜仪存在的不足,利用光纤光栅传感技术的优势,研究开发了一种监测岩土体内部变形的光纤光栅测斜仪,并成功应用于某公路膨胀土边坡的坡体位移变形监测。工程现场边坡监测结果表明:该光纤光栅测斜仪监测的结果与常规测斜仪监测的结果比较吻合,验证了该光纤光栅测斜工作的可靠性;边坡位移变化最大发生在第二级边坡,变形量为61mm,第一级边坡变形较小,变形量为13mm,可见在边坡脚位置设置坡脚挡土墙可以显著提高边坡的稳定性。该测斜仪可和其他量测边坡参数的光纤光栅传感器组网成为一个监测系统,可实现对高边坡岩土体内部变形情况进行长期在线监测和安全预警预报。     

砂泥岩互层缓倾切向边坡应力特征及变形机理研究

为了更好地分析砂泥岩互层缓倾切向边坡的变形机理情况,以西南某红层边坡为例,基于数值模拟软件建立了软硬互层三维切向地质模型,探讨了边坡开挖、支护后的应力场和位移场。结果表明：砂泥岩互层切向边坡开挖后,边坡XX方向应力和YY方向应力出现了沿切向的锯齿形状,应力分布受岩层切向与互层岩性差异的影响较大,ZZ方向应力几乎不受影响;切向岩层受侧向约束的影响,致使边坡变形出现了层次性,且X方向较为显著,Y方向次之,Z方向最弱;边坡整体变形趋势类似于均质岩坡,呈现圆弧滑动趋势;边坡采用框架锚杆支护,仅起到构造护坡作用,边坡的变形和应力状态并未发生实质性的影响。研究成果对砂泥岩缓倾切向边坡的变形预测和支挡防护具有一定的工程借鉴意义。     

重庆武水高速公路K41切层岩石滑坡的形成机理

重庆武水高速公路K41滑坡为一大型切层岩石滑坡,自2009年8月以来,坡体下沉、滑移及坡面开裂等现象日趋加大,呈持续性滑动变形。该滑坡的形成、发展与坡体复杂的工程地质条件密切相关系:上硬下软的坡体结构是古错落体形成的基础,高边坡开挖产生了较大的临空面,加之连续降雨的影响,使古错落体切断软弱岩层转化为切层岩石滑坡。结合滑坡的变形特征及监测资料对其稳定性进行了综合分析,确定了滑坡在不同条件下的安全系数,并对治理工程设计提出了建议。     

红砂岩顺层岩质边坡开挖变形特性分析

红砂岩顺层岩体边坡由于胶结物质和风化程度的差异,其强度的变化较大,在开挖卸载、自重应力、爆破震动等作用下,极易发生变形破坏,影响边坡的施工进度。因此研究红砂岩顺层岩质边坡开挖变形特性十分有必要。以垄茶高速公路典型路堑边坡为依托,分析了红砂岩的物理力学性质,采用ADINA有限元软件计算开挖变形位移,将计算结果与开挖变形监测结果进行对比分析,所得计算位移量与实测位移量基本一致,验证了用ADINA中的Mohr-Coulomb材料模型计算红砂岩顺倾岩质边坡开挖变形位移的可靠性。     

河谷边坡变形破坏的FLAC3D数值模拟

结合贵州香树坪滑坡所处地质环境，利用FLAC3D数值分析软件，模拟软硬互层斜坡在河谷边坡形成过程中的应力变化及变形破坏特征。分析得出:初始应力场中，σv垂直应力均为压应力，近水平平行分层分布，由坡顶向深部基本呈线性递增，增加梯度大致与岩体平均重度等同；最大主应力方向近垂直方向，随深度线性递增。随河谷下切，河谷边坡岩体在卸荷作用下引起内部应力重分布，局部应力集中，最大主应力迹线发生偏转，越接近临空面越与之平行，最小主应力则与之正交；坡体由于开挖卸荷，坡表回弹变形明显，根据监测点位移值，坡顶到坡脚变形呈由小变     

西南某铁路软岩路堑开挖变形特征分析

以西南某铁路车站软岩路堑开挖为对象,通过监测施工动态与建立FLAC3D数值模型,分析软岩路堑开挖变形特征.研究表明:开挖导致基底中部下伏浅部地层先期沉降,后期回弹,数值量级较小;软岩开挖变形在发育较好的层理面特征鲜明;模拟得到基面中部与边坡坡脚位移和应力与开挖步数的关系,开挖导致的基面变形具有差异性,且与实际监测数据吻...     

汤屯高速公路A匝道高边坡变形分析及应急治理

汤屯高速公路A匝道高边坡为变质砂岩组成的顺层边坡,施工开挖到第2级中部时边坡后缘出现一弧形裂缝,变形破坏模式表现为滑移-弯曲变形。鉴于该工程的重要性,根据设计、科研单位的意见,在监测结果指导下,对边坡采用框架预应力锚索进行应急治理,边坡变形基本稳定后再施工抗滑桩。从方案实施效果上看,由于该应急措施的采取使得其后的抗滑桩施工较为顺利,应急处理方案是有效的。监测结果表明,治理措施效果较好,目前边坡已处于稳定状态。     

观音堂隧道高边坡抗滑桩现场监测分析

观音堂隧道是郑西客运专线的重要工程之一。文内以观音堂隧道右侧抗滑桩监测工程为依托,动态监测抗滑桩在边坡开挖、削方减载、降雨、回填等施工全过程中,边坡岩土体及抗滑桩支护结构的位移、应力、挠度、弯矩的变化,分析与评价高边坡的变形机理、边坡开挖方案的合理性及抗滑桩的工作状况。     

触发式位移计在山区公路边坡远程实时监测中的应用

地表位移是边坡变形监测中的重要特征量，而常规的地表位移监测仪器难以有效融入远程自动监测系统中。利用新型触发式位移计对公路边坡地表位移进行监测，位移计与接收器之间可以利用无线传感网进行短距离无线组网，接收器连接采集传输系统通过GPRS网络将监测数据远程实时传送到远程监控中心，形成了节能、高效、无线、实时的地表位移远程监测系统。该位移计精度可达到1 mm，通过室内标定和现场变形对比观测分析，验证了该设备的精度。通过在某高速公路边坡的安装运行，位移计成功地进行远程监测预警，根据实时的位移监测结果，为高速公路的防灾减灾提供了参考依据。     

地震作用下顺层岩质边坡变形破坏坡面效应

地震作用下,坡面形态对岩质边坡的变形破坏过程存在一定影响。文中以汶川地区公路沿线具有典型坡面形态的顺层岩质边坡为例,采用离散元UDEC软件,模拟4种坡面形态下边坡的变形破坏过程,并监测坡体关键位置处的位移和坡体应力场。通过模拟结果,对比分析不同坡型边坡变形破坏的动力响应时间、边坡的破坏位置,以及边坡破坏的程度和模式,总结出地震作用下该类顺层岩质边坡变形破坏的坡面效应,最后通过应力场分析引起坡面效应的原因。     

山区陡坡高填路基变形及稳定性研究

依托十堰某高等级公路高填方路基工程,采用数值模拟结合现场监测对三种施工方案的陡坡路基变形及稳定性进行研究。结果表明:陡坡高填路基沉降曲线呈“勺型”,路基各点沉降差异较大,采用开挖台阶和路基内部加铺土工格栅的措施对路基沉降量和沉降规律影响微弱;陡坡路基边坡水平位移先增加后减小,水平位移最大值出现在第二级边坡处,开挖台阶对路基边坡水平位移影响较小,采用路基内部加铺土工格栅的措施不仅有效减少路基边坡水平位移,还可增加路基整体稳定性。