“5.12”汶川大地震诱发边坡地质灾害及其对公路基础设施影响的初步研究

5.12汶川特大地震诱发了大量的次生地质灾害,边坡地质灾害又是其中主要类型之一。边坡灾害所引发崩塌、滑坡等成为了阻断交通的主要因素。所以,对地震所引发的边坡地质灾害进行调查、分析、总结、研究就显得十分必要。在对震区道路边坡地质灾害进行大量、详细调查的基础上,初步分析总结了地震作用下边坡破坏的分布特征、边坡稳定性的主要影响因素、边坡动力破坏的主要类型以及边坡地质灾害对公路基础设施的影响,并提出了震后公路边坡病害的防治对策建议,以期在今后几年的公路灾后重建过程中能起到一些借鉴作用。     

地震作用下顺层岩质边坡变形破坏坡面效应

地震作用下,坡面形态对岩质边坡的变形破坏过程存在一定影响。文中以汶川地区公路沿线具有典型坡面形态的顺层岩质边坡为例,采用离散元UDEC软件,模拟4种坡面形态下边坡的变形破坏过程,并监测坡体关键位置处的位移和坡体应力场。通过模拟结果,对比分析不同坡型边坡变形破坏的动力响应时间、边坡的破坏位置,以及边坡破坏的程度和模式,总结出地震作用下该类顺层岩质边坡变形破坏的坡面效应,最后通过应力场分析引起坡面效应的原因。     

隧道洞口部边坡动力响应特性振动台试验研究

我国西南地区建有大量的公路、铁路隧道工程,地震条件下隧道洞口部边坡的动力响应特性不仅控制边坡的变形破坏机制,而且也是隧道洞口部边坡动力支护设计的依据。采用大型振动台模型试验,对隧道洞口部边坡加速度及位移动力响应特性进行研究,并对比分析不同地震波波形的输入对边坡动力特性的影响。结果表明:与一般公路及建筑边坡不同,隧道洞口部边坡坡面的响应加速度具有先增大再减小再增大的特性;边坡动力支护设计采用单一峰值是偏于危险的,应综合考虑多种波形的影响。位移监测结果表明:地震波较小时边坡坡顶变形比较明显,但随着地震波幅值的增加,隧道洞口部边坡坡脚的变形急剧增加且超过了坡顶变形,因此应增强边坡坡脚的支护强度。     

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。     

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。     

某反倾层状软岩边坡倾倒破坏机理分析与防治技术研究

随着公路建设的快速发展,软质岩边坡的稳定问题在公路建设中越来越突出.勘察设计人员往往重视顺层边坡的稳定,而忽略了反倾软岩边坡的稳定和破坏问题.以往的研究,在反倾岩质边坡的变形条件、影响因素和变形机理方面得到了一些有益的结论,但对于治理措施却缺少系统性的研究.结合某典型反倾软岩边坡倾倒破坏特点,对其受力特点、变形破坏机理及防治对策进行积极探索,为该类型边坡的防治设计提供有益的参考.     

地震作用下压力型锚杆格构梁破坏特征试验

为研究强震作用下边坡锚固系统的抗震作用及破坏特征,采用振动台模型试验,分别输入汶川波、EL-Centro波、正弦波作为地震激励,监测坡体加速度、锚杆和格构梁的应变,研究加固滑坡在强震作用下的动力响应差异以及不同位置锚杆和格构梁在地震作用下的受力特征。结果表明:强震作用下,坡脚剪切松弛区的形成导致坡脚首先进入塑性区,坡脚锚杆的承载能力受到影响,坡脚处的横梁出现拉弯变形;由于潜在滑面的存在,坡体上部土体易发生张拉破坏,坡顶首层锚杆受拉作用增强,中上部的格构梁和锚杆存在明显的不协调性,坡顶的首层横向格构梁发生拉弯变形;与横梁相比,竖梁的弯应变较小,各层的应变差值不大,与锚杆的协调性较好;建议在拟静力法设计的基础上,在锚固滑坡坡脚密集地打入短锚杆或土钉以平衡坡脚滑面处出现的不协调往复运动;加长设计坡顶的第1层锚杆,以抑制坡顶滑面处的拉张裂缝;同时在坡体顶面垂直地打入短锚杆、微型桩或种植根系发达的植物护坡,且在格构梁设计时应多考虑横梁的拉弯变形。     

震区岩质边坡动力特性及影响因素数值模拟研究

以理县至小金公路中的豹子嘴边坡为例,借助FLAC3D数值分析软件建立三维数值计算模型,分析不同岩土体性质、坡比、坡高及地震加速度下岩质边坡的动力响应及变形特性。结果表明,地震荷载作用下,该边坡最大永久位移约为6.26cm,基本处于稳定状态;坡面受力较均匀,但坡脚处应力集中,震区岩质边坡主要表现为圆弧形压-剪破坏;坡体主要呈现坡脚隆起、坡顶下沉、坡中前移的变形特性。据此建议采用SNS主动防护网及矮脚墙等措施对其进行防护加固。     

基于振动台试验的边坡动力稳定性综合评价方法

桥基边坡的动力稳定性直接关系到桥梁结构的抗震能力。本文通过大型振动台试验模拟了某高速公路特大桥桥基边坡在地震作用下的动力响应以及破坏过程,然后利用Newmark刚性硬块法以及拟静力法分别计算边坡在不同烈度地震下的永久位移以及稳定性系数。最后根据上述成果综合评价该边坡的抗震能力,并揭示出的破坏形式,给出了合理的工程处治措施。结论如下:(1)边坡在8度烈度地震作用下可能发生局部变形,9度烈度地震条件下极可能发生大的整体滑动;(2)边坡失稳受地震产生的后缘张拉裂隙以及缓倾节理控制,主要失稳部位位于坡脚以及边坡浅部;(3)地震加速库水向坡内入渗,对边坡稳定性影响显著,需要在坡脚进行合适的防护措施。     

丹霞地貌区某软硬互层公路边坡变形破坏机制物理模拟研究

以蓉遵高速元厚出口上行边坡为研究对象,探讨贵州丹霞地貌区软硬互层公路边坡的变形过程与破坏机理。该边坡为红层软硬互层公路边坡,不等厚巨厚层砂岩与薄层泥岩相间分布,共可概化为15层。边坡坡表处软岩风化严重并有宽大裂隙及凹岩腔产生,从坡顶处时有碎石滑落堆积于坡底。论文采用底摩擦模型试验分析方法,对该工程边坡从边坡开挖到砂泥岩差异风化凹岩腔的扩展条件下边坡的变形、破坏发展演变过程及其特征展开研究。试验结果表明:天然边坡开挖时,对边坡整体影响不大,层面整体处于压密状态;边坡开挖过后的风化过程中,无节理时随着凹岩腔加深,砂岩层的破坏模式以坠落式为主,有节理时节理对边坡的变形破坏起到一定的推进作用;随着凹岩腔加深,临坡表处砂岩会从预加的节理裂隙处发生倾倒式的破坏。     

“5.12”汶川大地震灾区公路边坡崩塌滑移破坏特征初步分析

对汶川地震灾区中公路上边坡崩塌、滑移等震害的破坏特征进行了初步分析,结果表明:地震引起公路边坡崩塌,滑坡滑移破坏,其塌滑破坏不仅与发震断层有关,而且边坡岩性、坡度和风化层厚度等关系密切。     

降雨和地震耦合作用下老南瓜塘边坡稳定性分析

以大永高速公路老南瓜塘边坡为研究对象,采用数值方法分析该边坡的失稳破坏机制,并确定雨水入渗导致坡体强度软化是诱发滑坡的主要因素。分析计算老南瓜塘边坡在降雨、地震、降雨+地震等工况下的工程稳定性,根据边坡的变形破坏机制和稳定状态选取了抗滑桩支护方式进行加固,并复核加固坡的工程稳定性。研究结果表明:①边坡稳定性随降雨持续而降低存在一定滞后,边坡最不稳定状态在降雨结束后一段时间,并非对应降雨结束时。②地震荷载对边坡稳定性破坏显著,地震工况下老南瓜塘边坡处于极度不稳定状态。③前期降雨会加剧地震对边坡稳定性的破坏,降雨强度越大,持续时间越久,影响越明显。     

地震荷载下高填方边坡破坏机理与稳定性分析

主要针对地震荷载作用下高填方边坡的破坏机理和稳定性进行分析评价。采用数值分析方法,就高填方边坡在地震中的破坏机理、破坏模式以及影响因素进行分析,对边坡稳定性的评价方法、控制指标等关键技术进行研究,以揭示地震荷载中高填方边坡破坏机理,建立地震中边坡稳定性评价的静力分析法和动力分析法,并对雅安地震中成雅高速公路填土高度达到25m的K43＋450～K43＋720段路基进行稳定性分析和验证。     

汶川地区含软弱层岩质边坡地震响应研究

汶川地震中含软弱层顺层岩质边坡破坏严重。为探究其地震响应情况，以大光包滑坡为工程背景，运用FLAC3D建立一含软弱层边坡模型，按不同工况加载，研究边坡响应规律。结果表明:边坡响应剧烈程度与地震波幅值具有正相关关系，与软弱层强度反相关；波形对边坡响应影响具有重要作用，需要区别对待；软弱层存在增大了边坡响应，增加了地震作用下边坡破坏的风险，是岩质边坡地震稳定性评价中重要因素。     

高填土路堤边坡地震动力分布系数探讨

对于25m以下的路堤边坡,公路工程抗震设计规范规定了其在地震作用下边坡设计的综合地震影响系数的取值。针对目前公路路堤边坡不断增高的趋势,对25m以上的高路堤边坡进行地震作用下的稳定性分析,并对计算结果进行分析、汇总,探讨得出了高填土路堤边坡的地震动力放大系数公式。     

公路边坡变形跟踪预测系统开发及应用

公路边坡变形监测预测是评价公路边坡稳定性的一种有效手段,为提高公路边坡变形监测和预测分析的效率,通过监测信息的自动采集和无线传输,实现边坡变形数据的远程实时存储;针对公路边坡变形破坏模式复杂多样的特点,以系统化和信息化为原则,集成了多种常用时间预测模型,建立了边坡变形预测模型库;采用Visual C+〖KG-*3〗+编程技术,将远程实时监测和预测分析功能集成,开发了边坡变形跟踪预测系统,并成功应用于某公路边坡变形安全监测中。     

汶川地震公路边坡灾害分析及震后边坡灾害发育特点

汶川地震使得震后长时期公路边坡地质灾害频发,其中岩体震裂失稳是引起震后公路边坡地质灾害的主要原因。文章在震后公路沿线地质灾害调查的基础上,以地震重灾公路G213汶川～茂县段为例,介绍公路边坡震害发育特征,探讨其破坏力学机制,分析震后公路沿线边坡破坏的发育特点,结果表明:(1)公路沿线边坡失稳主要发生在坡度35°～65°范围内,属于碎石土或强风化层岩体的失稳;(2)震裂岩体的结构面破坏特征主要表现为地震力作用下结构面的延长、贯通、张开程度,以及岩块的错动、塌陷等;(3)边坡表现为以拉裂破坏为主的特征,破坏力学机制有"拉裂～倾倒型"和"拉裂～滑移型";(4)震后边坡地质灾害主要发生在雨季。     

高速公路岩堆边坡仿真分析与评价研究

在分析宜巴高速公路三里花岩堆边坡基本特征及破坏机理的基础上,基于FLAC3D理论,建立了山区高速公路岩堆边坡三维仿真分析模型,在此基础上,考虑岩堆天然自重、降雨、地震和人类活动等荷载组合作用,模拟分析了岩堆边坡在不同工况条件下的变形破坏机理和稳定性,并对岩堆边坡的稳定状态进行了评价.     

堆积体边坡灾变过程动态稳定性评价

西南山区公路建设中,堆积体边坡在开挖和降雨影响下经常出现灾变,其形成与灾变过程中的稳定性是个动态变化过程,动态稳定性与变形破坏过程的关系尚缺少认识,因此依托典型案例,采用FLAC~(3D)软件,对堆积体边坡灾变的全过程进行模拟,建立了堆积体边坡变形、破坏与稳定性的关系,实现了边坡的动态稳定性评价,可为类似边坡的稳定性判定、监测点的布置和灾害过程控制提供参考。     

地震作用下土质边坡动力稳定性分析

地震作用下边坡稳定性评价指标主要有永久变形和稳定安全系数。永久变形直接通过数值计算得到;稳定安全系数计算是在其地震反应分析基础上进行的。通过数值计算,可确定潜在滑动面上的初始应力及地震作用下各时刻的应力分布,然后根据潜在滑动面单元的初始静应力和动应力时程,计算各时刻的边坡动安全系数,得到边坡的动安全系数时程。文中最后结合一土质边坡进行了动力稳定性分析,得到了地震作用下边坡的变形规律和安全系数变化规律。