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。     

隧道出口危岩发育规律与运动特征研究

为探究隧道出口高陡边坡危岩对交通线路运营安全的威胁，采用无人机摄影和野外精细化调查手段，获取了隧道出口高陡边坡岩体的岩层与节理产状，岩体沿着倾向坡面60°方向存在双滑面(楔形体)滑动破坏，危岩处于欠稳定到不稳定状态。通过数值模拟，边坡上部危岩体停留在隧道口上方高程1 452～1 480 m的坡面处，而下部危岩体将停积于河谷距隧道出口34 m位置；下部危岩体失稳后到达隧道出口的最大弹跳高度5.51 m,平均速度15.5～15.6 m/s,最大速度30.9 m/s,最大冲击动能5.60×10¹⁰ J。其能量在水平距离440 m达到峰值后迅速下降，直到452 m能量趋于消失，表明隧道出口需向外延伸22.5 m才能保障线路运营安全，为隧道防护提供了理论支持。     

隧道围岩与衬砌结构变形规律数值模拟研究

针对隧道施工过程中的围岩稳定性问题,运用FLAC软件比较分析了未采用衬砌与采用衬砌加固两种工况下隧道围岩的应力分布与变形规律.数值计算中采用摩尔-库仑弹塑性模型,隧道衬砌与周边岩体之间的接触面采用接触单元.结果发现,未采用衬砌加固措施前,隧道周边岩体变形较大,隧道硐室出现大规模的垮塌现象;经过混凝土衬砌加固之后,岩体变形显著减小.此研究对隧道的开挖与衬砌结构的施工提供重要参考价值.     

公路缓倾互层岩质边坡失稳数值模拟研究

本文在前人研究的基础上,论述缓倾软硬互层岩质边坡主要在自重、风化作用、溶蚀作用及软弱夹层软化作用下形成危岩体,危岩体主要受软弱基座和断续延伸的外倾结构面控制;斜坡受灰岩岩溶发育的影响较大,灰岩的力学强度呈现不同强度的降低,是崩塌的易发岩组;综合各个内在及外在因素采用工程地质过程机制分析法,得出该边坡危岩体破坏模式为倾倒式破坏;危岩体演化过程中斜坡岩体内部裂隙的发展方向是自下而上的,且随着变形的发展,在软弱夹层处出现向坡体外部的塑性变形。     

蒙华铁路高家山危岩特征成因及裂隙变形分析

为研究蒙华铁路高家山隧道洞口危岩的稳定性,利用不连续介质二维离散程序进行模拟分析,选取洞口典型危岩块体,对组成危岩体的泥岩、砂岩按照岩体质量分级进行物理力学参数赋值,得出在初始应力平衡条件下,边坡体仅出现少量裂隙,而在风化卸荷作用下,边坡体表层20 m范围内出现朝临空方向变形的应力张拉区,特别是在泥岩附近的陡崖与陡坡过...     

边坡岩体卸荷分带性研究

岩体卸荷是工程建设中常见的工程地质问题之一。介绍了边坡岩体卸荷的地质条件,卸荷作用本质、机理,卸荷岩体特征及影响谷坡岩体卸荷带发育的因素等。提出采用RQD测试、回弹测试、氡气异常值与声波波速测试等量化指标对工程区部分平硐岩体进行卸荷带划分,其结果与现场定性划分的卸荷带界线基本一致。岩体卸荷分带量化指标的建立,为岩体卸荷带划分的工程实践提供了参考依据。     

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...     

岗子上隧道口冰水堆积体边坡开挖支护措施研究

冰水堆积体在我国西南地区的金沙江、澜沧江、大渡河流域沿岸广泛分布,在此区域修建构筑物须考虑冰水堆积体的稳定性。本文以岗子上隧道口冰水堆积体边坡为例,采用有限元软件分析了边坡开挖支护过程中的应力应变特征。结果显示:工程开挖将致使基覆界面处应变明显增加,若无支护,高程850~910 m段边坡体将从环湖公路沿应变集中带在开挖形成的前缘临空位置剪出;施加抗滑桩+锚杆支护措施之后,剪切破坏面的方向在与抗滑桩接触面附近发生明显偏转,有效地控制住了坡体的变形,保证了边坡的稳定。     

两水隧道斜井地表山体稳定性分析及评价

两水隧道斜井受西秦岭构造及区内主地应力影响,岩体褶曲发育,较为破碎,斜井进口山体坡面松散,大型堆积体较多,经现场调查发现,山体斜坡四处堆积体存在不稳定因素。为保证斜井隧道安全施工,采用详细地质勘察,并对山体表层、下部岩体进行位移监测,对监测结果进行综合分析,评价4处斜坡堆积体的稳定性及对隧道的影响,为隧道安全施工提供可靠依据。     

隧道穿越崩塌高风险高陡边坡的稳定性分析

针对雅砻江卡拉—杨房沟水电站交通专用公路施工中的隧道,穿越崩塌高风险区高陡边坡的稳定与结构安全等问题,借鉴以往的边坡研究成果并结合现场实际情况,对卡杨公路高陡边坡隧道施工前的整体稳定性进行了分析。找出边坡最危险滑面并计算出最小安全系数,分析了在山体中不同空间位置布设隧道时隧道围岩与边坡岩体变形及应力变化特征。结果表明:当隧道洞口偏压穿越边坡时,隧道及边坡变形均比较大,隧道围岩及边坡岩体应力会出现不对称现象,最好在隧道施工前采取一定的加固措施。当隧道正常穿越边坡,不存在偏压时,岩体应力及变形基本正常。     

云桂高速铁路南盘江特大桥5号拱座边坡岩体卸荷带特征分析

云桂高速铁路南盘江特大桥为主跨416 m的上承式钢管混凝土拱桥,为云桂高速铁路的控制性工程之一。通过工程地质测绘、钻探及平硐勘探等方法和手段,查明特大桥5号拱座边坡岩体的卸荷性状,并在现场平板静力载荷试验的基础上,确定5号拱座基础的承载力,为特大桥的设计和施工提供可靠的地质参数。分析表明:南盘江特大桥5号拱座边坡岩体强卸荷带水平发育深度18~25 m,弱卸荷带水平发育深度26~43 m。边坡岩体具有卸荷带与风化带同时共存的双层地质结构特征。边坡岩体卸荷带发育的深度与边坡形态相关,且受地层岩性和地质构造影响严重。根据现场平板静力载荷试验及相关规范,确定5号拱座基础其基本承载力σ0处于742~867 k Pa。     

晋煤集团西区自营地方铁路危岩发育机制分析

晋煤集团西区自营地方铁路经过基岩边坡处局部危岩体发育,给铁路施工及其运行带来较大的安全隐患。通过调查分析线址区危岩体的变形破坏特征,发现线址区边坡危岩体发育具有一定的规律。分析并总结线址区边坡崩塌破坏的形成原因和破坏机制,根据不同的工程情况,提出相应的治理对策。     

拉萨-日喀则铁路盆因拉隧道进口高边坡稳定性研究

拉日铁路经过雅鲁藏布江峡谷区,在隧道进出口地段形成许多高陡边坡。盆因拉隧道进口边坡地形陡峻,边坡的工程稳定性直接影响施工安全,需要对边坡的稳定性进行评估。通过对工程地质资料的分析,采用赤平投影法和有限元模拟方法对盆因拉隧道进口边坡稳定性进行评价。赤平投影分析结果表明：边坡处于不稳定状态,需要采取相应的工程防护措施。有限元法结果表明：在开挖加载状态下,潜在剪切破坏点主要集中在隧道开挖处周围和隧道洞口上部边坡坡面以及桥台下部岩体。建议在工程施工开挖时,做相应的工程防护措施。     

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。     

公路隧道穿越浅埋偏压大范围松散堆积体进洞施工技术

二郎山隧道全长约13.4 km,是雅安至康定高速公路全线控制性工程,在大范围松散堆积体(loose media)下进行浅埋(shallow cover)、偏压(eccentric pressure)隧道进洞施工(tunnel excavation)。结合二郎山隧道工程实例,介绍了隧道进洞施工过程中遇到的问题及其处理方法,提出了在浅埋偏压、大范围松散堆积体条件下,对隧道洞顶原地表堆积体采用自进式锚杆加固,隧道轮廓线采用超前大管棚注浆加固,对大范围堆积体坡脚增设C20砼挡墙反压护脚,同时在位于堆积体范围内的洞身增设钢管桩基础等技术措施,既可确保洞口边仰坡稳定,又可保证隧道施工安全。     

高植被覆盖下铁路隧道口危岩落石风险评估

山区铁路选线受地形条件制约,高陡边坡或陡崖地段的隧道洞口常面临危岩落石风险,传统人工调查方法困难,尤其是高植被覆盖地区,受现场条件限制不能完全查明危岩分布,同时常用的落石运动轨迹模拟缺少横向范围控制,存在一定的安全隐患。以某铁路隧道进口工程为研究对象,以机载LiDAR和三维倾斜摄影数据为基础,查明了危岩形成机制及分布特征,利用自主研发的Rockfall Hunter软件分析不同破坏形式的危岩三维运动特征,并给出防护措施建议。研究表明：(1)基于定性分析和定量计算,建立的“数据、方法、意义”三阶段高植被覆盖区危岩落石风险综合评估方案行之有效;(2)利用精细化三维实景模型可准确提取危岩体几何信息,危岩落石发育区数字地表灰度影像表面坎坷不平、具粗糙感,危岩体截面地面点棱角显著、地势陡峭,原生孤石或滚石截面呈凸起状、有明显界限;(3)研究发现可能对工程造成危害的危岩体120处,总体积约15 541 m³,以倾倒、坠落式破坏为主,局部发生组合式破坏;(4)落石进入隧址区最大速度为17.3 m/s,最大弹跳高度为12.5 m,最大冲击能量超过8 000 kJ,建议采用避让、清...     

隧道洞口巨型危岩贯通裂缝的预应力加固施工技术

以湖北省宜昌至巴东高速公路易家坝隧道洞口,横向俯斜贯通裂缝巨型危岩体预应力加固处理为施工实例,介绍危岩体加固的工艺流程及施工方法,着重介绍预应力锚索施工中钻孔、清孔、制索、安装、压浆、张拉及封锚等工序施工的注意事项。     

荷载作用下高陡边坡岩体力学行为三维数值分析

荷载作用下高陡边坡岩体力学行为特征是桥基位置确定及边坡稳定性分析的基础。文章运用ANSYS分析软件初步研究桥基荷载作用下边坡三维岩体力学行为特征,这对为日益发展的道路建设提供科学的理论依据有着重要意义。     

基于机器视觉三维重建技术的隧道掌子面岩体结构数字识别方法及应用

提出采用数字图像结合机器视觉方法获取隧道掌子面岩体表观信息。通过采集隧道开挖面的序列图像,生成开挖面岩体表面的三维点云模型,利用投影算法获得隧道掌子面及硐壁岩体结构的平面模型高清影像;基于影像表面结构迹线素描结果进行岩体节理特征的量化描述。将该方法应用于东天山公路隧道开挖面岩体节理分布、节理倾角间距等特征参数的获取。研究结果表明:该方法可快速生成开挖面三维点云模型,实现隧道地质信息编录与围岩级别辨识,具有快速、准确的优点,可为施工提供参考。     

隧道开挖对边坡稳定性的影响规律

隧道通过破碎带、边坡等不良地质段时,开挖过程中易发生边坡滑塌、隧道冒顶等灾害。以一高速铁路隧道下穿边坡工程为依托,通过模型试验和数值模拟研究隧道开挖过程中围岩、边坡的应力和位移变化,进而分析其对边坡稳定性的影响。分析结果表明:隧道开挖对边坡的位移影响明显,在开挖完成后拱顶处于临空状态时边坡和围岩的稳定性受到的影响最大,数值分析与模型试验结果有较好的一致性。建议先做好稳定边坡的工作,在隧道施工时应及时调整支护方案,减小开挖扰动,防止滑坡灾害。