某顺层岩质滑坡处治技术与工程实例分析研究

依据贵州省某顺层岩质滑坡治理工程实例,基于滑坡动态渐进破坏的本质,结合深层位移监测对该滑坡稳定性影响因素及变形破坏机制进行分析研究,结果表明,边坡岩体内部泥质软弱夹层是影响顺层岩质边坡稳定性的控制性因素;高速公路建设对坡体前缘开挖切脚及强降雨作用下层面软化是导致边坡变形破坏的诱发因素;通过滑坡稳定性分析计算,对滑坡进行针对性治理设计。     

模型试验在顺层边坡中的应用

边坡的研究方法有很多,地质力学模型试验是在研究顺层岩质边坡变形和破坏时常用的一种重要手段,它是今后岩土工程研究中不可缺失的方法之一,它不仅能进一步验证数值模拟的准确性,还能更加实际地反映出各种因素对顺层边坡稳定性的影响,能恰当准确地表现边坡的变形破坏模式和过程。本文简述了模型试验在实际工程应用中的相似原理与相似条件,在边坡模型试验中,先要选择模型比尺,再选择试验所需的材料以及相关参数的确定,进一步完善模型试验的理论方法,为边坡的模型试验研究提供依据和保障。     

基于非线性Barton-Bandis准则的岩质边坡可靠度研究

岩质边坡稳定性分析是岩土工程研究领域的热点问题之一,采用线性Mohr-Coulomb破坏准则和确定性分析方法研究岩质边坡稳定性存在一定的局限性。基于Hoek和Bray提出的典型平面岩质边坡破坏模式,采用Barton-Bandis非线性破坏准则,考虑岩质边坡滑动过程静力平衡条件,推导出岩质边坡安全系数表达式,并结合可靠度理论,通过MATLAB编程优化计算得到岩质边坡可靠度指标。算例分析结果表明:可靠度理论与数值模拟的计算结果吻合良好,证明本研究方法的可行性和有效性;Barton-Bandis非线性破坏准则中摩擦角φ_b、结构面粗糙系数JRC和结构面有效抗压系数JCS对岩质边坡稳定性有着显著影响,且岩质边坡稳定性随着φ_b,JRC和JCS的增加而提升;随机变量参数φ_b,JRC和JCS对岩质边坡稳定性影响程度不一,其中φ_b和JRC对岩质边坡稳定性的影响较为显著,而JCS对岩质边坡稳定性的影响相对较小;岩质边坡稳定性随着φ_b,JRC和JCS变异系数的增加而降低;后缘裂缝地下水位上升,岩质边坡的失效概率显著增大,坡体内部应该设置完善的排水系统。     

基于3DEC的岩质边坡倾倒破坏稳定性分析

倾倒变形是河谷地区层状岩质边坡失稳的一种典型变形破坏模式。为解决倾倒破坏的稳定性问题,利用3DEC软件在分析块体的运动和变形方面的优势,探讨岩质边坡倾倒破坏失稳动态过程及边坡变形破坏趋势,分析变形破坏关键区域对整个边坡失稳的影响,根据破坏机理进行稳定性分析判断,为治理设计提供依据。实例应用表明,该方法可以直观地模拟倾倒破坏的块体变形和运动特点;数值模拟结果表明,坡面第二级拉裂倾倒区域为变形破坏的关键区域,如继续发展将与后缘沉降区域贯通,边坡将进入失稳破坏阶段。     

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。     

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。     

施工荷载作用下岩质边坡稳定性及影响因素研究

文中基于Hoek-Brown破坏准则,通过数值计算揭示岩质边坡开挖过程中的变形规律及其影响因素.结果表明,完整岩质边坡在开挖过程中整体失稳风险较小,但局部呈现明显凸起趋势;其中开挖间隔时间的不同对边坡局部变形有一定影响,而锚固结构对局部变形和整体稳定性均有较为明显的影响.     

岩质边坡稳定性 SVM 预测模型的新型核函数应用

导致岩体破坏的影响因素复杂多样,一般分为几何因素和物理因素。目前针对均质体的岩质边坡物理参数取值方面的研究较多,而关于改进的二折线岩质边坡模型的影响因素分析还处于起步阶段,且寻找能够解决各因素之间非线性关系的分析方法是十分必要的。基于二折线边坡计算模型,引入能够解决高维非线性问题的支持向量机方法,通过重要参数的敏感性分析,提出一种新型的综合核函数,论证该方法在岩质边坡稳定性预测分析中的可行性。通过各因素的敏感性分析可知,关于边坡的几何因素,采用RBF核函数所建预测模型精度较高,Sigmoid核函数适用性较差;关于边坡的物理力学因素,采用Linear核函数所建预测模型精度较高,Polynomial核函数和Sigmoid核函数适用性较差。经核函数矩阵组合得到一种新型综合核函数,并与4种常规核函数进行预测效果对比,结果表明,采用新型综合核函数所得岩质边坡稳定性预测精度最高,绝对误差不超过0.010 3,相对误差不超过2.83%。研究结论可为岩质边坡稳定性分析提供一种新思路。     

碎裂结构岩质边坡变形过程及变形机制分析

碎裂结构岩质边坡在坡度过陡、坡高过大的情况下,产生变形破坏的可能性较大,其变形特征常是边坡变形破坏机制的外在表现。通过对汤屯高速公路一段碎裂岩质边坡变形现象的现场调查,研究了碎裂结构岩质边坡变形过程及变形破坏机制。变形过程可分为:上部坡体蠕滑、上部滑移面贯通和潜在剪出口形成三个阶段。     

碎裂结构路堑岩质边坡稳定性评价与治理设计

以湖北省209省道宣恩段东门关隧道进口段的典型碎裂结构路堑岩质边坡为例,针对该边坡工程地质、水文地质、岩体结构特征以及前期变形破坏迹象,判断出边坡的可能破坏模式,并在此基础上,通过现行规范推荐的不平衡推力传递法,对边坡的稳定性进行评价。在治理设计过程中,提出避开规范使用的常规技术,而采用削坡、锚杆、格构以及挡墙等措施,为解决碎裂结构路堑岩质边坡的分析与治理难题提出一种新的思路。     

岩质边坡破坏模式初探

边坡问题已越来越引起人们的注意,岩质边坡的破坏形态因岩体破坏面和不连续面的不同而不同,研究边坡必须研究岩石边坡的破坏模式。将常见的岩质边坡破坏模式分为简单破坏模式和复杂破坏模式。在简单破坏模式中又分为崩塌破坏、平移滑动破坏、楔形破坏、倾倒破坏和弧形破坏等模式。复杂破坏模式又分为滑移—拉裂破坏、滑移—压裂破坏、弯曲—拉裂破坏、楔形一平面组合破坏和复合滑移破坏等模式。     

公路岩质边坡崩塌灾害危险性评价

公路岩质边坡崩塌灾害在陕北黄土地区发生频繁,给当地公路交通建设和运营造成严重危害。结合陕北地区S302(榆林至佳县)典型路段沿线岩质边坡的现场调研,研究对公路岩质边坡崩塌灾害危险性评价。分析了影响岩石崩塌灾害的因素,并通过专家评分法获得各个指标的权重值,并对公路岩质边坡崩塌灾害进行危险性分级及评价,并以k 18~k 17+400路段为例进行实例检验。     

贵州省某顺层岩质滑坡变形破坏机制分析

以贵州省某顺层岩质滑坡为研究对象,对工程项目实施过程中滑坡稳定性影响因素及变形破坏机制进行分析研究。结果表明:对坡体前缘开挖切脚是导致边坡变形破坏的诱发因素;滑动面特征为坡体后部沿岩层层面、前缘滑面反翘的折线形滑面;基于滑坡稳定性影响因素及变形破坏机制分析,对滑坡治理制定了针对性处治措施,深层位移监测表明滑坡治理效果明显。     

土-岩混合边坡的破坏模式研究

结合力学分析和极限分析中的上限定理,推导出了存在张性裂缝时边坡维持自稳的极限高度,对边坡发生滑坡、崩塌破坏的条件进行了理论界定。在此基础上,以实际工程中遇到的某土-岩二元结构边坡为研究对象,借助有限元方法对坡角、坡高影响下边坡的破坏模式进行了分析。研究发现:在土-岩接触面产状一定的情况下,坡角是边坡破坏模式变化的控制因素,坡高对破坏模式的影响则不是很明显,符合实际规律;对于本研究中边坡实例,当坡角在65°左右时是其发生滑坡、崩塌破坏的理论界限,小于此坡角时可能的破坏模式以滑坡为主,大于此坡角时发生崩塌破坏概率增加;当保持坡度在65°时,坡高的变化对坡体内拉应力发展深度及分布状态的影响很小,边坡的破坏模式还处于滑坡破坏与崩塌破坏的临界点附近。本研究的研究成果可为类似边坡的稳定性和破坏模式研究提供思路和理论支持。     

矿山露采边坡滑移-弯曲变形与机理研究

以江西某矿山露采边坡为研究对象,确定了该边坡的破坏模式为:顺断层面滑移-岩板弯曲-追踪千枚岩片理面,最终沿坡脚剪出破坏,或“溃曲”破坏。基于梁板理论的边坡稳定性分析表明:①滑移-弯曲变形可以发生于雁列式断层发育区的岩质边坡,其滑移面主要沿断层（带）面发育;②按照岩板弯曲导致的拉应力与抗拉强度大小以及边坡坡脚剪应力与千枚岩片理面长期抗剪强度大小,不同坡长（30,60,100 m）时,该边坡变形破坏可划分为4种形式,即:稳定、滑移-弯曲变形、滑移-弯曲破坏、弯曲-滑移破坏且沿坡脚千枚岩片理面剪切滑移破坏;③滑移面裂隙水压力对滑移-弯曲变形影响较大,稳定性分析时应予以考虑。     

基于破坏机理的顺层岩质边坡施工方法及支挡结构选择研究

结合垄茶（界化垄—茶陵）高速公路顺层岩质边坡的施工,从顺层岩质边坡的破坏机理、破坏类型出发,在分析顺层岩质边坡稳定性影响因素及敏感性的基础上,对顺层岩质边坡的施工方法及支挡结构的选择与优化进行了研究。     

基于层次分析-可拓理论评价岩质岸坡稳定性

为了研究岩质岸坡的安全稳定问题,以云南玉楚高速绿汁江特大桥玉溪岸某岩质岸坡为例,运用层次分析与可拓物元理论相结合的方法,建立边坡稳定性评价物元模型,确定其稳定安全等级。通过层次分析法计算出各评价指标权系数后,结合可拓理论构造出的有序三元组,形成多因素关联度函数,进行模型的物元可拓分析,获取边坡最终的安全分级结果。结果表明：边坡的安全等级为Ⅳ级,处于不稳定状态。同时,运用FLAC3D有限差分软件对边坡进行数值计算,得出安全系数Fs=0.98,为不稳定边坡。两种方法的分析结果一致,进而论证了层次分析-可拓理论评价模型的可靠性,也为岩质岸坡的稳定性评价提供了一种新的决策方法。     

土工格室加筋路堤边坡离心模型试验研究

以边坡高度12 m,坡度为1∶0.75,共铺设土工格室20层,层厚为0.6 m的某二级公路为原型路堤,设计和制作了9组土工格室加筋和1组未加土工格室边坡相似模型,对土工格室加筋边坡变形和破坏力学机理进行了离心模型试验研究。在试验加载过程中,采用位移传感器测量坡顶的变形,通过摄影照相记录边坡破坏全过程。试验发现,土工格室加筋边坡破坏过程可划分为变形、开裂、局部剪切塑性变形和破坏四个阶段。土工格室加筋边坡的破坏模式表现为加筋区的整体破坏,并与未加筋区有明显的分界线。加大格室高度与层厚比和提高格室长度与坡高之比有利于增加边坡的稳定性,但存在一个临界值。填料强度对土工格室加筋边坡的影响十分突出,边坡坡度对其稳定性的影响则不大。     

汶川地震岩质边坡崩塌机理分析

为研究岩质边坡的地震崩塌机理,对汶川地震广岳铁路沿线岩质边坡进行震害调查,发现与拟静力分析的滑移假设不同,地震作用下块体崩塌具有抛射特征。通过对楔形块体岩质边坡模型进行有限差分动力数值计算,发现水平地震动作用下块体顶部会产生0.9倍水平向峰值加速度的垂直向峰值加速度,块体内部的水平向峰值加速度约为相同高度完好岩体水平向峰值加速度的2倍;块体在强地震作用下产生的是斜向下抛射运动而非平抛运动,初始速度矢量与水平面的夹角约为41.6°。研究初步揭示了岩质边坡在地震作用下的崩塌机理,为深入揭示块体的地震动响应规律奠定了基础。     

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。