基于FLAC3D的软岩边坡开挖变形稳定性研究

为了研究软岩边坡在开挖过程中的变形及稳定性,基于FLAC3D软件对算例边坡在开挖过程中的变形、塑性区分布、安全系数的变化进行了研究。结果表明,随着开挖的进行,边坡铅直、水平位移逐渐增大;边坡开挖过程中,边坡表面出现张拉塑性区,内部逐渐形成具有连通性质的剪切塑性区。基于强度折减法与极限平衡法计算表明,边坡安全系数随着开挖的进行逐渐降低,边坡采用边开挖边支护的施工形式是十分必要的。     

节理发育反倾边坡模拟研究

根据离散单元理论和利用离散块体技术,用离散块体模拟节理发育反倾边坡破坏机理和加固变性过程.将此理论和技术应用于贵阳市乌开公路K44+340～K44+450段右侧滑坡工程,利用强度折减法分析边坡的稳定性;研究了塑性变化范围和发展趋势;同时还利用独有的离散滑动的优势分析软弱结构面上的块体滑移和节理张拉破坏的演变过程.研究结果表明:进行路基开挖岩石坡脚是造成这次滑坡的外因;岩体风化强烈导致节理发育所形成岩体内软弱结构面是边坡失稳下滑的内因;塑性范围随着预应力锚索的加入逐渐缩小范围,在锚索加固区基本消失殆尽;采用强度折减法分析边坡的稳定情况及预应力锚索加固过程中的稳定性变化情况,充分反映和验证了预应力锚索加固岩石边坡对整体稳定性起到了至关重要的作用.     

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。     

开挖跨度对隧道围岩稳定性影响研究

通过建立有限元、离散元两种数值力学模型,开展开挖跨度对隧道围岩稳定性的影响规律研究。结果表明:在不考虑洞室形状影响的前提下,当围岩按连续介质假设,且开挖后仍处于弹性应力状态时,单纯增加隧道开挖跨度对围岩应力状态影响不大;但若开挖后进入弹塑性应力状态,则单纯加大开挖跨度会导致塑性区半径大幅度增加,影响围岩稳定。当围岩按非连续介质假定时,岩体失稳主要呈现节理面间剪切滑移。开挖跨度增大相当于隧道跨度与岩块的相对尺度增大,隧道关键块体失稳概率加大,对于相同产状节理岩体,关键块体出现部位相同;另一方面,跨度增大引起在隧道开挖的应力扰动区内遭遇节理的组数增加,组数越多,岩体越破碎,失稳概率越大,且失稳模式各有不同,增加了支护难度。     

节理岩体顺倾边坡失稳机理及演化过程研究

本文以节理岩体顺倾边坡五个危险滑面为例,在现场实地调查基础上,对边坡的基本特征和失稳控制影响因素进行了分析研究,结合前人研究的成果,采用工程地质过程机制分析法、赤平投影法、数值模拟法,对边坡失稳机理和演化过程进行了模拟研究。分析和模拟结果表明:节理岩体顺倾边坡主要在重力、溶蚀及开挖作用下形成危岩,危岩主要受破碎的岩体结构和顺坡向的岩层产状控制,岩溶水的存在进一步破坏了岩体的稳定性,促进了危岩的形成。边坡在开挖过程中坡体内部及顶部均产生了向着临空面方向的拉应力和剪应力。随着开挖工作的继续进行,将促进岩体沿着某一层面的滑移式崩塌的发生。     

有限元法在岩质边坡稳定性评价中的应用研究

岩质边坡的稳定性主要由其结构面控制,应用有限元分析岩质块体稳定性,具有可充分考虑岩体结构面间的相互作用,可反映边坡失稳以及塑性区的变化过程,能较好地反映岩体失稳的机理。结合广东省清远~连州一级公路升级改造工程中遇到的大量的裸露挖方路基边坡现状,采用有限元法分析岩体的稳定性,可为岩质边坡的设计、支护加固和施工提供一定的理论依据。     

将军山隧道节理特征对围岩稳定性的影响及锚杆支护机理研究

节理岩体隧道破坏与节理属性密切相关。文中依托将军山大跨隧道,分析节理特征对隧道围岩稳定性的影响,阐述节理岩体隧道围岩失稳机理和锚杆支护机理,提出节理岩体隧道锚杆支护设计建议。结果表明,块体塌落区分布在两组节理与隧道相切形成的三角区,为围岩失稳关键区域;节理张开区、剪切滑移区由拱腰延伸到拱脚、拱肩,向围岩深部发展,呈蝶形分布,为围岩失稳潜在区域;节理岩体失稳机理为开挖应力平衡打破—应力降低区出现—节理面剪切滑移—节理面张开—块体塌落;节理岩体锚杆作用机制为对节理面施加法向应力以增加节理面摩擦阻力、锚杆轴力提供抗滑力、锚杆抗剪能力限制节理面相互错动。     

某岩质边坡治理及加固效应的离散元分析

以某在建岩质边坡治理工程案例为研究对象,在定性评价边坡结构稳定性基础上,运用UDEC离散元软件建立该岩质边坡的仿真模型,通过减弱岩体节理参数和增大竖向加速度模拟边坡的失稳过程,以及对设计方案及时加固后岩质坡体的应力分布、塑性区和张开节理进行对比分析。结果表明:岩质边坡失稳一般经历节理面贯通,表层岩块脱落,沿节理面崩塌三个过程。按照设计方案及时加固后坡体的塑性区减小,张开节理由坡体前缘逐渐转向坡体后缘并减少,有效控制了坡体稳定。     

路堑边坡开挖稳定性及加固处治机理宏细观分析

高速公路深挖路堑形成的高大边坡稳定性问题，一直是公路建设中的重点风险源。以广东省江门市迎宾西路路堑边坡开挖及处治工程为背景，采用宏细观相结合的方法对边坡开挖及锚索加固处治机理进行分析。结果表明:①边坡开挖塑性变形区位移与接触力链发展方向显著相关，呈现沿坡面方向的链状发展规律；②边坡稳定性与坡体应力状况及局部区域应力发展变化密切相关，锚索加固的处治方案，可有效消除边坡体剪应变率贯通的剪切滑移面，边坡稳定性明显提高。     

金沙江上游某水电站左岸拱肩槽边坡稳定性分析

以金沙江上游某水电站左岸拱肩槽边坡为研究对象,详细研究边坡岩体的结构特征,利用传递系数法分析边坡开挖后稳定性,并用Geostudio软件的SIGMA模块对开挖后边坡的应力-应变情况进行研究。结果表明:由结构面切割的2号块体易失稳,开挖后坡脚结构面发育附近出现拉应力集中,施工过程中,应加强支护与监测。     

缓倾顺层岩质边坡变形破坏及处治技术研究

在查明边坡结构特征以及地层岩性特征的前提下,对宜巴高速公路第四合同段黄花互通D匝道的工程地质条件进行分析,并对软弱结构面进行研究,在此基础上运用FLAC软件对边坡变形破坏进行数值模拟,对边坡变形破坏机理进行深入探讨。研究结果表明:顺层岩质边坡中软弱结构面对边坡稳定性起到主控作用,存在夹层物质的黏性土具有遇水膨胀性质,对边坡失稳有推动作用。上覆岩体沿着软弱结构面发生滑动,前缘率先发生滑动,拉动后缘岩体发生滑动,破坏模式属于顺层滑移拉裂型破坏。通过预应力锚杆对边坡进行加固后,边坡稳定性得到改善,可保持其稳定状态。     

某公路顺层边坡失稳影响因素及破坏机制

顺层边坡开挖形成大量岩体结构复杂、稳定性差的边坡,在工程开挖及降雨的影响下,出现不同规模的变形失稳现象,严重影响工程建设和运营期间的安全。通过某公路顺层边坡在施工过程中产生失稳现象的研究,分析了边坡失稳影响因素,探讨了边坡变形破坏模式。     

福州长乐滨海路堤边坡渗流稳定性数值研究

为探究不同水位路堤边坡稳定性影响机理,结合强度折减理论与COMSOL Multiphyscis有限元软件,以福州长乐滨海路堤边坡工程为例,分别对不同水位路堤边坡的水压力、滑移量及破坏机理进行研究.结果 表明:路堤边坡浸水面上,压力水头从0 m到水位高度分布不等,而渗水面上水头始终为0 m;浸水面和渗水面上水压力都沿坡顶至坡底呈增大趋势,且水压力值随水位升高逐渐增大;水位越高,坡脚滑移量越大,而安全系数FOS越低,同时边坡渗流稳定性愈差;水位高低对塑性应变影响较小;同一水位下,滑移面随折减系数SRF增大,由局部小范围不规则状逐渐演化为大范围圆弧状,同时塑性应变数值增幅巨大,可达90％以上;临界破坏状态时,渗水面上坡脚至坡顶出现贯通的圆弧带状塑性区,坡脚以下塑性区平行于地基水平面,且坡脚塑性应变最大.综上,对路堤边坡进行二维平面应变分析,可在一定程度预测边坡土体渗流的稳定性,采用拉伸数据集实现3D可视化,有效减缓了直接3D仿真不收敛的数值求解问题.     

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。     

炭质泥岩软岩基座路堑边坡开挖过程稳定性分析

炭质泥岩软岩基座路堑边坡在开挖过程中的变形及稳定性变化规律研究旨在为该类型岩体结构的边坡支护设计与施工技术提供理论依据。运用FLAC~(3D)软件,采用强度折减法对软岩基座路堑边坡开挖过程中的变形、塑性区分布、安全系数变化进行了分析。研究表明:边坡水平位移与竖直位移随开挖步数增加而增大,上部灰岩位移变化速率明显比其下伏炭质泥岩大,且竖直位移明显大于水平位移;边坡开挖过程中塑性区主要集中在灰岩与炭质泥岩的接触面;边坡安全系数随开挖步数增加而降低。因此,可以通过降低坡比、开挖步数来实现边坡开挖过程的稳定性。     

毕节地区膨胀土路堑边坡的破坏型式及其防护

基于毕节地区膨胀土的工程特性分析,按膨胀土边坡破坏主控因素的不同,其破坏类型分为受裂隙控制的浅层坍塌型、受土岩交界面控制的沿交界面滑移型以及均质坡体的整体失稳型。通过现场调查与实体工程长期跟踪,分析了不同的边坡坡率、边坡高度与防护措施的膨胀土路堑边坡稳定性,提出了毕节地区膨胀土路堑边坡的适用防护措施。     

Ⅴ级围岩大断面隧道开挖步序及对边坡稳定性影响研究

以重庆某高速公路Ⅴ级围岩大断面隧道为研究对象,采用FLAC3D软件对开挖步序及对边坡稳定性影响进行研究,在隧道洞口段,基岩为泥质砂岩,自身稳定性较差;岩土剪应力的变化情况在岩土分层界限上部非常显著,此时将造成剪应力和后岩土拉应力的屈服现象。在洞口段边坡刷坡后,造成覆填筑土坡体前沿局部块体出现较小抗滑力,促进该局部块体发生滑移;由于前沿块体发生滑移而造成后方块体支挡作用的降低,从而出现后方块体向前滑移。进行隧道开挖的过程,能够确保隧道上方岩体具有足够的提供移动临空面;地表沉降现象将会伴随隧道埋深较浅时出现;滑移现象将会伴随坡体前沿岩土向下沉降而发生,从而造成岩土体的滑移产生持续性作用;边坡岩土体开始向前滑移,进一步增强推力,使隧道支护结构发生显著变化,产生边坡岩土体前移的情况。     

顺层边坡稳定性分析及抗滑桩加固研究

从岩体的力学角度,阐述了岩体结构面的强度特性及其力学效应及影响岩质边坡稳定分析的不平衡推理传递。结合具体实例,对某高速公路顺层岩质边坡进行地质及岩体结构探讨,找出岩体内的危险软弱结构面,得出边坡可能沿结构面发生剪切滑移的结论。利用不平衡推力传递系数法进行边坡稳定性设计计算,确定了抗滑桩支护方案。通过监测数据反分析,对边坡开挖过程稳定性进行了评价。     

厚覆盖层高速公路高边坡稳定性研究

厚覆盖层高边坡稳定性是关系到高速公路安全运行的关键问题之一.针对某高速公路厚覆盖层边坡的地质构成特点,采用基于数值分析的强度折减法和极限平衡方法对典型厚覆盖层高边坡的稳定性进行动态分析,研究了不同施工条件下边坡稳定安全系数变化规律.研究表明:厚覆盖层高边坡最危险潜在滑动面以圆弧滑动为主;厚覆盖层高边坡的稳定性存在动态变...     

爆破荷载下岩质边坡结构面参数变化对边坡稳定性的影响分析

为研究爆破荷载下岩质边坡结构面参数变化对其稳定性的影响，以西商高速公路为依托，利用原始勘察的平面地形等高线图，采用Midas／GTs岩土数值分析软件，对岩质边坡在施工扰动和爆破动荷载2种工况下进行数值模拟，并分析考虑了覆盖层厚度、基层抗剪强度、岩体重度等结构面参数变化对边坡稳定性的影响，通过查询最危险滑动面的位置、最大位移、最大应力等关键指标，分析了上述参数对上述指标的影响规律。分析结果表明，爆破荷载增加了边坡的滑动力矩，稳定性受覆盖层和岩体重度的影响较其他参数的影响大，在坡脚范围内易发生失稳破坏，使该边坡的稳定性下降，从而使边坡的整体功能不能有效的发挥，应采取加固处理措施。