高山峡谷区某顺层边坡地质特征及稳定性研究

某特大桥左岸支沟侧为顺层边坡，其稳定性是大桥建设的基础。采用地质调绘、钻探、硐探、钻孔全景摄像等手段查清边坡地质特征，通过工程地质和赤平投影分析初步判定边坡破坏形式，利用FLAC、UDEC、3DEC软件模拟分析边坡岩体的变形破坏规律，采用极限平衡法计算分析边坡、危岩体及堆积体的稳定性。研究结果表明：二级斜坡、三级斜坡分为基岩裸露区和深厚堆积体区2个区段，潜在破坏模式为平面滑动破坏及楔形滑动破坏；边坡整体处于稳定状态，强降雨+地震工况下，高为15,20 m的楔形体可能沿坡面及陡崖方向发生滑动破坏，二级斜坡顶部危岩体可能发生失稳、底部堆积体处于欠稳定状态；建议基础埋置于稳定的完整岩体一定深度，强化桥基岩体和锚碇围岩的加固处理，并加强抗震和边坡防护设计。     

山区高等级公路陡坡高路堤滑动失稳类型及机理分析

通过工程地质分析,对山区陡坡高路堤的分类、滑动失稳类型及机理进行了系统研究。将陡坡高路堤按其所处自然斜坡坡体结构分为完整岩体边坡、破碎岩体边坡等5类;系统总结了陡坡高路堤滑动失稳类型,将破坏模式分为填筑体内类均质体弧型滑动、填筑体与原坡体交界面折线型滑动等7类模式;对各类破坏模式的破坏机理进行了分析。应用本文的滑动失稳分类方法,对云南一高速公路典型陡坡高路堤滑动破坏原因进行了分析。本文研究结果可为我国山区高等级公路陡坡高路堤修建提供参考。     

堆积层边坡人工降雨致滑的原位监测试验研究

降雨可引起堆积层边坡失稳。为了研究降雨入渗诱发堆积层滑坡的失稳机理以及边坡性状随时间变化的特性,选取贵州晴隆一个典型堆积层边坡进行人工降雨模拟试验和原位综合监测。结果表明:堆积层边坡在降雨入渗影响下多发浅层松弛型破坏,滑动变形区为坡面以下0~4 m之内,变形量以坡面最大,从坡面到坡体深部逐渐减小;在实施人工降雨2 h,平均入渗率为86%之后,入渗率由于地表径流的增加而随时间逐渐减少,一段时间(6 h)之后,入渗率降到一个相对稳定值(50%);降雨入渗造成土体中孔隙水压力增加,致使边坡土体的抗剪强度由于有效应力的减少及土体吸水软化而降低,降雨入渗的这一双重效应是降雨诱发堆积层边坡失稳的主要原因之一。     

土体参数对多级均质边坡滑动面的影响

基于极限分析上限法和强度折减技术,根据边坡极限平衡状态下内外能耗相等原理,推导多级台阶式边坡安全系数极限上限表达式。编制序列二次规划法程序,通过搜索边坡最危险滑动面及其对应最小安全系数,探讨土体参数对多级边坡滑动面形态和位置的影响。研究结果表明:多级边坡滑动面形态和位置分布受无量纲参数ηcφ=c/(γhtanφ)控制。当ηcφ为定值时,黏聚力c或内摩擦角φ任一值改变对滑动面位置均无影响,滑动面位置保持不变;当ηcφ增大时,边坡失稳模式由浅层破坏转变为深层破坏,滑动面由近坡面向边坡内部移动。同时,参数tanφ/Fs的值随着ηcφ增大而逐渐减小。ηcφ较小时,上陡下缓坡体外形不规则的边坡有可能发生局部失稳,且随着无量纲参数ηcφ的增大,边坡滑动面形态有从局部破坏逐渐变化为整体破坏的趋势。本文研究有助于工程实践中判断多级边坡潜在滑动面位置,快速确定多级边坡安全系数,对高大边坡工程实际的设计施工与防护具有实用价值。     

黄土地区管道沿线填土边坡滑坡发生机理和防治对策

应用数值模拟方法,对黄土地区管道沿线填土边坡滑坡病害的发生机理进行研究。主要包括3种工况：自然斜坡的初始应力场回归、填土在自重作用下的固结沉降及降雨对坡体变形的影响。结果表明：填土在自重作用下产生固结沉降以及向临空面方向的卸荷变形,在此应力重分布过程中,填土坡面以及坡体上部产生大量张拉破坏单元;降雨是填土边坡变形破坏的主要诱因,一方面增加了填土坡体的容重,另一方面,沿张拉裂缝下渗的雨水软化了填土与原自然坡面的接触带,导致了填土高边坡的滑动失稳。在稳定性评价的基础上,根据管道所处边坡部位的特殊性,采用锚管构架、锚索地梁以及反向坡排水等工程措施对工点病害进行治理。计算结果和现场监测资料表明,治理后的坡体变形得到了有效控制。     

吉林省柯岛组砂岩边坡破坏机制和治理措施研究

以延图高速公路中里滑坡治理为依托,研究分析地层岩性、地质环境等对柯岛组砂岩边坡稳定性的影响,研究表明：柯岛组砂岩中的凝灰质成分易形成软弱泥化夹层,成为潜在滑动面,在开挖卸荷和地下水作用下,易发生沿潜在滑动面的顺层滑动或蠕滑破坏;边坡治理方案应首选抗滑桩,必要时可在滑坡体前缘设置抗滑挡墙;还可采取削坡与压脚工程,并采用植被护坡、地表排水、坡体裂隙封闭等方式防止地表水入渗。     

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。     

基于极限理论的抗滑桩-加筋土组合加固高填筑边坡稳定性分析

采用加筋土挡墙单一结构加固高填筑边坡,其加固效果不理想且稳定性难以满足工程要求,因此抗滑桩-加筋土组合加固高填筑边坡稳定性分析方法亟待深入研究。基于虚功原理和小应变假设,建立了抗滑桩-加筋土联合加固高填筑边坡受力变形的极限分析上限理论模型。通过能量平衡原理以及强度折减法,推导了组合加固高填筑边坡的安全系数计算表达式,并编制了计算程序将安全系数隐函数转化为数学优化问题进行求解。通过该方法求解了实际工程案例中加筋土、抗滑桩以及抗滑桩-加筋土组合支护边坡的安全系数,据此对比分析验证了基于极限理论方法求解边坡安全系数的合理性,进一步通过数值模拟,探讨了筋材长度对加筋土边坡、抗滑桩-加筋土组合加固边坡安全系数的影响,并对不同工况下边坡破坏模式展开分析。研究结果表明：坡体稳定性主要是由贯穿式滑动带控制,增加土工格栅长度能提高边坡安全系数,改变边坡的滑移形式;对于抗滑桩-加筋土联合加固边坡,在土工格栅长度相同工况下,增设抗滑桩可大幅度提高边坡的安全系数,使得边坡原有的滑裂面由浅层滑移向坡体深部下移,边坡破坏形式由开始2条贯穿滑裂面转变为单一未贯穿滑裂面;抗滑桩最大弯矩值随着土工格栅长度增加而增大,桩...     

有限元极限平衡法在三维边坡中的应用研究

研究目的:在二维有限元极限平衡法基础上建立基于强度储备概念和主滑方向的三维有限元极限平衡法,明确其空间任意形状滑动体安全系数定义及其物理意义、安全系数与主滑方向的关系和可行性等关键问题.利用积分中值定理给出其空间任意形状滑动面的安全系数定义,表征空间滑面内局部安全系数和整体抗滑稳定安全系数的内在联系.研究结论:(1)有限元极限平衡法得到的稳定分析结果与刚体极限平衡法和有限元强度折减法保持一致,将该法应用于空间边坡稳定安全评价是可行的;(2)当计算坡体轴向长度较短时,滑坡体三维效应明显,三维稳定安全系数明显高于二维稳定安全系数;当坡体轴向长度较长时,三维稳定分析结果与二维稳定分析结果趋于一致.     

多级悬臂式挡土墙设计计算方法探讨

研究目的:为探讨多级悬臂式挡土墙工程设计问题,采用数值模拟与极限平衡理论分析方法,得出包括边坡整体稳定性与各级墙体局部稳定性两个方面的多级悬臂式挡土墙的设计计算方法。研究结论:(1)边坡整体失稳破坏模式为近似圆弧滑动模式,可采用圆弧滑动条分法分析边坡整体稳定性;(2)坡体中竖向压应力向下传递过程中,各级挡墙墙顶面位置的压应力呈多段折线型分布模式,可在此基础上采用库仑土压力理论计算各级悬臂式挡墙上的主动土压力,进而计算各级墙体的抗滑与抗倾稳定性、地基承载力和墙身强度;(3)给出了多级悬臂式挡土墙的主要设计计算步骤;(4)所建立的设计计算方法可为多级悬臂式挡墙的工程设计提供参考。     

降雨条件下边坡破坏机理离心模型研究

降雨是诱发边坡灾害的一个重要因素。雨水的入渗导致边坡土体含水量增加,土体强度下降,容重增大,引起边坡失稳。含水量对土体强度参数的影响试验表明,含水量对土体粘聚力影响较大,而对土体内摩擦角的影响较小。不同含水量土质边坡破坏机理离心模型试验表明,土质边坡破坏存在两种形式,整体滑坍破坏和拉裂破坏。松散类边坡在含水量小时形成坍落拱破坏,并最后形成拱形稳定。在含水量大时形成浅层滑坍破坏。引入损伤力学理论对不同含水量土体的损伤影响分析说明,随含水量增大,土体损伤程度加强,并存在损伤变量突变点。     

基于离散元技术的陡倾顺层岩质斜坡动力响应FFT特征研究

以汶川地震中失稳的干磨房滑坡为例,经充分分析工点的地质情况,结合FFT变换和3DEC离散元技术,提出一种新的陡倾斜坡动力失稳响应和失稳模式的识别方法。结果表明:在相同地震荷载作用下,陡倾顺层硬岩斜坡坡体中上部出现显著破坏面,坡脚无明显破坏;陡倾顺层软硬互层斜坡坡体中上部及坡脚均出现显著破坏面,破坏程度更严重;两类斜坡在同一水平高度处,由坡表向坡内一定范围内均出现显著破坏。研究成果有利于西南地区岩质斜坡失稳评价及机理分析。     

高速公路顺层边坡破坏模式分类及防治对策

顺层边坡滑坡是高速公路建设中最常遇到的边坡灾害类型。本文在总结平兴及其他高速公路顺层边坡典型工点滑坡灾害特点的基础上,将公路顺层边坡按其滑体组成物质及滑面形态分为完全平面式顺层破坏等9类模式,并对各类模式的破坏机理进行了分析。重点分析了高速公路顺层边坡最为常见的5种破坏模式的特点,提出相应处理对策,并给出各类滑坡防治参考图。     

印尼Karawang地区泥页岩路堑边坡破坏模式及对策

研究目的:泥页岩是一种典型的膨胀性沉积地层,工程地质条件及力学性质较差,路堑边坡稳定性控制问题突出。雅万高铁在Karawang地区穿越泥页岩地段,路堑开挖后经历1～2个雨季后遇水软化、加速崩解,发生多处变形破坏,对工程建设产生较大影响。因此,有必要开展泥页岩路堑边坡破坏模式及对策研究,为该地区及类似地区泥页岩边坡治理与防护提供参考。研究结论:(1)海相沉积路堑边坡具有黏土-泥页岩二元结构,强度低、易崩解;(2)边坡破坏类型包括浅层溜塌、顺层滑动、坍塌,具有顺层性、季节性、平缓性、浅层性、滑面形态多为折线形的特点;(3)检算时需考虑抗剪强度的折减,采取适宜措施,加强排水,随挖随护;(4)滑坡治理可采取设置抗滑桩、支撑渗沟、仰斜排水孔、土工格栅、换填非膨胀土等措施;(5)本研究成果已用于雅万高铁泥页岩路堑滑塌治理,可为本地区及类似地区设计积累经验,同时可为规范修编提供参考和借鉴。     

顺倾结构面红层岩质边坡稳定性分析及治理

含顺倾结构面的红层岩质边坡开挖过程中极易发生边坡失稳问题。本文以东南地区一公路红层岩质边坡为研究对象,分析该类边坡的致灾因子,并针对该边坡沿顺倾结构面的滑动破坏模式,提出坡脚堆载反压、刷方减载、夯填裂缝、设置排水工程和锚固工程的综合治理措施。通过建立滑坡模型,采用室内试验法、反算法和极限平衡法确定滑面计算参数和滑坡推力,并对治理措施实施过程中边坡稳定性进行分析验算,论证治理措施的可行性。监测数据表明,治理效果较为理想。     

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。     

锚索地梁加固边坡锚索拉力检测及稳定性分析

对京珠高速公路广东省境内K87+020-K87+315左侧锚索地梁边坡变形进行调查,对监测资料进行了分析,对锚索拉力进行了检测。结合锚索张拉试验结果,采用传递系数法对边坡整体安全状态进行评价。研究结果表明：该斜交顺层岩体结构边坡存在页岩软弱夹层,坡体内存在顺坡向的结构面;锚索存在腐蚀和锚固力降低的问题,处于较差工作状态;边坡处于欠安全状态,破坏模式为顺层斜交楔形滑坡,滑动面为多层多级。     

川西全强风化卵石土边坡稳定性影响因素分析

研究目的:四川西部地区分布大量的全强风化卵石土(Q₂、Q₃)地层,该类边坡遇水易软化失稳,出现垮塌、溜坍等灾害。以川西铁路典型边坡工程为依托,利用颗粒流数值模拟分析该类边坡破坏及发展的全过程动态问题,研究坡率、坡高、含水率三种因素对边坡稳定性的影响,获得敏感性顺序,提出边坡设计时坡率、坡高的控制建议,为风化卵石土地层的边坡工程建设提供技术支撑。研究结论:(1)全强风化卵石土边坡整体失稳时符合牵引式滑动特征,滑体呈现散体状;(2)该类边坡稳定性因素敏感性顺序为：坡率>坡高>含水率,当坡率由1∶1.5增加至1∶0.75时,边坡稳定性系数降幅达1.9,含水率由14%增加到16%时,软化作用明显,坡高较小时边坡更稳定;(3)建议边坡设计时,坡率小于1∶1.25,坡高控制在8 m以下,并做好防排水措施,使边坡含水率控制在14%以下;(4)本研究可为川西地区全强风化卵石土边坡稳定性分析和防护设计提供依据。     

顺层高边坡开挖松动区的数值模拟研究

开挖顺层岩石高边坡,往往需要进行预加固,因而合理确定坡体开挖松动区范围就成为核心问题。根据坡体开挖后的应力和位移状态,给出开挖松动区的明确定义,即变形已经超出弹性变形的范围,出现塑性破坏的区域。介绍确定高边坡开挖松动区的数值分析方法。采用合理的计算模型,利用三维显式有限差分数值分析软件FLAC3D,对重庆万梁高速公路沿线某顺层高边坡分级开挖进行数值模拟,根据开挖后坡体塑性区的分布和变化对开挖松动区进行了分析。通过对该顺层高边坡失稳实例的分析,表明该分析坡体开挖松动区的方法是可行和合理的。     

广东省煤系地层不同坡体结构的病害模式及防治对策

煤系地层在广东省分布广泛,其特殊的物理力学性质常常导致边坡工程失稳破坏,是困扰山区公路建设的一大技术难题。本文通过广东省7处典型病害工点的测算,得出了广东省煤系地层边坡岩土强度指标取值范围;将煤系地层按煤层厚度进行边坡坡体结构分类,并在剖析典型病害工点基础上,分析不同坡体结构边坡病害模式,针对不同模式提出相应的防治对策。