泥岩层面抗剪强度室内大型剪切试验研究

对三峡库区多条高速公路边坡工程的调查发现,目前无论在边坡稳定性计算还是在其治理工程设计方面,控制性软弱结构面的参数选取依据不充分,天然抗剪强度和饱和抗剪强度的取值差异性不大。采用大型室内试验,研究库区典型珍珠冲组地层中泥岩结构面(密闭型)的抗剪强度。试验研究结果表明:试验获得的峰值抗剪强度与采用Barton和Choubey经验公式的计算值相当;室内试验获得的干燥条件下泥岩层面的峰值抗剪强度与饱和工况下的残余抗剪强度有显著差别,与目前工程上采用的不同,这些认识对岩质边坡治理设计参数的获取具有参考价值。     

岩体结构面抗剪强度经验估算方法在杭千高速公路路堑边坡稳定性研究中的应用

高速公路勘察工期紧,对路堑边坡稳定性的评价通常是定性的。岩体结构面抗剪强度经验估算方法的运用,可以在短时间内提供潜在滑移破坏面的抗剪强度参数,从而使得边坡岩体稳定性定量评价成为可能。本文根据3个典型路堑边坡的稳定性分析,介绍了岩体结构面抗剪强度经验估算方法的工程应用。     

爆破荷载下岩质边坡结构面参数变化对边坡稳定性的影响分析

为研究爆破荷载下岩质边坡结构面参数变化对其稳定性的影响，以西商高速公路为依托，利用原始勘察的平面地形等高线图，采用Midas／GTs岩土数值分析软件，对岩质边坡在施工扰动和爆破动荷载2种工况下进行数值模拟，并分析考虑了覆盖层厚度、基层抗剪强度、岩体重度等结构面参数变化对边坡稳定性的影响，通过查询最危险滑动面的位置、最大位移、最大应力等关键指标，分析了上述参数对上述指标的影响规律。分析结果表明，爆破荷载增加了边坡的滑动力矩，稳定性受覆盖层和岩体重度的影响较其他参数的影响大，在坡脚范围内易发生失稳破坏，使该边坡的稳定性下降，从而使边坡的整体功能不能有效的发挥，应采取加固处理措施。     

岩体结构面对边坡稳定性的影响

岩石边坡,尤其是受结构面控制的岩体边坡,其边坡稳定分析应考虑岩体中结构面的产状、性质和发育程度。采用赤平投影图解法进行岩体边坡稳定性分析时,结构面抗剪强度是非常重要的力学参数,合理地选择确定抗剪强度的方法,常常要分析c、φ值在边坡稳定中的作用,然后综合选用合理的c、φ值,根据边坡可能破坏的形式进行边坡稳定性评价分析。     

顺层边坡稳定性分析及抗滑桩加固研究

从岩体的力学角度,阐述了岩体结构面的强度特性及其力学效应及影响岩质边坡稳定分析的不平衡推理传递。结合具体实例,对某高速公路顺层岩质边坡进行地质及岩体结构探讨,找出岩体内的危险软弱结构面,得出边坡可能沿结构面发生剪切滑移的结论。利用不平衡推力传递系数法进行边坡稳定性设计计算,确定了抗滑桩支护方案。通过监测数据反分析,对边坡开挖过程稳定性进行了评价。     

结构面抗剪强度对顺层路堑边坡稳定性影响

顺层岩质路堑边坡开挖后,可能产生顺层滑移破坏。除倾角与边坡陡度相互关系外,结构面抗剪强度是决定边坡稳定性的关键。现利用有限元软件,采用接触单元模拟岩层面的方法,分析结构面抗剪强度对顺层岩质路堑边坡稳定性的影响,为此类边坡的设计和施工提供参考。     

垄茶复合岩层岩质边坡稳定性影响因素及破坏模式研究

为了得出垄茶高速沿线复合岩层岩质边坡稳定性主要影响因素及破坏模式,进行了现场调研及室内试验,得出水大大降低边坡岩体的抗劈裂强度和抗剪切强度,较天然状态下抗劈裂强度降低55.7%,岩体粘聚力下降75%内摩角下降26%,复合结构面的结构面连续性﹑结构面表面状况及结构面充填物等3个方面对边坡稳定性的影响较大,总结得出水和多层软弱结构面是影响垄茶沿线边坡稳定性的主要因素,滑移-拉裂-剪断破坏是边坡最主要破坏模式。     

基于构造控制的岩质边坡破坏模式识别方法研究

为了提出基于构造控制的岩质边坡破坏模式识别方法,以某路堑边坡为例,根据优势结构面理论,运用赤平极射投影法,分别对单组结构面与边坡面的组合关系和多组结构面与边坡面的组合关系进行了研究,分析了不同情况下边坡岩体结构的稳定状态,进而对边坡破坏模式进行了识别。研究结果表明:所提出的判别原理和识别方法可以反映构造控制的岩质边坡破坏模式及稳定性。     

岩质建筑边坡岩石压力计算与参数研究

以工程实际出发，建立了岩质边坡的３种失稳破坏模式，根据岩体岩体力学观点推出了支护结构上岩石压力的计算公式，并从实用角度出发对结构面抗剪强度参数的选用提出了合理的原则与方法，对目前一些规范中的抗剪强度参数进行了修正，从而使其更符合实际。     

二级岩质边坡稳定性的非线性上限解

岩土体强度具有明显的非线性特性,采用非线性的岩体强度准则对岩质边坡的稳定性评价具有重要的应用价值。以Hoek-Brown破坏准则描述岩体的强度特性,采用等效切线法获得该破坏准则的等效粘聚力和等效内摩擦角,以用于岩质边坡稳定性计算。此外,采用地震作用系数考虑水平地震力的影响,推导出二级岩质边坡的稳定性系数表达式和安全系数方程。在此基础上,运用数值优化方法,计算最优的临界解。通过对比分析,第一级边坡坡角越小,地震作用系数增大使边坡稳定性降低的程度越明显。综合考虑边坡安全性和工程量,优化了台阶边坡的设计方案,取得良好的应用效果。     

预应力锚索治理不利结构面的岩石边坡

针对岩石边坡可能沿不利结构面滑动而导致边坡失稳，采用动态设计施工模式，通过探测结构面位置及分布情况，分析边坡岩体的稳定性，采用预应力锚索加固治理岩石边坡，并取得成功。     

动态荷载下地下深开挖岩体安全性评估模式的研究

分析探讨了地下深开挖岩体在动态荷载下的稳定性及安全性,使用有限元法,以研究区曾经发生的地震数据为基础,并考虑不同回归期的动态荷载情况,仿真各种动态荷载下岩体应力增量,配合Mohr Coulomb破坏准则评估其安全性。研究发现： 岩覆越深,初始静态安全系数越低,最低处则会出现在隧道上方拱顶位置,地震力引起的安全系数增量则随着深度的增加而减小。     

采用不同本构模型对盾构施工引起地层位移的数值模拟研究

为揭示莫尔-库伦模型和修正剑桥模型在模拟盾构施工引起地层位移的不同,以能够反映施工工况的地层损失率为控制参数,采用2种模型模拟盾构施工引起的地层位移,从机制上分析2种模型计算结果的不同,并与Peck公式的计算结果和实测数据进行对比。主要结论如下： 1）莫尔-库伦模型计算的隧道中心的最大沉降大于实测数据和Peck公式的计算结果,计算的远离隧道中心处的位移为回弹性质。 2）修正剑桥模型计算的最大沉降与实测数据和Peck公式的计算结果基本吻合,但计算的沉降槽宽度偏大。     

岩溶区桩端下伏溶洞顶板稳定性分析研究

在总结归纳岩溶区溶洞项板稳定性分析方法的基础上,针对目前桩端下伏溶洞顶板稳定性验算方法中存在的问题进行相应改进,在溶洞顶板抗冲切、抗剪验算中分别引入格里菲斯判据和莫尔判据,对抗剪验算全面考虑了桩端岩层剪切破坏和溶洞平面投影边缘处岩层剪切破坏2种破坏模式,对完整、无裂隙顶板采用圆形固支板模型验算抗弯稳定性,最后将该方法应用到桌公路大桥的溶洞顶板稳定性验算中,计算结果表明该方法简单、实用.     

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。     

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。     

大直径盾构隧道斜螺栓环缝抗剪特性研究

以大直径盾构隧道施工过程中管片上浮错台问题为背景,研究大直径盾构隧道环缝结构的抗剪特性,从结构承载力角度提出有效且可控的抗浮措施,并深入探究环间错台对隧道结构的影响,以确定大直径盾构隧道环间变形控制标准,减小隧道环间错台引起的管片损伤。以深圳妈湾跨海通道为依托,基于材料塑性损伤本构,考虑管片接缝细部构造,根据相关管片环缝剪切原型试验对接缝抗剪数值模拟方法的有效性进行验证。随后,利用数值模拟研究了环向接缝顺剪、逆剪和切向剪切时的错台现象和破坏特征,分析了斜螺栓、凹凸榫对环缝抗剪特性的影响,为大直径盾构隧道环缝结构的抗浮设计和安全评价提供依据。研究表明:环缝剪切错台数值计算结果与试验结果吻合良好,能够有效揭示接缝剪切过程中结构的变形特点和损伤特性;环缝接缝的剪切错台过程较为复杂,呈阶段性特征,螺栓和凹凸榫的受力状态是决定接缝抗剪特性的关键因素;凹凸榫能显著提高接缝抗剪刚度和承载力,但也带来接缝应力集中和张开过大等问题,设计和施工过程中需充分考虑接缝刚度和变形的适应性;基于环缝错台损伤分析,提出了环缝变形的三级安全评价指标,大直径盾构隧道接缝变形必须控制在Ⅱ级以内,以保证隧道的结构安全和正常使用性能。     

岩石高边坡抗剪强度参数的确定方法

在丽江至香格里拉铁路金沙江大桥的岩石边坡稳定性分析中,岩体的抗剪强度是对边坡进行稳定性评价和确定治理方案的前提。基于此,介绍了3种以室内岩石试验及现场工程地质调查为基础的抗剪强度估算的方法,并以金沙江大桥丽江岸边坡为例,对这3种方法的适用性进行了讨论分析,获得了合理、有效的力学参数。     

桥址高陡岩质斜坡稳定性分析

桥址高陡岩质斜坡稳定性分析时,一方面,应考虑斜坡的卸荷变形影响;另一方面,作为桥梁建设场地,除应评价其整体稳定性外,还应考虑表层危岩体及岩体蠕变对桥梁安全的影响。结合工程实例介绍了平硐所揭示的高陡岩质斜坡中的强烈卸荷变形特征,提出了桥址高陡岩质斜坡稳定性分析时应评价的内容及分析方法,对相似工程具有较好的借鉴作用。     

被动土压力上限解的简化计算

利用已知的塑性力学分析结果,采用塑性极限上限分析方法,建立被动土压力三角形破坏机构,推导其基本计算公式,并编制相应程序找出最优破坏机构,得出被动土压力最优上限解。将计算结果与库仑解以及其他极限分析结果进行比较,表明计算结果合理,方法简便,易于编程。