基于卸荷岩体力学的顺倾岩质边坡开挖变形数值模拟

顺倾岩质边坡开挖变形一直是土木工程建设者所关注的问题.文中以卸荷岩体力学为基础,采用通用有限元软件ADINA,运用Mohr- Coulomb模型模拟岩体、接触单元模拟结构面的非线性力学性状、单元生死的特性模拟边坡开挖卸荷过程,对顺倾岩质边坡开挖变形进行计算;通过边坡现场开挖位移监测进行验证,发现数值计算结果与现场监测结...     

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.     

某顺层岩质滑坡处治技术与工程实例分析研究

依据贵州省某顺层岩质滑坡治理工程实例,基于滑坡动态渐进破坏的本质,结合深层位移监测对该滑坡稳定性影响因素及变形破坏机制进行分析研究,结果表明,边坡岩体内部泥质软弱夹层是影响顺层岩质边坡稳定性的控制性因素;高速公路建设对坡体前缘开挖切脚及强降雨作用下层面软化是导致边坡变形破坏的诱发因素;通过滑坡稳定性分析计算,对滑坡进行针对性治理设计。     

结构面特征对顺层边坡开挖卸荷影响分析

以四川省雅安市名山区某高速公路灌口组粉砂质泥岩顺层边坡为工程背景，利用现场大型直剪试验地质参数，建立了数值分析模型，以现场施工监测数据验证了模型的准确性，分析了顺层边坡结构面倾角、间距对边坡开挖卸荷及稳定性的影响。结果表明，顺层边坡卸荷区随开挖级数增加而不断扩展，呈现上宽下窄的分布特征，开挖卸荷深度随开挖级数增加迅速减小，深高比随顺层边坡开挖级数增加逐渐减小；顺层边坡安全系数随结构面倾角增大先减小后增大，开挖卸荷导致结构面最不利倾角由20°变化为30°,此时边坡卸荷深度及位移变形量最大；结构面间距对顺层边坡开挖安全系数及稳定性影响较小，但结构面密集边坡的位移变形量远大于结构面稀疏边坡，两者最大水平位移相差近5倍。研究结果可为该地区工程边坡防护设计提供有益的借鉴与参考。     

顺层岩质边坡变形破坏机理分析

目前,关于顺层岩质边坡失稳的研究多注重于力学模型和计算方法的建立,而忽视地形地貌、地层结构、微构造等因素对顺层岩质边坡变形破坏的影响。以道路工程砂、泥岩互层边坡失稳为例,综合考虑坡体结构、地层结构、微构造等多个因素,通过有限元数值模拟,对顺层岩质边坡的变形破坏机理进行研究,分析了多临空面组合、不等厚互层结构岩质边坡的变形破坏模式,并针对其变形破坏模式提出了相应的处治措施。     

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。     

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。     

基于FLAC3D的含泥质软弱夹层顺层岩质边坡滑坡治理研究

以杭深线K1455+600～+855下行左侧顺层路堑边坡为例，通过模拟分析顺层岩质边坡应力场、位移场及剪切区分布情况，研究了顺层岩质边坡的滑坡机理。同时，通过数值有限差分法分析显示，在边坡顺层带的泥质软弱夹层存在剪应力集中区，与顺层带的地质和物理力学滑坡分析结果相吻合。     

深切顺层岩质边坡的抗滑桩支护效果分析

顺层滑坡问题在我国西部工程建设中较为突出和普遍.利用有限元法,针对沪蓉西高速公路深切顺层岩质边坡问题,对抗滑桩支护前后边坡的应力场、位移场及稳定性进行模拟分析.对结果的分析比较表明:抗滑桩支护结构可有效地抑制顺层边坡的变形和滑动,明显提高边坡的整体稳定系数,对维护顺层边坡的整体稳定性具有良好的效果.     

层状岩土质混合高边坡施工期破坏机制与稳定性研究

层状岩土质混合边坡为一种特殊的地质体,具有特殊的工程性质,该文利用UDEC软件建立层状岩土互层边坡数值计算模型,分析边坡的破坏机制及稳定性.研究结果表明:顺倾向层状岩土质混合边坡破坏模式主要为平面滑移—拉裂、平面滑动、平面—圆弧复合滑动破坏模式；层状岩土互层边坡与普通层状岩质边坡位移大小、规律、开挖影响深度有着明显的差别；土层对边坡稳定性影响大,土层厚度不同,位移大小明显不同.     

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...     

砂板互层岩体中隧道围岩力学特性研究

通过建立可反映互层岩体中砂岩与板岩组成、岩层倾角、岩层走向等因素变化对岩体变形影响的互层岩体本构模型,研究了砂板互层岩体中隧道围岩的力学特性。研究结果表明:岩体中板岩体积含量越高,围岩最大变形及破坏范围越大,隧道周边围岩变形不对称性也越明显,板岩结构面的内摩擦角大小对岩体变形及破坏范围影响很大,板岩沿结构面破坏为砂板互层岩体的主要破坏形式之一;砂板互层岩体的倾角变化将影响隧道周边围岩变形的对称性及破坏区域的分布,倾角在40°～60°时,围岩变形的不对称性最明显,板岩含量较高时,砂板互层岩体的最大变形随倾角的增大而降低;岩层的走向与洞轴线交角越大,围岩变形越小,隧道周边围岩变形也越趋于对称,在陡倾砂板互层岩体中,洞轴线应尽可能沿与岩层走向大角度相交的方向布置以利于围岩的稳定;随着埋深的增加,围岩变形及破坏范围均增长,因岩层倾角、走向变化引起的隧道周边围岩变形不对称性也越明显。     

某高速公路顺层软岩边坡开挖稳定性分析及支护方案研究

以贵州省某高速公路顺层边坡为例,在分析工程地质条件和开挖扰动的基础上,结合离散元软件UDEC,模拟开挖后边坡在未支护及支护条件下的稳定性和变形特征。结果表明,边坡开挖后,在未支护情况下,会发生沿岩层面的滑移破坏;采用锚索支护后,边坡变形得到了较好控制。根据研究结果,基于边坡变形特征、降雨影响等因素,提出综合防治建议。     

缓倾顺层岩质边坡病害成因数值分析及处治对策研究

针对永宁高速公路的边坡病害,以石壁滑坡为依托,采用数值分析法,对缓倾顺层岩质边坡受主控结构面影响的沿基岩面的平面变形进行数值定量分析,其主要变形模式为岩体的拉裂滑移破坏。其病害是由于坡体不利结构面存在、工程开挖破坏坡脚和大气降雨所致。同时结合极限平衡法反分析,对滑坡各阶段的稳定系数及加固措施进行计算,结果表明,治理措施满足工程实际与规范的要求。     

红砂岩力学性能室内大型直剪试验研究

红砂岩在风化崩解过程中,抗剪强度大幅降低,易引起红砂岩质边坡顺层坍滑。为研究其边坡滑塌的力学机制,采用单点法在边坡软弱岩层位置取样、制样,并通过室内大型直剪试验来模拟红砂岩岩层结构面的摩擦剪切情况。试验结果表明：未风化崩解的红砂岩块经历多次干湿循环,其岩层界面的力学性能显著下降,并由此导致其边坡失稳。     

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。     

施工荷载作用下岩质边坡稳定性及影响因素研究

文中基于Hoek-Brown破坏准则,通过数值计算揭示岩质边坡开挖过程中的变形规律及其影响因素.结果表明,完整岩质边坡在开挖过程中整体失稳风险较小,但局部呈现明显凸起趋势;其中开挖间隔时间的不同对边坡局部变形有一定影响,而锚固结构对局部变形和整体稳定性均有较为明显的影响.     

梧柳公路顺层滑坡稳定性分析及治理措施

针对梧州至柳州高速公路K97+300～+500段开挖顺层边坡引发的滑坡,对滑坡的发展过程、变形破坏特征等进行调查研究,并对产生滑坡的机理进行了深入分析。鉴于边坡岩体顺层,且第1级边坡局部有薄层炭质页岩的易滑软弱夹层,在前缘开挖临空后易产生顺层滑坡,边坡施工开挖后一直处于蠕动变形状态,若采用矩形抗滑桩需人工挖孔,施工安全风险大,还面临竣工通车的工期压力,因此采用旋挖钻机成孔的双排预应力圆截面抗滑桩+钢花管注浆+锚杆框架植草护坡+浆砌片石护面墙+排水等治理措施。     

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。