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。     

均质边坡稳定分析的上限解探讨

为探讨边坡稳定分析时得到精确上限解的方法，以无重边坡极限承载力问题为例，依据滑移线场确定破坏机构，推出一个上限解公式，并采用算例与能量法和有限元方法进行比较。分析结果表明：依据滑移线场确定破坏机构所得到的上限解公式与经典滑移线法承裁力公式相同；依据滑移线场确定破坏机构得到的上限解的结果略小于能量法和有限元方法的结论，属于3个上限法中的最小上限解；且能量法和有限元方法最终搜索出的滑面也和滑移线吻合。可见依据滑移线场确定破坏机构的上限法正确、可行、简单、有效，说明以滑移线作为破坏机构的分块模式合理，可得到较精确上限解。     

顺向缓倾岩层临坡地基复合破坏模式与极限承载力计算

顺向缓倾岩层临坡地基的破坏模式及极限承载力，与层面抗剪性能及产状与组合关系密切相关。迄今为止，众多学者基于临坡地基极限承载力的滑移线法对这一问题开展了研究，这些方法可以考虑层面特征与组合关系的影响，相比其他方法具有明显优势。然而这些研究大多都假设主动朗肯区底部与优势结构面直接相接，忽略普朗特尔过渡区的范围，这在一些情况下会出现计算结果偏大等问题。针对上述问题，基于滑移线严格解，考虑地基中客观存在的普朗特尔过渡区，采用应力间断面静力分析的力矩平衡法，建立了顺向缓倾岩层临坡地基极限承载力试算方法。采用该方法对不同倾角的顺向缓倾岩层破坏模式进行了分类：当岩层倾角小于最小临界值β_min,时，岩体发生“自锁”,为均质破坏模式；当岩层倾角大于最大临界值(β_min,β_max)时，发生顺层滑动破坏；当岩层倾角位于区间β_max时，发生复合破坏模式。最后将该模型应用于洞庭溪沅水特大桥中。结果表明：忽略过渡区范围的双平面破坏模式在该工程中应用时，计算结果偏大；所提方法计算结果最小，符合潘家铮“极小值”原理，计算结果更准确...     

顺层滑移型岩质边坡稳定性影响因素敏感性分析

顺层岩质边坡的破坏类型主要有顺层滑移和溃曲破坏两种,由于其破坏机理各不相同,因而对这两种破坏类型的影响因素进行敏感性分析时应该分开来考虑。以往在进行影响因素敏感性分析时常采用的方法主要是假设其中某一个因素变化,其他因素不变,而在实际中这种单一因素发生变化的情况是很少的,大多是多因素共同变化,因此其结果不能反映真实情况。在离散元分析的基础上,考虑正交设计的特点,将正交试验设计应用到顺层滑移型岩质边坡稳定影响因素敏感性分析中,得出影响顺层滑移型岩质边坡稳定性的主要因素和次要因素。     

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。     

基于滑塌实例的边坡力学参数反算与破坏模式分析

高速公路隧道洞口常存在明显的偏压,一般在偏压洞口明暗交界前方设置明洞.为减少开挖量,偏压侧临时边坡往往较陡,受降雨或施工扰动易产生失稳滑塌.针对隧道洞口临时边坡滑塌的工程实例,采用极限分析上限有限元法反算边坡力学参数,并进行边坡破坏模式特征的探讨,从而为类似地质条件下隧道洞口边坡稳定性分析、加固与防护以及现场施工提供借鉴.     

基于滑塌实例的边坡力学参数反算与破坏模式分析

高速公路隧道洞口常存在明显的偏压,一般在偏压洞口明暗交界前方设置明洞。为减少开挖量,偏压侧临时边坡往往较陡,受降雨或施工扰动易产生失稳滑塌。针对隧道洞口临时边坡滑塌的工程实例,采用极限分析上限有限元法反算边坡力学参数,并进行边坡破坏模式特征的探讨,从而为类似地质条件下隧道洞口边坡稳定性分析、加固与防护以及现场施工提供借鉴。     

缓倾角层状边坡变形破坏机制及整治措施

以国道108线广(元)南段公路缓倾角层状边坡的变形和失稳破坏为典型结构,在滑坡区岩体结构、水文地质条件、岩体水力学特征、滑坡形态特征和滑坡运动学特征等综合分析基础上,重点讨论了滑坡变形破坏的模式及产生的主要控制因素,并对滑坡进行了稳定性综合评价。在此基础上,对不同整治措施的技术可行性及经济指标进行比较分析,提出了经济、合理、有效的整治方案。     

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。     

地下水位变化对边坡稳定性影响的上限分析

坡体地下水水位变化引起坡内水力梯度的变化是导致边坡失稳的重要因素。通过将强度折减技术与极限上限定理结合,利用安全系数指标对地下水位变化影响下的均质边坡进行了稳定性分析,并进行了对比计算和参数分析。分析中将孔隙水压力当作外力,水位变化对边坡的影响作用通过虚功方程表现出来。对比计算表明:与已有结果的对比可以证明表明本文方法的正确性,且本文是较同类方法略好的上限解答;参数分析表明:坡内地下水位升降对边坡稳定性和潜在破坏面影响较大,地下水位上升引起孔隙水压力增大是坡体发生失稳的重要原因。     

隧道稳定性分析与设计方法讲座之一：隧道围岩压力理论进展与破坏机制研究

本文作为一个讲座对以往研究成果做一个综述,回顾了围岩压力理论的发展过程与隧道破坏机制研究的进展,通过模型试验与弹塑性有限元强度折减法,得出浅埋拱形隧道的破坏在拱顶,深埋隧道的破坏在侧壁的破坏机制,并可求出隧道围岩破裂面位置与形态。分析了矩形隧洞与拱形隧道破坏机制随埋深增加而变,矩形隧道可划分为浅埋顶部破坏阶段、深埋压力拱破坏阶段和深埋两侧破坏阶段3个阶段,而拱形隧道不存在压力拱破坏阶段。     

基于改进水压分布的岩石边坡倾覆稳定性分析

基于改进地下水力分布假设,运用极限平衡方法,综合考虑锚固效应、冰雪冻胀作用和地震荷载的影响,推导出典型岩石边坡倾覆稳定系数计算式.算例分析表明:采用改进后的水力分布假设进行岩石边坡倾覆稳定性分析更加合理;出流缝堵塞、地下水位升高、锚杆(索)锚固力和设置高度降低、冰雪冻胀作用加强、水平背向坡体和竖直向上的等效地震荷载对岩石边坡倾覆稳定性不利;锚杆(索)设置角度对边坡倾覆稳定性影响不大.同时,绘制了饱水岩石边坡倾覆稳定系数与几何要素之间的关系图,据此可迅速判定复杂条件下一定几何要素饱水边坡的倾覆稳定状态,便于工程实际运用.     

边坡岩石块体动力响应及锚固抗震效应研究

为研究路堑岩质边坡的抗震设防问题,在对汶川地震震区公路沿线岩质边坡进行震害调查的基础上,以川藏公路沿线某处典型岩坡为例,结合块体理论分析和动力数值计算,对边坡岩石块体的地震动反应特性及块体锚固效应进行研究。结果表明:节理会造成加速度的显著放大,未锚固的楔形块体加速度放大系数比完好岩体大3倍;锚固后,加速度放大系数比锚固前减小了30%。频谱分析表明,节理面降低了岩体的整体性,提高了地震动放大的幅值,扩大了加速度放大的频率范围,并使自振频率接近地震波的主频,从而增强了块体的地震动反应强度;锚固使节理岩体的自振频率远离地震波的主频,降低了节理面附近岩体响应加速度的幅值,从而提高了岩体的抗震能力。     

全强风化岩高边坡破坏模式与加固效果分析

公路工程遇到的全强风化岩高边坡的情况很多。风化岩体的物理力学特性与未风化岩体物理力学性质有很大差异,特别是全强风化岩体,原岩的结构面已被风化改造,对边坡的稳定性已不起控制作用,其工程性质更接近于粗粒土,因此全强风化岩高边坡极易发生破坏。以贵州凯里~麻江高速公路鹅山冲全强风化岩高边坡为例,发现全强风化岩高边坡经常会出现从浅部到深部不同深度的破坏面,圆弧是滑动面的主要形式,并提出了可以采用浅层压力灌浆、中部锚固和下部支挡等措施,分别针对不同深度的破坏面进行加固。这一综合方案不仅有效加固了高达157 m的全强风化岩高边坡,而且防止了水土流失,保护了环境,是一种经济有效的加固方式。鹅山冲高边坡加固已完成5年,一直稳定,植被完好,从中积累的全强风化岩边坡加固模式具有非常典型的意义。     

三峡库区链子崖危岩体变形破坏机理研究

链子崖危岩体距三峡大坝仅27 km,一旦失稳,将危及大坝运行和长江航运的安全,加强对该危岩体变形破坏机理的研究具有特定的现实意义。以一直存在缓慢累进位移变形的链子崖T0~T6缝段危岩体为研究对象,结合多年的岩石力学试验成果和变形监测资料,对其变形特征进行了分析,并选取变形相对明显的T5-1至T6缝段危岩块体进行了稳定性计算。     

萝卜岗边坡变形破坏机理研究

某新县城萝卜岗边坡为缓倾角顺层砂泥岩互层型边坡。在该边坡挡墙基槽施工时发现,边坡岩体深部存在隐蔽的张拉裂缝,而其上覆岩体却仍保持较完整状态的假象等地质现象。以该边坡为研究对象,在现场调查及对边坡岩土体物理力学参数试验、分析取值的基础上,建立了边坡变形破坏的概念模型,通过采用离散元程序对边坡的变形破坏过程的反演分析,深入地揭示了该类边坡的变形破坏机理。     

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。     

降雨入渗对黄土边坡破坏面的形成及滑动机理研究

以甘肃一黄土滑坡为例,将流固耦合理论引入边坡的稳定分析,结合数值分析软件FLAC,研究了边坡在不同降雨入渗深度下位移、速率的变化情况以及边坡破坏场的发展规律,提出了以位移和速率为标准的边坡稳定性评价方法。结果表明:随着降雨的入渗,位移和速率有不断增大的趋势,降雨入渗4m后,位移和速率显著增大,边坡破坏面处于贯通状态,坡体达到临界滑动速率,直至推动整个坡体向下滑动而形成推移式滑坡。