高陡边坡深部破裂岩体的变形模式及成因分析

研究目的:高陡岩质边坡的稳定性评价问题是工程建设中的重大工程问题。通过研究高陡边坡深部破裂发育特征、地球化学特征、变形破坏模式、破坏类型、地质特征、控制因素及成因分析,可进一步为西南高陡边坡深部破裂岩体结构、岩体质量及边坡稳定性研究奠定基础。本文通过现场调查、平硐岩体结构统计等方法,揭示高陡边坡深部破裂的破坏类型及发育特征,并通过对研究区岩性条件、岩体结构、地应力、微地貌及河谷演化等控制因素的分析,对深部破裂的成因进行探讨。研究结论:(1)金沙江上游高边坡特殊的岩性、高地应力、强烈构造运动等地质条件,造成了高陡岩质边坡深部变形破坏形式复杂和多样,根据深部变形破坏的特征可划分为:剪-张性、压-剪性和张性深部破裂;(2)构造运动、河谷演化、高地应力重分布等区域因素与地质特征、高陡边坡形态等为深部破裂形成和发育特征的成因机制;(3)本研究成果可为高陡边坡勘察、稳定性评价等方面提供工程地质依据。     

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。     

客运专线桥基高边坡稳定性三维有限元分析

研究目的:拟建的某铁路客运专线经过地段山高谷深,沟壑纵横,形成了一些桥梁墩台基础置于高陡岸坡上的高边坡工程。桥基荷载作用下高陡边坡的稳定性分析目前没有公认合理的方法。以某铁路客运专线桥基高边坡为例,运用ANSYS有限元分析软件,对荷载作用下的高边坡岩体力学行为特征和稳定性进行三维有限元分析,研究结果可为桥梁高边坡设计及稳定性评价提供参考。研究结论:结果表明,荷载对坡面岩体应力的影响很小,边坡的位移量很小,仅左岸坡脚处较小范围内发生塑性破坏,其它地方均无塑性破坏区。在目前的设计条件下,大桥左右岸边坡安全系数分别为1.85和2.20,大桥边坡整体是稳定的。     

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。     

边坡失稳对两岔河大桥影响数值分析

以两岔河大桥工程为研究对象,采用ABAQUS软件,基于有限元—离散元耦合分析技术,建立能够精确反映地形地质条件的精细地质力学模型。在此基础上,建立数值分析模型,对上游侧陡崖边坡破坏模式以及上游侧陡崖失稳对邻近桥梁安全影响进行分析。研究结果表明:上游侧陡崖边坡的破坏模式是错落式破坏;上游侧陡崖边坡失稳后,破坏岩体将可能撞击桥梁墩台底部,从而导致桥梁垮塌;并根据破坏模式给出了相应的整治建议措施。     

贵州省赤水丹霞地貌岩层边坡处治技术研究

丹霞地貌发育的物质基础是红层。红层岩体具有强度低、易风化崩解、遇水易软化等特点,是一种具有特殊工程特性的岩体。红层地区开挖边坡浅层稳定性较差,若未及时采取防护,极易造成边坡水土流失及风化剥落、崩塌、浅层滑坡等灾害。本文通过现场调查、理论分析等多种方法,对赤水丹霞地貌区红层岩体基本性质、风化特性、边坡变形破坏方式及防护技术进行了分析和研究,提出了红层边坡的防护设计思路,介绍了不同形式的防护及加固技术。     

准池铁路大沙沟特大桥高边坡稳定性分析

通过对准池铁路大沙沟特大桥神池南岸岩质高边坡稳定性分析,推导了自然边坡及桥梁荷载作用下的稳定坡角,为优化孔跨布置及提高神池南台的安全性提供了一种方法。在此基础上对边坡岩体的破坏模式及边坡岩体应力进行了分析,并提出了合理的工程措施。分析认为:神池南台基础距边坡边缘大于20.0 m时,边坡稳定性对其基础稳定性影响很小,但要注意边坡坡顶岩体可能产生的崩塌及卸荷裂隙进一步发展的影响,应对坡顶危石进行清除并对边坡进行必要防护。     

山西中南部沁河特大桥岸坡稳定性分析

介绍沁河特大桥概况,详细分析了桥址区工程地质条件及水文地质条件.针对拟建桥址日照台侧的桥墩位置,进行了现场地质勘察及回弹试验,利用岩层产状数据及回弹参数进行投影统计计算,采用边坡稳定性的岩体质量评价方法即SMR法和岩体质量与边坡坡度的经验公式,计算出该岩质边坡稳定的自然坡角和安全距离,两者取其小值为自然稳定坡脚,做出了定量的稳定性评价,有效的指导桥梁设计及后期的安全施工.     

某高速公路多级边坡稳定性分析

以某高速公路多级边坡为例,分析多级边坡稳定性问题。采用工程物探与数值模拟相结合的方法进行分析,利用地质雷达物探手段得到边坡内部岩体破碎程度,通过物探结果结合数值反演分析得到边坡极限平衡法计算参数,由数值模拟方法计算边坡的稳定性与地质雷达物探结果进行对比。分析结果表明:根据地质雷达探测结果,四、五、六级台阶的破碎岩体范围不小于15 m埋深,根据数值反演分析可知边坡二级及其以上台阶稳定性较差,数值模拟与物探结果相符;采用25 mm的螺纹钢筋锚杆进行边坡支护可以较好地约束坡体的塑性应变和位移。     

高速铁路桥梁桥基边坡稳定性及稳定坡角研究——以西成高铁养家河大桥为例

确定高陡岩质边坡的稳定坡角涉及桥梁墩台安全,是一项复杂的岩体工程问题。现有规范和研究在涉及到桥基荷载作用下岩体边坡稳定性分析及稳定坡角确定方面存在缺憾。以西成高铁养家河大桥成都侧桥基边坡为例,采用FLAC3D数值分析方法,对其不同工况下的稳定性进行分析,计算出边坡的稳定坡角。在此基础上,结合现场岩体情况,综合确定桥基边坡的稳定坡角,并得到工程的验证。研究结果表明,对于强度控制型高陡岩质边坡,首先通过数值计算确定稳定坡角,其次分析现场实测自然边坡高度、坡度、岩体产状、节理发育程度等因素,最后综合确定桥基边坡的稳定坡角。工程验证表明,该方法确定的稳定坡角既安全可靠,又经济合理,是一种有益的尝试。     

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。     

高陡边坡桥基安全距离研究

研究目的:高陡边坡桥基位置的确定不仅关系到高边坡的稳定和桥梁的安全,也直接关系到整个桥梁的技术指标和造价。而目前相应的规范及手册中,对高陡边坡桥基位置没有明确的规定。研究方法:荷载作用下高陡边坡岩体力学行为特征是桥基位置确定的基础。利用数值分析方法,分析不同边坡几何状态下荷载对边坡岩体应力的影响。研究结果:根据荷载作用下边坡岩体应力影响范围的变化特征,提出高陡边坡桥基安全距离的确定原则。边坡岩体应力影响范围主要与荷载强度、桥基宽度、边坡坡度以及桥基水平距离等因素有关。根据坡面岩体应力影响系数最大值与各影响因素的关系,再利用岩体质量对应力影响系数进行限定,提出高陡边坡桥基安全距离的确定公式。研究结论:工程实践表明,用本文方法来确定高陡边坡桥基位置是方便的、适用的。     

软弱夹层岩质桥台边坡变形稳定性分析

分析工程地质条件、坡体结构特征、变形破坏模式,建立桥台边坡地质概化模型。计算采用莫尔—库仑屈服条件的弹塑性模型,分析边坡的变形模式及范围,进行稳定性评价。阐述变形稳定性的位移场特征和剪应变增量特征,提出应用数值模拟技术研究边坡的变形和破坏特征,直观反映边坡变形及应力变化全过程等结论。建议桥基开挖至设计标高后及时封底,防止泥岩风化或浸水软化而降低力学强度。     

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。     

巴新线老哈河大桥边坡稳定性分析

介绍老哈河大桥概况及桥址区工程地质条件和水文地质条件,对桥址区影响1号墩台路段边坡稳定性进行分析,采取相应的工程措施,确保1号墩台乃致整座桥梁的安全。     

黑色岩体边坡破坏的内在机理研究

研究目的:贵广线桂林段沿线由黑色岩层构成的岩体边坡在外界环境作用下,较容易发生失稳破坏,对该铁路的设计运营均会带来不良影响.因此通过对黑色岩体边坡破坏的内在机理进行研究,从而为将来该类型边坡的治理提供理论依据.研究结论:指出黑色岩体边坡产生风化破坏的条件为边坡岩体节理裂隙发育、存在地表水流和一定含量的黄铁矿.研究发现黄铁矿氧化作用产生的酸性水是引起黑色岩体边坡破坏的主要因素,该化学作用可造成岩体内部孔隙空间变大、物质成分溶解流失及岩体结构面颗粒间摩擦力的减弱.通过对黑色岩层边坡破坏的内在机理研究,建议今后对该类边坡的治理应从酸性水产生的根本着手,即采取一些遏制黄铁矿风化氧化及物质成分蚀变方面的工程措施.     

兰渝铁路DK53处路堑边坡综合治理

对路堑边坡在开挖施工过程中出现边坡滑塌的原因进行分析,引起边坡发生稳定性破坏的因素是多样的,主要归结为地质因素、自然因素和工程因素,结合兰渝铁路工程实例,对兰渝铁路DK53处边坡坍塌原因进行分析研究,坡体内存在不利于稳定结构面,地下水渗出浸泡,加之路堑开挖牵引,导致边坡整体稳定性变差,形成滑塌,针对上述几点提出了地基加固、边坡加固排水、抗滑桩加固的综合治理措施,取得较好效果。     

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...     

基于赤平投影法的岩质边坡稳定性分析

岩质边坡的失稳和破坏主要是受岩体中结构面所控制,赤平投影法可以直观地判断各结构面的组合和切割关系,可用来进行岩质边坡稳定性分析。本文在简要介绍赤平投影基本原理的基础上,归纳了在岩质边坡中应用赤平投影法判断岩体滑动形式的方法,详细定义了不同形式的滑体类型并推导出计算边坡稳定系数的公式,最后应用赤平投影法对某边坡稳定性做出评价。     

金沙江特大桥综合勘察与分析

研究目的:丽(江)香(格里拉)线金沙江特大桥为国内首座重载铁路悬索桥,桥址位于高山峡谷区,岩体卸荷松弛,断层发育,地震活动频繁,岩堆、危岩落石等不良地质发育。根据大桥地质环境和基础的受力特点,选取适宜的综合勘察方法,分析场地稳定性及岸坡稳定性,查明地基强度,为桥梁的基础设置及计算分析提供科学依据。研究结论:选取了平硐、垂直钻探、工程物探、地质调绘、现场及室内试验等勘察方法,综合分析得出如下结论:(1)桥址处无全新世活动断裂通过,次生地质灾害较轻,场地较稳定;(2)基础持力层为片理化玄武岩,属硬质岩,地基强度高;(3)岸坡卸荷带较厚,局部发育岩堆、危岩落石、不利结构面,但岸坡整体稳定,采取加固措施后方案可行;(4)本研究成果对高烈度深切峡谷区桥梁工程的地质勘察具有借鉴意义。