考虑岩土应变软化特性的开挖扰动诱发路堑边坡渐进性破坏机理分析

在考虑岩土质边坡长期稳定性时,岩土体材料在施工扰动等复杂因素共同作用下表现出应变软化特性。该文以某路堑边坡由于坡脚开挖诱发的失稳破坏为工程背景,考虑坡体应变软化的特性,基于FLAC3D软件平台,确定滑裂面材料强度分区演化规律,揭示了由于坡脚开挖诱发的路堑边坡渐进性破坏过程。并基于强度折减有限元法,得到边坡不同开挖时步的安全系数。结果表明:边坡的失稳是局部变形累积、延伸直至贯通的整体动态破坏渐进过程;滑裂面上强度参数的折减速率与剪应变增量有关,且边坡的破坏实质上是滑裂面力学强度参数的劣变过程。研究结果可为边坡治理方案设计提供一定参考。     

浙江58省道K15+200边坡变形破坏过程分析

为了分析含碎石粘性土边坡的变形破坏过程,以浙江省58省道K15+200滑坡为例,采用弹塑性有限元强度折减法和反分析方法,计算边坡的整体安全系数和分析该滑坡的稳定性以及变形破坏过程。结果表明,含碎石粘性土边坡的变形破坏主要是在降雨作用下边坡变形破坏过程中滑坡体各部位水平位移和竖向位移的不一致和塑性应变的不断发展引起的;采用弹塑性有限元算法可以更好地反映该类型滑坡所处的实际状态及滑坡的滑动过程。     

考虑砂土应变软化的实用分析模型

在摩尔-库仑模型的基础上,介绍了一种考虑砂土应变软化的实用分析模型,将土体内摩擦角及剪胀角定义为塑性剪应变的函数,较为合理地反映砂土材料全过程强度发挥特性。通过三轴试验及条形锚板上拔模型试验对该分析模型的合理性进行了验证,能较好地反映砂土材料的应变软化特性,准确地揭示出锚板上拉过程中地基土渐进式破坏过程,可适用于大变形情况下砂土与结构物之间的相互作用分析。     

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。     

基于变形分析的路堑边坡稳定性研究

依托某路堑边坡工程,采用有限元变形分析方法分析现状边坡变形破坏特征,提出合理可行的加固措施,并分析了加固边坡的稳定性。结果表明:该边坡主要破坏模式是由坡脚开挖、降雨入渗导致潜在滑体强度下降,从而引发表层滑动,原设计边坡的3个工况均不满足工程稳定性要求;边坡采用减缓坡比及坡面系统锚杆加固措施,并在边界外设置截排水沟后,减小了降雨及地下水对边坡岩土体强度的软化作用。     

碎石土滑坡过程稳定性分析及开挖支护模拟

对浙江省某一高速公路由于原设计右线桥梁基础施工过程中便道开挖引起的滑坡进行地质勘察和现场调查的基础上,详细分析了红岩滑坡的地质环境及其变形特征,认为该滑坡系坡脚开挖致使坡体失衡,并形成开挖临空面,在降雨及地下水等的作用下,导致坡体沿软弱结构面产生滑移破坏。运用Plaxis强度折减有限单元法对红岩滑坡稳定性进行数值模拟分析,并使用滑坡监测资料进行验证。结果表明:该滑坡是由于坡脚开挖和强降雨的共同作用下形成的;通过坡体开挖卸载及坡脚抗滑桩、坡面锚杆等支护措施设置后,边坡的安全系数达到1.256,满足工程安全的需要;滑坡治理中除施加必要的支护外,还应重视排水工程,以便有效控制坡体地下水位的抬升。     

一种新式突变判据用于三维边坡稳定性分析

利用ANSYS有限元软件,结合强度折减法原理提出一种新式突变判据,用以分析三维边坡稳定性。首先模拟整个边坡等效塑性应变全过程,得到边坡变形破坏的动态机制;再以边坡的3种整体位移和5种塑性应力应变为依据,采用最小二乘法对边坡位移值和塑性应力应变值与折减系数关系进行非线性拟合,从理论上计算出边坡极限平衡状态下的安全系数,最后与2种传统判据进行了对比分析。结果表明:随着折减系数的增大,边坡会由土质滑坡转变为岩质滑坡,该边坡使用传统判据所得安全系数为1.1～1.11,结果偏于保守。采用新式突变判据的位移指标的所得安全系数为1.238,塑性指标所得安全系数为1.129 6,均处于极限平衡状态,采用极限平衡法对比验证,结果可行。对边坡位移值和塑性应力应变值与折减系数关系进行拟合,Vigot曲线拟合效果最优。该新式判据在理论上为边坡稳定性分析提供了一种新的判断方法。     

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0m到水位高度分布不等,而渗水面上水头始终为0m;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。     

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.     

岩石峰后应力应变特性的加卸载试验研究

为了研究隧道开挖过程中围岩在加卸载条件下的应力应变特性,采用TAW-2000微机控制岩石伺服压力试验机对辉绿岩进行了三轴加载和卸围压试验,通过分析岩石强度、体积变形在试验全过程中的变化规律及其与围压的关系,研究岩石的力学特性、变形特性及其破坏机理.结果表明,在卸载试验条件下,岩石在屈服破坏后,同样具有应变软化特性和破裂...     

基于破坏概率分析的滑坡稳定性评价

结合三峡库区某滑坡的治理工程,利用Slope/W软件将破坏概率分析对滑坡的稳定性进行评价。研究结果表明:基于破坏概率分析的滑坡稳定性评价,可以降低由于抗剪强度参数的随机性、测试的误差、地质体的不均匀性、外界因素变化的随机性等对于滑坡稳定性评价结果的影响,能较为客观地反映岩性的实际分布状况。相比单一稳定性系数评价滑坡稳定性的方法,将滑坡破坏概率与传统的稳定性系数相结合,可较客观地评价滑坡的实际稳定状态。分析结果表明:在滑坡含水饱和+地震条件下,该滑坡处于破坏状态。     

含软弱夹层顺层陡坡失稳机制及治理措施分析

含软弱夹层的顺层陡坡率岩质边坡的失稳机制分析及治理是公路工程中的难点问题,针对某高速公路中岩质路堑边坡滑坡,采用有限元方法对边坡滑坡的过程进行反演、基于强度折减理论对该滑坡的治理措施及稳定性进行了分析.结果 表明:边坡开挖产生的陡坡率引起卸荷拉张裂隙发育,进而导致前缘岩体崩塌是滑坡诱发阶段,后缘岩体沿顺层软弱夹层滑动是滑坡的发展阶段;滑坡治理设计的卸载、坡脚锚固及前缘反压等措施有效,可为类似含软弱夹层的顺层陡坡率滑坡治理提供参考.     

蓄水引起的库区边坡失稳分析

分析了地下水对岩土体的作用,并进一步分析了蓄水引发的岸坡失稳,提出了岸坡失稳的3种类型:(a)坡脚淘刷型失稳破坏,(b)岸坡冲刷型失稳破坏,(c)浸水湿化型失稳破坏。岸坡失稳过程中,地下水起的作用为孔隙压的机械效应和力学效应以及化学效应引起的湿化和软化。对岸坡稳定性的最大影响因素是构成岸坡的岩土体的物理力学性质。地下水的湿化和软化作用,使岸坡物质容重增加的同时降低了物理力学性能,由此诱发的岸坡失稳往往具有突发性。     

勉宁高速公路夏家河滑坡稳定性评价

采用多种方法计算夏家河滑坡安全系数为0．964～1．074之间,滑坡目前处于临界稳定一稳定性差状态;采用可靠性分析法判定滑坡的稳定等级为2级,属高危险性滑坡;采用应力应变法模拟得出滑坡的坡顶剪应力最大。坡脚应变值最大,其结果对处治滑坡很有参考价值。     

公路典型软质岩石边坡工程稳定性研究

将有限差分理论和FLAC3D技术应用于贵阳市乌当区云锦庄至开阳公路K44+340～K44+450段右侧滑坡工程,利用强度折减法分析了边坡的稳定性,研究了三维变性范围和发展趋势。通过对该段公路路基边坡失稳下滑的原因进行符合实际工况的模拟,结果表明,路基开挖岩石坡脚是造成这次滑坡的外因;软弱岩体风化强烈、节理发育形成岩体内软弱结构面是边坡失稳下滑的内因;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,说明预应力锚索的加固对于该岩石边坡的整体稳定性起到了重要的作用。     

基于强度折减法的牵引式滑坡稳定性分析及防治对策研究

牵引式变形破坏是滑坡失稳的一种重要模式。基于某牵引式工程滑坡的地质成因和失稳机理,利用有限元软件建立滑坡三阶段数值分析模型,采用土工强度参数按步长进行场变量折减的方法,以弹塑性迭代计算发生不收敛,并结合坡面特征点产生位移突变作为失稳临界判据,分析了滑坡处于原始状态以及后继开挖和工程支护三阶段模型分别在天然和暴雨两种工况下的稳定性安全系数。针对工程支护后是否会发生越顶剪出或局部失稳的可能性问题,根据强度折减计算终止的坡体塑性应变场,提取塑性贯通区以确定局部失稳的最危险滑面,进行了可靠度评价。根据分析结果,提     

某高速公路滑坡治理与边坡预加固工程实例分析

以某高速K171+140～+361段滑坡治理与K171+361～+440段边坡预加固工程为例,结合其工程地质条件、滑坡过程及破坏特征,详细分析了滑坡的成因、诱发机制及失稳机理,提出了相应的工程治理及预加固措施,并基于理正岩土数值分析软件对滑坡治理前后及预加固边坡的稳定性进行了计算分析,同时采用北斗在线实时监测系统对治理全过程及治理、预加固成果进行变形监测。结果表明:深挖路堑陡立边坡开挖后应力重分布,开挖坡面防护不及时,经历冬冻春融、连续强降雨后,地下水下渗浸泡使坡脚砂质泥岩饱和软化并致使边坡垮塌,采用桩板墙、挡土墙、护面墙、截排水相结合的护坡综合治理方案效果良好。     

三峡库区滑坡消涨带变形破坏模型试验

为明确水库滑坡消涨带变形破坏机理,以物理模型试验为手段,基于三峡库区堆积层滑坡工程地质特征,建立3种不同岩层倾角的滑坡消涨带试验模型。通过水库滑坡模型试验材料研制和库水位波动科学控制,实现水库滑坡消涨带失稳过程试验模拟,并从试验角度探讨水库滑坡消涨带变形特征和力学机制。结果表明:初次蓄水过程中,坡表裂缝交角与基岩倾角呈负相关,交角决定了裂缝扩展方向,影响变形发展;滑床倾角越大,交角越小,裂缝越长,变形越大,塌岸越易发生;坡内孔隙水压力滞后性明显,随周期增大逐渐减小趋于稳定,水位波动速率会缩短坡体地下水响应时间;波动速率越大,坡内孔隙水压力变化速率越大,对水下坡体影响最大,坡体内速率差越大,渗透力越大,进而影响滑坡的稳定性;土体结构劣化及水的浮托力是引起滑坡模型前缘破坏的关键因素,而动水压力作用及有效应力减小导致滑坡由局部向整体破坏,呈现典型的多重滑面渐进式牵引破坏模式。该研究结果有助于深入认识滑坡消涨带变形破坏机理,可为库水位波动触发牵引式滑坡的演化模式和力学机理提供依据。     

三峡库区滑坡消涨带变形破坏模型试验（双语出版）

为明确水库滑坡消涨带变形破坏机理,以物理模型试验为手段,基于三峡库区堆积层滑坡工程地质特征,建立3种不同岩层倾角的滑坡消涨带试验模型。通过水库滑坡模型试验材料研制和库水位波动科学控制,实现水库滑坡消涨带失稳过程试验模拟,并从试验角度探讨水库滑坡消涨带变形特征和力学机制。结果表明：初次蓄水过程中,坡表裂缝交角与基岩倾角呈负相关,交角决定了裂缝扩展方向,影响变形发展;滑床倾角越大,交角越小,裂缝越长,变形越大,塌岸越易发生;坡内孔隙水压力滞后性明显,随周期增大逐渐减小趋于稳定,水位波动速率会缩短坡体地下水响应时间;波动速率越大,坡内孔隙水压力变化速率越大,对水下坡体影响最大,坡体内速率差越大,渗透力越大,进而影响滑坡的稳定性;土体结构劣化及水的浮托力是引起滑坡模型前缘破坏的关键因素,而动水压力作用及有效应力减小导致滑坡由局部向整体破坏,呈现典型的多重滑面渐进式牵引破坏模式。该研究结果有助于深入认识滑坡消涨带变形破坏机理,可为库水位波动触发牵引式滑坡的演化模式和力学机理提供依据。     

降雨和地震耦合作用下老南瓜塘边坡稳定性分析

以大永高速公路老南瓜塘边坡为研究对象,采用数值方法分析该边坡的失稳破坏机制,并确定雨水入渗导致坡体强度软化是诱发滑坡的主要因素。分析计算老南瓜塘边坡在降雨、地震、降雨+地震等工况下的工程稳定性,根据边坡的变形破坏机制和稳定状态选取了抗滑桩支护方式进行加固,并复核加固坡的工程稳定性。研究结果表明:①边坡稳定性随降雨持续而降低存在一定滞后,边坡最不稳定状态在降雨结束后一段时间,并非对应降雨结束时。②地震荷载对边坡稳定性破坏显著,地震工况下老南瓜塘边坡处于极度不稳定状态。③前期降雨会加剧地震对边坡稳定性的破坏,降雨强度越大,持续时间越久,影响越明显。