黑色岩层诱发山地灾害的水—岩作用机理研究

研究目的:在黑色岩层分布的高原山地区域,黑色岩层作为一种山地灾害的诱发因素,时常会给工程建筑以及人类活动带来危害。本文通过对黑色岩层水岩作用机理研究,期望对黑色岩层分布区内的山地灾害治理以及建筑工程设计提供一些帮助。研究结论:黑色岩层中的黄铁矿等硫化矿物在有氧参与的水岩作用下,可以产生硫酸型酸性水并影响周围矿物成分,导致黑色岩层本身以及与其相接触的非黑色岩层或建筑材料等矿物成分发生变化,使得岩石材料的物理力学性质受到弱化,最终容易在山地重力作用下形成山地灾害。通过对都匀地区不同岩性的黑色岩体以及周围水样进行试验分析,研究了山地灾害中含黑色岩层边坡的破坏模式,提出从控制酸性水因素进行治理的措施建议。     

吉尔木隧道出口边坡赤平投影稳定性分析

研究目的:赤平投影可通过空间投影关系直观反映不同结构面的空间组合关系,适用岩质边坡稳定性定性评价。块体理论可对不同破坏类型的结构体稳定性进行定量计算。本文将基于吉尔木隧道出口边坡的现场调查,分析该边坡岩体结构类型和基本破坏模式,并利用Barton模型估计岩体结构面强度参数。在此基础上,结合赤平投影理论和块体理论分析该边坡潜在失稳岩体的结构面组合关系,并确定各模式块体的稳定性系数,以期为边坡防护设计提供一定的指导。研究结论:(1)通过Barton模型计算结构面的力学指标表明:在法向应力为2 MPa时,结构面的内聚力C=0. 12 MPa,内摩擦角φ=34°～36°;(2)隧道出口边坡岩体主要破坏模式有倾倒式破坏、楔形体滑动破坏和平面滑动破坏,其中倾倒式破坏主要受直立卸荷裂隙控制;平面滑动破坏主要为沿与坡面近平行的长大卸荷裂隙滑动和沿岩层层面滑动;楔形体破坏主要受到了岩层层面、近直立卸荷裂隙和密集节理面的共同控制;(3)赤平投影分析表明:边坡岩体沿单滑面破坏的块体1和块体2以及沿双滑面交线破坏的块体12是不稳定的,其中块体2的稳定性最差;(4) Barton模型、赤平投影及块体理论相结合的岩质边坡稳定性分析方法具有准确和快捷的优点,该方法在高陡岩质边坡分析中具有良好的应用前景。     

层状岩体顺层滑动边坡破坏机制及锚固机制的研究

通过对层状岩体顺层滑动边坡破坏机制、破坏模式的研究,提出实际工程治理中最适宜采用的治理方法是使用锚杆进行加固,并提出最优锚固角及锚杆加固的受力分析,希望能为该类型边坡的防治工作提供有意义的理论依据及实际指导作用.     

贵州省赤水丹霞地貌岩层边坡处治技术研究

丹霞地貌发育的物质基础是红层。红层岩体具有强度低、易风化崩解、遇水易软化等特点,是一种具有特殊工程特性的岩体。红层地区开挖边坡浅层稳定性较差,若未及时采取防护,极易造成边坡水土流失及风化剥落、崩塌、浅层滑坡等灾害。本文通过现场调查、理论分析等多种方法,对赤水丹霞地貌区红层岩体基本性质、风化特性、边坡变形破坏方式及防护技术进行了分析和研究,提出了红层边坡的防护设计思路,介绍了不同形式的防护及加固技术。     

西南山区岩质高边坡危岩体稳定性及运动特征研究

为给西南山区公路岩质边坡危岩体治理工程提供依据,利用Rockfall软件模拟典型危岩体落石运动特征,采用静力平衡法对其形成机理、破坏模式、稳定性进行定性和定量分析,并提出合理的治理措施.研究表明:(1)危岩体形成过程是多种工程地质条件长期相互作用的结果;(2)稳定性计算显示,暴雨和地震会加速危岩体的形成过程并触发其失稳...     

基于遍布节理模型的顺层边坡稳定性影响因素分析

在应力作用下,层状岩体表现出相对于均质各向同性的岩体更为复杂的力学行为,针对该种岩层采用目前广泛使用的各向同性本构模型在受力行为及变形破坏的机理上会造成较大的误差,以成都至兰州高速铁路某隧道洞口段边坡工程为研究背景,采用FLAC~(3D)自带遍布节理模型(ubiquitous-joint模型)描述层状岩体的各向异性特征,对岩体及节理面的稳定性影响参数进行强度折减并分析其与边坡安全系数的关系。结果表明:边坡的整体安全系数F随节理面倾角呈先减小后增大再减小的趋势;岩体与节理面的黏聚力、内摩擦角的相对值大小影响边坡安全系数的变化规律,而与绝对值大小无关,并且均在安全系数最低的30°倾角表现更高的敏感性,层状岩体的剪胀性对边坡安全系数的影响与节理模型的范围和岩体与节理面的内摩擦角相对值有关。     

广东省红层边坡病害机理及对策

系统地分析了广东省红层的工程特点、红层边坡岩体结构及破坏模式。通过典型工点剖析,得出红层边坡病害特点并提出相应防治对策。红层边坡设计时抗剪强度应偏保守取值并重视边坡排水。红层边坡破坏模式与岩体结构密切相关,降雨起重要作用。多次分段钢花管注浆作为一种新型边坡治理技术,可有效改善红层岩土工程性质,对此类边坡治理效果良好。     

近水平软岩边坡楔裂扩张力致滑机理研究实例

研究目的:在近水平非膨胀软岩地区,经常发生滑坡,给工程建设以及人类活动带来危害。本文结合兰渝铁路D1K641路堑工程滑坡勘察,从岩石(体)水理特性试验着手,研究非膨胀软岩遇水产生裂缝的机理,以及近水平软岩边坡变形破坏的力学机制,这对整治或预防近水平软岩边坡变形破坏具有重要实际意义。研究结论:(1)软岩遇水产生楔裂扩张力,在楔裂扩张力作用下岩体发生楔裂性崩解,强度显著降低。(2)近水平软岩边坡变形破坏模式:岩体遇水首先在楔裂扩张力作用下发生垂向楔裂破坏并向深部发展,遇到特殊层间时在楔裂扩张力、裂缝静水压力、重力、沿层面渗流水的扬压力,以及强度大大降低的综合作用下沿层间发生剪裂破坏,致使岩体失稳并向临空面滑移形成滑坡。(3)楔裂扩张力在边坡变形破坏、滑移过程中起着关键作用。     

高陡边坡深部破裂岩体的变形模式及成因分析

研究目的:高陡岩质边坡的稳定性评价问题是工程建设中的重大工程问题。通过研究高陡边坡深部破裂发育特征、地球化学特征、变形破坏模式、破坏类型、地质特征、控制因素及成因分析,可进一步为西南高陡边坡深部破裂岩体结构、岩体质量及边坡稳定性研究奠定基础。本文通过现场调查、平硐岩体结构统计等方法,揭示高陡边坡深部破裂的破坏类型及发育特征,并通过对研究区岩性条件、岩体结构、地应力、微地貌及河谷演化等控制因素的分析,对深部破裂的成因进行探讨。研究结论:(1)金沙江上游高边坡特殊的岩性、高地应力、强烈构造运动等地质条件,造成了高陡岩质边坡深部变形破坏形式复杂和多样,根据深部变形破坏的特征可划分为:剪-张性、压-剪性和张性深部破裂;(2)构造运动、河谷演化、高地应力重分布等区域因素与地质特征、高陡边坡形态等为深部破裂形成和发育特征的成因机制;(3)本研究成果可为高陡边坡勘察、稳定性评价等方面提供工程地质依据。     

宜巴高速黄花互通匝道缓倾层岩质边坡变形破坏机理及处治技术研究

在工程施工过程中经常遇到缓倾角顺层滑坡,该类边坡也是治理难度最大的滑坡类型之一。以宜巴高速公路第四合同段黄花互通D匝道项目为依托,研究该边坡工程地质条件,分析此类型边坡变形破坏的控制因素,对边坡变形破坏机理做深入分析研究;确定该滑坡为典型顺层滑移拉裂型破坏。由此,采用卸载、设置预应力锚杆和挂网治理措施,使得水平位移的变化量小于1.2 mm/d,该治理方法达到了治理该类型滑坡的目标。     

Research on deformation failure mode of slope diseases caused by earthquakeEI北大核心

Research purposes: The slope diseases caused by earthquake are different from other types of slope diseases in general. They have various mechanism and deformation failure modes and can cause large damages. In order to prevent and control these diseases pointedly, based on investigations of 3 slope diseases along the Wenchuan-Yingxiu Road influenced by the "5·12"Wenchuan Earthquake, the analyses and researches were made and done on the slope diseases types, slope structures and mechanism to summarize the deformation failure modes of slope diseases caused by earthquake. Research conclusions: (1) The main types of slope diseases include the collapse, landslide, slumping, fault and rockfall. Collapse is the major disease, up to 71% of the total slope diseases. About 80% diseases happens to rock slope. (2) The deformation failure modes of collapse have 8 types like pull cracking and falling.Landslide has 5types like pull cracking, shearing off and sliding. Slumping has 2 types of shaking loose and slumping. Rock falling has 2 types of throwing and dropping. Disorder falling has 1 type of shaking to crimping. (3) This research result can provide the reference to prevention and control of the slope diseases caused by earthquakes along railways and roads.     

高陡边坡桥基安全距离研究

研究目的:高陡边坡桥基位置的确定不仅关系到高边坡的稳定和桥梁的安全,也直接关系到整个桥梁的技术指标和造价。而目前相应的规范及手册中,对高陡边坡桥基位置没有明确的规定。研究方法:荷载作用下高陡边坡岩体力学行为特征是桥基位置确定的基础。利用数值分析方法,分析不同边坡几何状态下荷载对边坡岩体应力的影响。研究结果:根据荷载作用下边坡岩体应力影响范围的变化特征,提出高陡边坡桥基安全距离的确定原则。边坡岩体应力影响范围主要与荷载强度、桥基宽度、边坡坡度以及桥基水平距离等因素有关。根据坡面岩体应力影响系数最大值与各影响因素的关系,再利用岩体质量对应力影响系数进行限定,提出高陡边坡桥基安全距离的确定公式。研究结论:工程实践表明,用本文方法来确定高陡边坡桥基位置是方便的、适用的。     

泥灰岩边坡倾倒变形机理及处治措施

研究目的:在阿尔及利亚东西高速公路建设期间,多处泥灰岩边坡发生倾倒变形,甚至转化成滑坡,对项目进程造成了重大不利影响,必须研究倾倒变形边坡的机理,分析其稳定性进而实施治理,或在倾倒变形之前实施预加固工程,保证边坡的稳定。研究结论:(1)边坡变形破坏方式受控于边坡本身的内部结构、物理力学性质与外界因素的作用。(2)查明边坡体变形破坏机理和各个不同演化阶段的变形破坏及稳定性程度,针对所处的发展阶段,提出合理的边坡治理措施。(3)治理工程中考虑刷方减载、材料置换、锚固、支挡和排水工程等多方案的组合,选择综合性的治理方案。     

贵州地区浅变质岩公路边坡稳定性分析

针对厦蓉高速贵州境水口至都匀段浅变质岩公路高边坡,采用赤平极射投影法,研究了地质间断面与边坡开挖面之间的几何关系,实现了岩质边坡破坏模式的识别。在此基础上,利用极限平衡分析方法,对不同破坏模式边坡进行了稳定计算,得到了稳定安全系数和潜滑体剩余下滑力;以此编制的计算机可视化程序可自动识别岩质边坡的破坏模式并进行对应的稳定计算,实现了破坏模式识别与稳定计算的连接和统一。计算表明:3#节理切割成的平面滑坡体与1#、4#节理切割成的楔形滑体不满足稳定要求,稳定系数分别为0.811和1.054。因此,该计算方法和程序在岩石边坡稳定计算和预测岩体滑坡方面具有良好的应用前景。     

襄渝铁路新建二线马鞍山隧道进口滑坡分析

研究目的:提出软质岩、极软岩地段勘察、选线时应注意的工程地质问题,指出隧道洞口选线时应避免的位置。研究方法:通过分析滑坡形成的原因及滑坡性质,提出治理措施。研究结果:提出软质岩、极软岩地段铁路选线应注意的工程地质问题。研究结论:存在顺层或不利结构面时,工程施工应自上而下分段进行,严禁对坡体下部进行大面积坡脚开挖,必要时应进行稳定性检算和分析论证,并尽量避开雨季施工;对于路堑两侧基岩性质相差较大或路堑、隧道段存在极软岩的情况,开挖时应进行必要支挡工程并进行边坡监测;路堑两侧土层较厚时,应先进行支挡工程,并加强对两侧边坡的监测;铁路选线时应避开两侧边坡有较厚土层或两侧岩性相差较大的沟槽;隧道洞口尽量远离沟槽,并选择基岩出露良好、无不良地质处;对于路堑边坡,在勘察阶段应调查至两侧的坡顶及坡底,必要时应翻过山顶。对于路堑边坡应布置足够钻孔,必要时可离线路较远。对于两侧岩性差别较大,存在顺层地段、尤其是沟槽的情况,在设计时应引起注意。     

黄土边坡稳定性分析方法研究

研究目的:为了寻求一种新的黄土边坡稳定性分析方法,解决极限平衡法不能将黄土垂直节理发育特性纳入到分析过程中的弊端,本文采用ABAQUS软件,利用有限元法对黄土路堑边坡进行数值模拟,在黄土边坡稳定性分析中对岩、土体内部节理、裂隙参数进行计算.研究结论:利用有限元法对黄土边坡的稳定性进行分析,能够考虑黄土边坡垂直节理发育的特性,与极限平衡法相比,有限元法对黄土边坡稳定性分析具有明显的优越性.算例表明ABAQUS有限元软件中的节理材料模型适用于黄土边坡,ABAQUS软件在黄土边坡稳定性分析方面具有良好的适用性.     

黔桂线车河站斜坡软土成因及治理措施

研究目的：位于山前缓坡上的车河站横穿21条自然沟，施工开挖及试填筑时发现大部分沟内分布斜坡软土，需查明其成因、范围、厚度及工程性质，为设计提供依据。 研究方法：参考我院设计的内昆线、水柏线等铁路项目山区斜坡软土研究结论，采用试抗、钻探、静探、轻型动探及试验等综合勘探手段进行研究。 研究结果：车河站共有16条沟内分布斜坡软土，厚度差异较大，共同特点是土质软、成分杂、分布和性质不均匀，且夹有较多碎块石。最后选择了强夯碎石墩对基础进行复合地基加固。 研究结论：地层结构造就了特别的水文地质环境，从而为形成山前缓坡沟槽软土创造条件。治理包括排水、地基置换及挡护3个方面。从施工结果看，采用强夯置换法处理车河站斜坡软土操作容易，效果明显。     

水位升降对顺层岩坡稳定性影响的上限分析方法

在构造顺层岩石边坡的简单直线破坏模式基础上,将强度折减技术与极限分析上限定理结合,推导边坡内外水位升降影响条件下的顺层边坡稳定性安全系数的目标表达式,并采用序列二次规划迭代法进行求解。通过算例计算,分析水位变化参数对顺层岩石边坡坡体安全系数和潜在破裂面的影响。研究结果表明:边坡内外水位升降对边坡安全系数和破坏范围存在不可忽视的影响,但当岩层倾角处于一定范围时,岩层倾角对边坡安全系数和破坏范围的控制程度更强。     

高地应力软弱围岩变形控制方法

研究目的:探讨高地应力软弱围岩大变形的控制方法,并通过具体施工应用,进行现场监控量测试验验证。研究方法:结合乌鞘岭特长隧道最大断层---F7断层高地应力软弱围岩的地质特征及其变形特征,简要分析了支护临界失效点,围岩质量、允许变形量、变形速率和运输方式等与工序间距离的关系,具体从地质超前预报、隧道支护结构和施工方法三个方面进行探讨。研究结果:得出了高地应力软弱围岩围岩条件下,隧道施工支护参数与工序间距离确定的基本方法、一些经验参数和施工基本要求,并对施工中应注意的事项提出了建议措施。研究结论:在高地应力软弱围岩条件下进行施工,要根据掌子面围岩变化情况及时适当地调整支护参数和施工方法,才能有效地控制变形。