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。     

节理岩体边坡稳定性的锚杆支护影响分析

采用数值计算方法,建立了节理边坡的计算模型,探讨了结构面厚度对于节理边坡稳定性的影响,以及锚杆长度、倾角、间距与边坡安全系数的关系,得到:(1)随着结构面厚度的增大,安全系数先减小后增大。(2)锚杆长度的增加会引起边坡安全系数的增大;当锚杆长度增加到一定程度后,继续增加将无法提高安全系数。(3)随着锚杆长度的增加,边坡的破坏区域逐渐增大;继续增加锚杆长度,使锚杆整体长度超过结构面,边坡整体从沿结构面滑动转化为沿内部岩体发生滑动。(4)边坡安全系数随锚杆倾角的增大呈现先增大后减小的趋势;锚杆长度越长边坡整体安全系数对于锚杆倾角的灵敏度越大。(5)锚杆间距越大,边坡安全系数越小,二者呈现显著的非线性特征。     

顺层边坡稳定性分析及抗滑桩加固研究

从岩体的力学角度,阐述了岩体结构面的强度特性及其力学效应及影响岩质边坡稳定分析的不平衡推理传递。结合具体实例,对某高速公路顺层岩质边坡进行地质及岩体结构探讨,找出岩体内的危险软弱结构面,得出边坡可能沿结构面发生剪切滑移的结论。利用不平衡推力传递系数法进行边坡稳定性设计计算,确定了抗滑桩支护方案。通过监测数据反分析,对边坡开挖过程稳定性进行了评价。     

基于离散元的顺层岩质边坡加固及稳定性分析

为研究顺层岩质边坡加固机理及稳定性问题,基于离散元方法,利用FLAC 3D软件建立二维模型,对岩体参数敏感性进行了分析,同时得出抗滑桩加固机理。主要得到以下结论：岩层倾角、坡角、内摩擦角和黏聚力对顺层岩质边坡稳定性影响显著,边坡安全系数对坡角和内摩擦角的改变更为敏感;内摩擦角以及黏聚力的增大会导致边坡抗剪强度增大,使抗滑力大于下滑力,进而使顺层岩质边坡安全系数增大;通过研究抗滑桩的布设以及桩间距,发现桩间距为2D~3.5D时,桩位5号时为最优布设位。     

结构面特征对顺层边坡开挖卸荷影响分析

以四川省雅安市名山区某高速公路灌口组粉砂质泥岩顺层边坡为工程背景，利用现场大型直剪试验地质参数，建立了数值分析模型，以现场施工监测数据验证了模型的准确性，分析了顺层边坡结构面倾角、间距对边坡开挖卸荷及稳定性的影响。结果表明，顺层边坡卸荷区随开挖级数增加而不断扩展，呈现上宽下窄的分布特征，开挖卸荷深度随开挖级数增加迅速减小，深高比随顺层边坡开挖级数增加逐渐减小；顺层边坡安全系数随结构面倾角增大先减小后增大，开挖卸荷导致结构面最不利倾角由20°变化为30°,此时边坡卸荷深度及位移变形量最大；结构面间距对顺层边坡开挖安全系数及稳定性影响较小，但结构面密集边坡的位移变形量远大于结构面稀疏边坡，两者最大水平位移相差近5倍。研究结果可为该地区工程边坡防护设计提供有益的借鉴与参考。     

干湿循环作用下公路边坡稳定性离散元分析

针对边坡体内部含软弱夹层及潜在裂隙的岩质边坡,通过UDEC离散元软件构建边坡数值分析模型,重点分析不同干湿循环条件下边坡的稳定性状态变化。首先利用主成分分析法对影响边坡稳定性的多种因素进行筛选,并根据强度折减法的原则,通过对粘聚力、内摩擦角的参数弱化实现边坡稳定性分析。由室内不同干湿循环条件下的三轴压缩试验,确定抗剪强度参数劣化规律,并根据UDEC离散元模型分析边坡的安全系数变化规律,对边坡的安全状态进行定性、定量分析;根据抗剪强度参数与边坡安全系数的三维变化图,可知:相比于内摩擦角,干湿循环对粘聚力的损伤劣化对岩质边坡的稳定性影响更大。研究成果可为受库水位循环变化影响下的含未知裂隙的库岸边坡稳定性分析提供有益思路。     

考虑前期降雨的非饱和土边坡稳定性分析

为研究降雨期和停雨期的非饱和土边坡稳定性变化,使用饱和-非饱和渗流理论,分析了考虑前期降雨的边坡的渗透系数及孔隙水压力变化,得到各阶段边坡安全系数。结果表明:在降雨过程中孔隙水压力和渗透系数随深度的增加呈先减小后增大的规律;坡脚受前期降雨的影响较明显;受渗透系数较小和临界滑动面较深的影响,停雨后边坡安全系数仍持续减小。     

永吉高速沿线破碎岩质边坡锚杆支护方式研究

以湖南永顺-吉首高速公路沿线破碎岩质高边坡为例,详细分析了存在锚杆支护时的边坡稳定性的极限平衡计算方法。基于该方法,对不同锚杆角度、不同锚杆长度形式下的边坡稳定性变化规律进行了详细分析。主要结论如下(1).边坡安全系数随着锚杆角度绝对值的增加而呈现先增加后减小的规律,可采用二次函数进行描述。(2).边坡安全系数随着锚杆长度的增加而呈线性增加的规律。(3).综合锚杆角度对锚杆加固效果的影响,同时考虑锚杆的施工难易程度、工程造价等多种因素,认为对于永吉高速沿线的破碎岩质边坡可采用锚杆角度垂直与边坡坡面、锚杆长度8 m的设计方案。     

软弱夹层岩质边坡长期稳定性研究

为了研究软弱夹层对岩质边坡长期稳定性的影响,以炭质泥岩软弱夹层为例,基于Cvisc蠕变本构模型,采用强度折减法对所研究的岩质边坡的长期稳定性进行了FLAC3D分析,并与相同条件下弹塑性模型FLAC3D计算结果进行了对比。结果表明:考虑软弱夹层的蠕变特性与否,对边坡的长期稳定性影响很大,当考虑其蠕变特性时,软弱夹层中监测点最终位移量是不考虑蠕变特性时的2~2.5倍;考虑蠕变特性时的边坡安全系数为1.26,不考虑蠕变特性时的边坡安全系数则为1.43,相比之下,前者比后者的边坡安全系数降低了15%,充分表明了炭质泥岩软弱夹层的蠕变特性对边坡稳定性的影响。     

论顺层岩质边坡开挖稳定性以及支护措施

顺层岩质边坡稳定性受到诸多因素影响,尤其是在岩质边坡岩土破损的情况下,开挖难度增大。本文以某高速公路路段顺层岩质边坡为研究对象,在分析其工程地质条件的基础上,对其岩质边坡开挖中的稳定性进行深入研究,发现现有支护措施不能满足满足安全系数最低值,因此提出相应的支护优化措施。     

不同地震力偏角下线性边坡的稳定性分析

为了解决线性边坡在地震荷载下的稳定性问题,使用毕肖普法,考虑受地震力影响产生切向力和竖向力,建立线性边坡受力模型。对不同地震力偏角范围内一阶边坡安全系数计算公式进行推导。编写计算机软件进行迭代计算,得出在不同地震力偏角时线性边坡的安全系数和最小安全系数所对应的地震力偏角,以及安全系数随不同地震加速度与震动时刻的变化规律,为线性边坡抗震设计提供重要的参考依据。     

二级岩质边坡稳定性的非线性上限解

岩土体强度具有明显的非线性特性,采用非线性的岩体强度准则对岩质边坡的稳定性评价具有重要的应用价值。以Hoek-Brown破坏准则描述岩体的强度特性,采用等效切线法获得该破坏准则的等效粘聚力和等效内摩擦角,以用于岩质边坡稳定性计算。此外,采用地震作用系数考虑水平地震力的影响,推导出二级岩质边坡的稳定性系数表达式和安全系数方程。在此基础上,运用数值优化方法,计算最优的临界解。通过对比分析,第一级边坡坡角越小,地震作用系数增大使边坡稳定性降低的程度越明显。综合考虑边坡安全性和工程量,优化了台阶边坡的设计方案,取得良好的应用效果。     

垄茶复合岩层岩质边坡稳定性影响因素及破坏模式研究

为了得出垄茶高速沿线复合岩层岩质边坡稳定性主要影响因素及破坏模式,进行了现场调研及室内试验,得出水大大降低边坡岩体的抗劈裂强度和抗剪切强度,较天然状态下抗劈裂强度降低55.7%,岩体粘聚力下降75%内摩角下降26%,复合结构面的结构面连续性﹑结构面表面状况及结构面充填物等3个方面对边坡稳定性的影响较大,总结得出水和多层软弱结构面是影响垄茶沿线边坡稳定性的主要因素,滑移-拉裂-剪断破坏是边坡最主要破坏模式。     

考虑降雨入渗影响的边坡稳定性数值分析

根据云南祥临公路地质特点、气象条件与工程设计,用有限差分法软件建立了二维边坡非饱和渗流稳定性分析模型,运用水气两相流-应力耦合计算方法进行了考虑降雨入渗影响的边坡稳定性计算.并用强度折减法确定了边坡滑移面以及安全系数.结果表明:边坡土体内孔隙水影响区域随着降雨强度和持时的增加而逐渐增大;降雨入渗浸润过程中气相向边坡内非饱和区域流动;随着降雨入渗持时和强度的增加,边坡滑动破坏面有向浅层移动的趋势,且安全系数逐渐减小.     

某岩质边坡治理及加固效应的离散元分析

以某在建岩质边坡治理工程案例为研究对象,在定性评价边坡结构稳定性基础上,运用UDEC离散元软件建立该岩质边坡的仿真模型,通过减弱岩体节理参数和增大竖向加速度模拟边坡的失稳过程,以及对设计方案及时加固后岩质坡体的应力分布、塑性区和张开节理进行对比分析。结果表明:岩质边坡失稳一般经历节理面贯通,表层岩块脱落,沿节理面崩塌三个过程。按照设计方案及时加固后坡体的塑性区减小,张开节理由坡体前缘逐渐转向坡体后缘并减少,有效控制了坡体稳定。     

楔形体及其稳定性分析与讨论

楔形体破坏是岩质边坡工程中常见的破坏形式.楔形体就是横剖面为V字形剖面,两个结构面相交所构成的势能有减小趋势的封闭结构体.分析了较典型的狭义楔形体的稳定性,得出其安全系数的计算方法,提供工程界研究和参考.     

岩质路堑边坡结构面对岩体强度的影响及其修正

对岩质路堑边坡的稳定性分析时,其坡体的稳定性(或变形)往往受结构面强度、结构面产状与边坡形态的相对关系等因素决定。因此在考虑结构面强度和结构面产状的基础上,必须同时研究边坡形态与结构面产状的组合关系对坡体稳定性的作用和影响。基于此思想,采用有限元分析方法,利用遍布节理本构模型分析结构面倾角的差异对坡体稳定性的影响,并提出对含结构面岩体强度的修正方法。     

锚杆支护方式对边坡稳定性的影响研究

基于极限平衡法验算锚固边坡的安全系数,考虑了锚杆锚固角、锚杆长度、锚固位置、锚杆布设形式这些影响因素,利用GEO-SLOPE商业软件计算了边坡的安全系数,并得到了一些规律：①锚固边坡存在最优锚固角,不同长度锚杆的最优锚固角一致,大致在20°左右;②锚杆在坡面的位置对边坡安全系数也有很大影响,随着锚杆由坡顶向下移动过程中,安全系数呈现先增大后减小的趋势,在坡面中下部时的安全系数最大;③从锚杆的布设形式可以看出,中下部锚杆对边坡的安全系数影响最大。     

坡顶荷载对边坡稳定性影响研究

通过对坡顶荷载作用下的边坡进行受力分析,得到竖直条分下边坡稳定性安全系数简化Bishop法计算公式。将坡顶荷载划分为矩形、梯形和三角形这3种型式,分别研究各型式在坡顶荷载位置、大小及长度变化时其对边坡稳定性的影响规律,可得：（1）当坡顶荷载的位置增大时,边坡所得的安全系数增大,当坡顶荷载的大小及长度增大时,边坡所得的安全系数减小;（2）当坡顶荷载远离坡顶点一定距离时,坡顶荷载对边坡的稳定性基本无影响;（3）当坡顶荷载的长度达到一定程度时,其对边坡稳定性的影响趋于稳定;（4）坡顶荷载的大小变化对边坡的临界滑动面影响较小;（4）从对边坡稳定性影响的大小来看,矩形荷载最大,梯形荷载次之,三角形荷载最小。     

公路岩质边坡稳定性的工程地质分析

岩质边坡稳定性问题对公路工程建设的决策、造价和工期具有重要的影响和作用;同时,它还是公路边坡工程设计与施工的重要依据条件之一。针对漳龙高速公路XX段岩质边坡的稳定性问题,从边坡的地形地貌特征、岩石类型与特征、岩体结构类型与特性、结构面发育度与优势面状态等多方面因素,并采用赤平极射投影法;对该段岩质边坡的稳定性进行定性的工程地质分析。