软硬岩互层式复合岩层边坡稳定性分析及其加固技术研究

复合岩层边坡稳定性一直是土木工程建设者所关注的热点问题。文章以软硬岩互层式复合岩层边坡为研究对象,对其变形破坏机理、破坏模式进行了研究,并分析了边坡稳定性影响因素;采用大型通用有限元软件 ABAQUS 对垄茶高速公路典型复合岩层边坡进行了稳定性分析计算;最后针对复合岩层边坡特点,提出了“基脚挡墙、深层锚固、浅层防护”的加固方案。研究结果表明,软硬岩互层式复合岩层边坡变形破坏模式可分为滑移-拉裂-剪断破坏、平面旋转式的滑移-拉裂破坏、弯曲-倾倒破坏及块体滑移破坏四种类型;影响边坡稳定性的因素主要包括结构面、地层岩层、水及风化作用;复合岩层边坡综合加固方案能有效地提高边坡的稳定性,确保边坡在运营过程中的稳定性。文章的结论对以后类似工程的建设具有较好的指导意义和应用价值。     

某泥质顺层边坡变形机制及防治技术研究

本文根据某顺层高边坡的地质资料,探讨分析了边坡的变形影响因素,并研究分析了边坡的稳定性,FLAC3D软件构建边坡的三维计算模型,分析边坡的破坏模式与防治方案对边坡的支护效果。研究结果表明:边坡未采取治理措施进行开挖时,可能发生2种破坏模式:(1)浅层岩土体的类土质圆弧滑动;(2)受软弱夹层控制,产生中部的剪出变形或沿坡脚的整体滑移-拉裂破坏;根据分析提出了桩锚结合的治理措施,坡脚抗滑桩起到固脚与收坡作用,而预应力锚索框架梁将潜在滑动岩土体与稳定岩体连为一体,有效解决了边坡浅表层及中部的剪出变形问题。监测结果表明,目前边坡的稳定性良好。     

某城际铁路高边坡病害特征及加固措施研究

依托某城际铁路高边坡变形病害工程,通过工程地质、水文地质调查和现场边坡稳定性评价、数值计算等方法,分析边坡发生变形病害原因并提出加固补强方案。研究表明：边坡坡面发育蚀变凝灰岩破碎带,破碎带内局部岩块破碎,带中存在风化呈高岭土化的土状风化物及碎石土,具弱膨胀潜势;坡脚受多方向结构面切割发生楔形崩塌破坏等是引起坡面发生变形的主要原因,现状边坡处于整体基本稳定、局部欠稳定-不稳定状态。提出基于现状边坡的局部加固补强方案,坡面采用承压板锚索加固,边坡平台设钢筋混凝土锚固桩。     

地震作用下的层状岩质边坡块状-弯曲倾倒解析分析

为了进行地震作用下块状-弯曲倾倒破坏边坡的稳定性评价,基于极限平衡理论,运用逐步分析方法,建立了地震荷载作用下块状-弯曲倾倒破坏的地质力学模型,并推导出了地震荷载作用下块状-弯曲倾倒破坏的解析公式,分析了地震荷载对岩质反倾边坡稳定性和破坏模式的影响。采用边坡几何力学参数、潜在破坏岩块编号及地震影响系数作为稳定分析中的变量,运用MATLAB编写了求解不同变量下的边坡安全系数和破坏模式的计算程序,此外,还将该方法与传递系数法、数值模拟结果进行了对比分析。研究结果表明：随着地震惯性力的增大,边坡稳定性逐渐下降;部分相邻块体的潜在破坏模式不同,滑移破坏和倾倒破坏交叉出现,但随着地震影响系数的增大,整体破坏模式逐渐由倾倒破坏转变为滑移破坏;随切坡角度增加,边坡的稳定性下降,较易发生倾倒破坏;不同地震影响系数下岩层厚度对边坡的影响不同。     

层状岩体边坡动力稳定性模型试验研究

在相似理论的基础上,通过室内振动试验,揭示了层状岩体边坡在受到动力扰动下的变形与破坏特征。试验结果表明,在动力作用下,层状岩体边坡将出现与其它岩体边坡不同的变形与破坏形式:①坡体的整体松动现象;②沿应力集中带的拉裂破坏;③反倾岩层的倾倒弯曲和崩塌滑坡;④顺层岩体的挤压隆起现象;⑤岩块沿坡面的流动现象;⑥坡顶沉降变形。     

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。     

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FLAC3D的顺层岩质边坡稳定性及锚固优化研究

以湖南某泥质粉砂岩顺层边坡为工程背景,通过数值模拟,分析现状边坡稳定性及滑坡趋势;在分析锚固初步设计基础上进行优化,并分析锚杆分布、长度、倾角、间距等对边坡稳定性的影响。结果表明:现状边坡沿坡脚及以上多层结构面发生滑动破坏,滑动面前、中部与结构面重合,后部拉裂岩土体;优化锚固设计,锚杆与岩层夹角为45°～55°对于边坡稳定最有利,锚杆倾角增大,边坡安全系数呈先增加后降低趋势;边坡安全系数与锚杆垂直间距为三次函数关系,存在极值。锚固优化设计可有效提高边坡稳定性,可为类似工程提供参考。     

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。     

某泥质粉砂岩类土质高边坡的滑坡治理研究

以某泥质粉砂岩类土质高边坡滑坡治理为例,分析了边坡的变形破坏特征和失稳破坏模式,并对滑坡稳定性进行计算。结果表明:全风化泥质粉砂岩类土质边坡失稳多发生在连续降雨期间,在雨水的作用下沿相对隔水层形成软弱滑动带。通过清方卸载、加固坡脚和坡面抗冲刷防护,能有效控制滑坡变形,确保工程运营安全。     

桩体模量对水泥土搅拌桩复合地基破坏影响研究

针对目前水泥土搅拌桩复合地基整体稳定性研究主要基于假定全部桩体发生剪切或者弯曲破坏的不足，采用有限差分法，对不同位置处桩体的受力特性，破坏模式以及复合地基整体破坏过程的开展方向进行研究，在此基础上，分析桩体弹性模量对桩体受力、破坏模式和破坏顺序的影响。结果表明：水泥土搅拌桩复合地基在路堤荷载作用下，会同时发生弯曲与剪切2种破坏模式，并且水泥土搅拌桩受力在空间分布上具有很大的不同；路堤荷载作用下，桩体的破坏具有渐进性，坡肩以外桩体更易发生弯曲破坏，破坏方向由坡脚首先发生，并向路堤中心逐渐延伸，而路堤内侧桩体更容易发生剪切破坏，破坏方向由路堤中心向坡脚延伸；随着桩体弹性模量的增加，桩体会由剪切破坏转变为弯曲破坏；低模量水泥土搅拌桩复合地基会首先发生内部剪切破坏，之后坡脚处发生弯曲破坏；高模量水泥土搅拌桩复合地基会先于坡脚处发生弯曲破坏，随后在路堤中心发生剪切破坏；桩体弹性模量的提高会增加桩体抗弯刚度，使其承担更大的弯矩，更容易发生弯曲破坏。     

复杂缓倾角岩体边坡的三维稳定性分析

为了建立复杂缓倾岩体边坡的三维稳定性分析方法,以含有层面和多组结构面的缓倾角岩体边坡为研究对象,根据现场调查资料将缓倾角岩体边坡相邻岩块间的接触关系分为脱离、面接触和线接触3种模式,依据每种岩块接触方式构建相应的接触力学模型,明确岩块的受荷情况,基于材料力学以岩块的竖向位移和转角为中间变量建立3种接触情况下的层间荷载计算方法。根据各岩块受到的荷载,推算出岩块后部结构面处的拉应力、剪应力和扭矩计算式,再基于断裂力学方法获得了该结构面的第1,2和3型应力强度因子,进而获得结构面的联合应力强度因子计算表达式。将结构面的断裂韧度与联合应力强度因子的比值作为各岩块的稳定系数,通过比较该岩块稳定系数与1的大小关系判断各岩块是否稳定,并将该分析方法应用于綦江羊叉河缓倾角岩体边坡。研究结果表明：该方法计算获得的坡顶破坏位置与现场边坡已经开裂的位置基本一致,说明该方法基本可行;改变岩块后部结构面贯通段的长度和弹性模量,稳定系数变化幅度达分别为74.32%和16.45%,不考虑Z方向各列岩块的相互影响岩块的稳定系数将增大5.16%~11.72%;研究结果可为缓倾岩体边坡的防治提供初步的理论支撑。     

白鹤滩水电站地下厂房错动带围岩稳定性控制方法研究

软弱错动带C2、C4分别加剧了白鹤滩两岸主厂房围岩的变形破坏风险和程度，为研究错动带影响机制和特点，制定针对性控制措施，依据现场破坏现象、监测数据，结合理论分析和数值反馈方法考察左厂边墙揭露C2、右厂顶拱揭露C4 2种条件下的围岩开挖力学响应特点和破坏机制，提出错动带不利影响控制措施，并评价工程措施的有效性及其相应条件下的厂房稳定条件。研究结果表明： 1）由主洞+支洞联合抗剪、交叉锁口构成的组合措施，可有效控制沿C2发生的剪切变形对左岸主厂房边墙松弛变形的加剧效应； 2）错动带C4在构造运动中形成局部地层应力异常并与开挖二次应力叠加作用，导致右岸主厂房顶拱层高应力破坏风险增加； 3）强化表面支护+深部加固组合措施可对C4影响部位的浅层和深部围岩综合起到“维持”和“加固”作用。系统支护和错动带组合控制措施可有效保证主厂房整体稳定性。     

兰渝线两水隧道大变形原因及机理分析

兰渝线两水隧道洞身经过炭质千枚岩、千枚岩等地层，在开挖施工过程中软弱围岩出现了大变形，其变形形式、特征十分复杂。通过对区域地质构造环境，复杂的高地应力及频繁、强烈的地震、围岩结构等方面的综合分析，研究了围岩大变形的机理，以达到控制变形的目的。结果表明:隧道围岩具有松散型、高地应力型及结构变形型的复合特征；大变形是在强烈的地质构造、复杂高地应力的作用下产生的，且与围岩优势结构面、软弱夹层、地下水等因素密切相关。     

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。     

深埋老黄土隧道围岩劣化对支护受力影响分析

为解决围岩劣化所导致的深埋老黄土隧道初期支护破裂问题,以蒙华铁路阳山隧道深埋老黄土围岩劣化初期支护破裂段为工程依托,通过补勘、数值分析、应力监测等手段对深埋老黄土及围岩劣化工况的支护受力特征作对比分析,得到如下结论： 1）在原围岩参数工况下,喷射混凝土全环受压,上台阶喷射混凝土受力较大,最大压应力位于拱顶,同时上台阶拱脚有较大剪切应力; 2）在围岩劣化但未形成连续滑移面的工况下,上台阶的弯曲压应力显著增大,最大压应力仍位于拱顶,且上台阶拱脚处易发生压剪破坏; 3）在围岩劣化且形成连续滑移面的工况下,最大剪切应力与最大压应力位于同一位置--滑移体与衬砌接触的上部边界,此处易发生压剪破坏且位置随着破裂滑移面的变化而变化,分布范围在上台阶拱腰至拱脚处。     

大跨度浅埋偏压隧道围岩变形分析

利用有限元数值模拟分析了两组工况下偏压隧道的围岩变形及隧道衬砌受力情况,结果表明:衬砌外荷载主要由上覆岩土体自重以及围岩沿着潜在滑移面产生剪切变形形成,剪切变形对围岩及衬砌受力影响显著。在平行于偏压面岩层与衬砌交界处（浅埋侧拱脚、深埋侧拱肩）的内力明显突变。地表注浆加固在一定程度上改善了围岩物理力学特性,减小偏压引起的剪切变形,有利于围岩稳定及隧道衬砌受力。     

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...     

兰渝铁路两水隧道高地应力软岩大变形控制技术

兰渝铁路两水隧道地质条件极为复杂,洞身围岩为千枚岩及炭质千枚岩,属极软岩,受高地应力影响,施工时发生了挤压性大变形,变形和破坏极为严重。以现场测试和理论分析为手段,结合隧道变形特征,探索和研究了适合两水隧道的软岩变形控制技术,并得出以下结论:1)软岩隧道的变形特性及稳定性(塑性区)取决于地应力、围岩的力学特性、开挖断面等,且与围岩的支护条件密切相关;2)通过采用加大预留变形量、加大支护刚度、多重支护,优化施工方法、适时施作二次衬砌等手段有效地控制了大变形,较好地解决了两水隧道高地应力软岩施工问题。在此基础上,提出了软岩隧道大变形分级标准及其对应的支护参数。     

高填方边坡动力响应变形特征数值模拟分析

依托西部某高原机场工程案例,开展高填方边坡动力响应变形特征数值模拟分析。结果表明：边坡动力响应呈现坡顶最剧烈,坡脚次之,中部最弱,位移和加速度具明显的高程放大效应的特征,并与地下水工程效应密切相关;强震作用易引发填方边坡产生过大沉降、不均匀沉降及侧向变形会导致边坡开裂、隆起,甚至大规模滑移,影响边坡的稳定性。