雨水浸润软化下路基土质边坡浅层稳定分析

在雨水浸润软化引起边坡浅层失稳的"顺坡平面"和"顺坡折线"两种破坏模式基础上,明确边坡浅层溜坍呈现组合式"顺坡曲面"失稳模式;基于Mohr-Coulomb强度理论,建立雨水浸润软化土体达到破坏的判别方程,导出顺坡向滑动的主滑区滑体产生剩余下滑力对应的最小软化深度zcr,论证软化深度zw=zcr仅是产生浅层失稳破坏的必要条件,充分条件还须考虑上下缘滑体的力学作用;确定对数螺旋线滑体上下缘滑动面形态,提出满足上下缘滑体力矩平衡、中段主滑体静力平衡的土质边坡浅层稳定分析方法。分析表明:浅层边坡失稳的主滑区范围L2随zw呈双曲线衰减关系,在L2=0对应的最大浸润软化深度zf下,滑动面退化为具有对数螺旋线型特征的单一整体滑面破坏模式。     

地震作用下土工合成材料加筋土边坡动力分析

采用有限差分法,建立土工合成材料加筋边坡的动力数值分析模型,研究加筋土边坡在地震作用下,发生的边坡水平位移、坡体变形和边坡的潜在滑动面,以及筋材与土体的耦合特性。计算分析表明:在地震作用下,加筋有效减小了边坡的水平位移,使边坡具有更好的整体性,减小边坡的变形;加筋土边坡在潜在滑动面处的剪应变增量较小,发生滑动的可能性较小;地震作用下,加筋土边坡的筋材承受拉力,且靠近坡脚处的筋材收到的耦合拉应力更大。研究结果对土工合成材料加筋土边坡的抗震设计有一定参考参考价值。     

吉图珲高铁延吉膨胀岩土工程特性与边坡治理研究

以吉图珲高铁GDK279边坡为基础,进行了严寒地区膨胀岩土工程特性、边坡变形特征、滑面(带)确定、岩土参数选取等研究分析,并开展稳定性分析和工程治理对策探讨。研究表明：延吉地区膨胀岩土主要包括白垩系泥岩、泥质砂岩和夹角砾、碎石、块石及零星玄武岩孤石的第四系黏性土,黏土矿物微观结构以片状结构为主,具有中～强膨胀潜势。表层土体受长期、反复冻融循环作用,裂隙发育、结构疏松,黏性土层中夹有大量的粗颗粒角砾、碎石,成为渗水、储水构造,混合成因的各种不连续面多,不利于边坡稳定。经长期卸荷、大气降雨及风化作用,边坡沿软弱结构面或土岩界面发生滑动变形,其特征可归结为梯级牵引和多层滑动。按照“主被动支护结合、滑体疏排水与地表截排水统筹”的设计理念,进行边坡治理是行之有效的。经治理,GDK279边坡状态稳定已近十年,其经验可为同类滑坡工程治理提供借鉴。     

典型顺层岩石滑坡发生机理与防治对策

顺层高边坡是万梁高速公路沿线最主要的失稳边坡类型,本文选取具有代表性的安龙顺层路堑高边坡工点,对顺层岩石滑坡的发生机理以及病害的加固对策等进行了分析.安龙滑坡的病害机理表现为破碎砂岩依附层状泥岩夹层产生的顺层滑动,病害类型为多层、多级滑动的顺层破碎岩石滑坡.项目贯彻“治坡先治水”、“固脚强腰”、“环境友好”的防治思想,采取以锚固工程为主,同时结合刷方减重和截排水工程等措施对边坡病害进行综合治理,工程治理效果较为理想.     

反坡对边坡稳定性分析的影响探讨

在对边坡进行条分法稳定性分析时,一般情况下滑动面形状是复杂的.根据底滑面倾斜方向的不同,在条分后会出现顺坡条块和反坡条块.依据二者对边坡稳定性的作用效果不同,顺坡条块和反坡条块也可称为致滑条块及阻滑条块.虽然人们承认反坡条块的阻滑作用,但传统条分法在求解过程中并未对这2类条块进行区分,求解公式中反坡条块重力分力仍作为分母下滑力项计算.若对2类条块有所区分,将反坡条块重力分项作为分子中阻滑力项计算,显然会有不同的计算结果.对于2种计算方式的差异程度及其对计算结果的影响,进而对边坡稳定性评估的影响,至今缺乏理论上的分析.本文通过对传统条分法安全系数求解公式中2类条块进行区分,分析将反坡条块重力作为阻滑力的计算结果与传统公式的计算结果的差异,并通过推导获得2种计算方式之间的规律和特点,探讨2种计算方式对滑动面含反坡的边坡稳定性分析的适用性.研究结果可为传统条分法忽视正、反坡差异的计算方式提供有益的补充.     

预应力钢锚管加固煤系地层边坡施工技术研究

分析仁新(仁化—新丰)高速公路K227+210—K227+385段煤系地层边坡的工程地质条件、边坡滑动过程及成因、滑动带物质结构特征。滑动带位于煤层或全风化砂岩夹泥页岩中。采用传递系数法反算滑带土强度指标并计算滑坡推力,分析预应力钢锚管加固机理。总结分析预应力钢锚管注浆加固施工工艺,可供类似地层边坡加固工程参考。     

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。     

广东省龙川至怀集公路边坡滑坡机理及加固措施

根据广东省龙川至怀集公路某边坡滑坡设计及滑坡现状,通过现场调查及地质勘察对边坡进行分析,表明造成滑坡的直接原因是短时强降雨导致全风化层强度降低,诱发因素是放坡开挖造成坡脚剪出口贯穿;通过对现场深部位移监测数据及对滑坡周界的分析,确定滑坡主滑动面倾角为17°,潜在滑动面倾角为24°,据此提出了竖向钢花管群桩+斜向预应力钢锚管框架梁加固治理措施。对加固方案进行模拟分析,结果表明加固效果良好。     

黄土地区管道沿线填土边坡滑坡发生机理和防治对策

应用数值模拟方法,对黄土地区管道沿线填土边坡滑坡病害的发生机理进行研究。主要包括3种工况：自然斜坡的初始应力场回归、填土在自重作用下的固结沉降及降雨对坡体变形的影响。结果表明：填土在自重作用下产生固结沉降以及向临空面方向的卸荷变形,在此应力重分布过程中,填土坡面以及坡体上部产生大量张拉破坏单元;降雨是填土边坡变形破坏的主要诱因,一方面增加了填土坡体的容重,另一方面,沿张拉裂缝下渗的雨水软化了填土与原自然坡面的接触带,导致了填土高边坡的滑动失稳。在稳定性评价的基础上,根据管道所处边坡部位的特殊性,采用锚管构架、锚索地梁以及反向坡排水等工程措施对工点病害进行治理。计算结果和现场监测资料表明,治理后的坡体变形得到了有效控制。     

有限元极限平衡法在三维边坡中的应用研究

研究目的:在二维有限元极限平衡法基础上建立基于强度储备概念和主滑方向的三维有限元极限平衡法,明确其空间任意形状滑动体安全系数定义及其物理意义、安全系数与主滑方向的关系和可行性等关键问题.利用积分中值定理给出其空间任意形状滑动面的安全系数定义,表征空间滑面内局部安全系数和整体抗滑稳定安全系数的内在联系.研究结论:(1)有限元极限平衡法得到的稳定分析结果与刚体极限平衡法和有限元强度折减法保持一致,将该法应用于空间边坡稳定安全评价是可行的;(2)当计算坡体轴向长度较短时,滑坡体三维效应明显,三维稳定安全系数明显高于二维稳定安全系数;当坡体轴向长度较长时,三维稳定分析结果与二维稳定分析结果趋于一致.     

黄土高边坡开挖过程的变形监测分析

以隧道出口路堑黄土边坡为例,分析黄土路堑开挖过程中边坡变形和边坡土钉应力随空间和时间的变化规律。测斜仪监测结果表明:边坡的水平位移随开挖深度的增加逐步增大,并在开挖后一段时间内出现最大值,呈时间滞后效应。在不同的开挖阶段,坡体不同部位开挖后的水平位移变化幅度不同:坡顶变形幅度最大,坡底居中,坡体中部最小;坡体开挖完成后,坡顶绝对水平位移量最大,坡脚最小,坡体中部居中。随开挖深度的增加,坡体不同部位测试土钉各测点应力明显增大;土钉最大应力出现位置由坡面逐渐迁移到坡内。说明坡体的变形范围随开挖深度的增加而扩大;且由土钉最大应力出现的位置可判定边坡潜在滑动面位置。     

基于位移等值面的边坡点安全系数分析

为了计算坡体局部稳定性并定量分析边坡滑动机理,本文提出一种新的点安全系数计算方法。假定边坡体内任一点的潜在滑动面与通过该点的合位移等值面具有位置一致性,选用Bezier双三次曲面对通过节点的位移等值面进行拟合,曲面上点的位移梯度即为曲面在该点的法向量,节点位移矢量在位移等值面上的投影为该点的滑动方向,据此计算破坏面上的正应力和滑动方向的剪应力。定义边坡点安全系数为该点抗剪强度与滑动方向上剪应力的比值。与基于应力状态的点安全系数不同,本文方法在位移等值面上定义点安全系数,考虑了边坡体的实际滑动方向,更符合边坡的破坏特征。通过ACADS边坡考题验证本文方法的正确性,本文方法能够为边坡工程三维稳定性分析和滑动机理研究提供思路。     

基于极限理论的抗滑桩-加筋土组合加固高填筑边坡稳定性分析

采用加筋土挡墙单一结构加固高填筑边坡,其加固效果不理想且稳定性难以满足工程要求,因此抗滑桩-加筋土组合加固高填筑边坡稳定性分析方法亟待深入研究。基于虚功原理和小应变假设,建立了抗滑桩-加筋土联合加固高填筑边坡受力变形的极限分析上限理论模型。通过能量平衡原理以及强度折减法,推导了组合加固高填筑边坡的安全系数计算表达式,并编制了计算程序将安全系数隐函数转化为数学优化问题进行求解。通过该方法求解了实际工程案例中加筋土、抗滑桩以及抗滑桩-加筋土组合支护边坡的安全系数,据此对比分析验证了基于极限理论方法求解边坡安全系数的合理性,进一步通过数值模拟,探讨了筋材长度对加筋土边坡、抗滑桩-加筋土组合加固边坡安全系数的影响,并对不同工况下边坡破坏模式展开分析。研究结果表明：坡体稳定性主要是由贯穿式滑动带控制,增加土工格栅长度能提高边坡安全系数,改变边坡的滑移形式;对于抗滑桩-加筋土联合加固边坡,在土工格栅长度相同工况下,增设抗滑桩可大幅度提高边坡的安全系数,使得边坡原有的滑裂面由浅层滑移向坡体深部下移,边坡破坏形式由开始2条贯穿滑裂面转变为单一未贯穿滑裂面;抗滑桩最大弯矩值随着土工格栅长度增加而增大,桩...     

土体参数对多级均质边坡滑动面的影响

基于极限分析上限法和强度折减技术,根据边坡极限平衡状态下内外能耗相等原理,推导多级台阶式边坡安全系数极限上限表达式。编制序列二次规划法程序,通过搜索边坡最危险滑动面及其对应最小安全系数,探讨土体参数对多级边坡滑动面形态和位置的影响。研究结果表明:多级边坡滑动面形态和位置分布受无量纲参数ηcφ=c/(γhtanφ)控制。当ηcφ为定值时,黏聚力c或内摩擦角φ任一值改变对滑动面位置均无影响,滑动面位置保持不变;当ηcφ增大时,边坡失稳模式由浅层破坏转变为深层破坏,滑动面由近坡面向边坡内部移动。同时,参数tanφ/Fs的值随着ηcφ增大而逐渐减小。ηcφ较小时,上陡下缓坡体外形不规则的边坡有可能发生局部失稳,且随着无量纲参数ηcφ的增大,边坡滑动面形态有从局部破坏逐渐变化为整体破坏的趋势。本文研究有助于工程实践中判断多级边坡潜在滑动面位置,快速确定多级边坡安全系数,对高大边坡工程实际的设计施工与防护具有实用价值。     

川西全强风化卵石土边坡稳定性影响因素分析

研究目的:四川西部地区分布大量的全强风化卵石土(Q₂、Q₃)地层,该类边坡遇水易软化失稳,出现垮塌、溜坍等灾害。以川西铁路典型边坡工程为依托,利用颗粒流数值模拟分析该类边坡破坏及发展的全过程动态问题,研究坡率、坡高、含水率三种因素对边坡稳定性的影响,获得敏感性顺序,提出边坡设计时坡率、坡高的控制建议,为风化卵石土地层的边坡工程建设提供技术支撑。研究结论:(1)全强风化卵石土边坡整体失稳时符合牵引式滑动特征,滑体呈现散体状;(2)该类边坡稳定性因素敏感性顺序为：坡率>坡高>含水率,当坡率由1∶1.5增加至1∶0.75时,边坡稳定性系数降幅达1.9,含水率由14%增加到16%时,软化作用明显,坡高较小时边坡更稳定;(3)建议边坡设计时,坡率小于1∶1.25,坡高控制在8 m以下,并做好防排水措施,使边坡含水率控制在14%以下;(4)本研究可为川西地区全强风化卵石土边坡稳定性分析和防护设计提供依据。     

山区高等级公路陡坡高路堤滑动失稳类型及机理分析

通过工程地质分析,对山区陡坡高路堤的分类、滑动失稳类型及机理进行了系统研究。将陡坡高路堤按其所处自然斜坡坡体结构分为完整岩体边坡、破碎岩体边坡等5类;系统总结了陡坡高路堤滑动失稳类型,将破坏模式分为填筑体内类均质体弧型滑动、填筑体与原坡体交界面折线型滑动等7类模式;对各类破坏模式的破坏机理进行了分析。应用本文的滑动失稳分类方法,对云南一高速公路典型陡坡高路堤滑动破坏原因进行了分析。本文研究结果可为我国山区高等级公路陡坡高路堤修建提供参考。     

基于强度折减法的路堤边坡稳定性分析

针对雨后土体强度不断降低的情况,利用有限差分强度折减法,对边坡的稳定性进行了数值分析,将计算结果与监测数据进行了比较。分析表明:数值模拟路堤中潜在滑动面很好地吻合了由监测结果分析得出的滑动面,路堤的滑动从坡体后缘软弱面开始,逐渐展开贯通至整个滑动面。通过数值模拟结果和实际工程结果的对比,证明有限差分强度折减法在边坡稳定性分析中进行工程应用是可行的。     

基于属性数学理论的岩土边坡地震稳定性评价

基于属性数学理论,建立岩土边坡地震崩滑预测与危险性分级的属性识别模型。模型包括单评价指标属性测度分析、样本多评价指标综合属性测度分析和属性识别3个方面。在分析岩土边坡地震崩滑影响因子的基础上,综合考虑岩土边坡所处地质背景、岩体结构类型和地层岩性组合、地形地貌以及水文地质条件,选取岩土体特性、新构造运动特性、坡高、坡角、年均降雨量和场地地震烈度6个参数作为岩土边坡地震崩滑综合评价的指标,并确定指标的分级标准;构建评价指标属性测度函数,计算单指标属性测度值和样本综合属性测度值,进行岩土边坡属性测度分析;应用置信度准则对岩土边坡样本的地震崩滑状况进行属性识别。利用建立的模型对天然边坡和路堑边坡实例进行评价,得到的结果与实际情况一致,说明给出的属性识别模型既能够应用于天然边坡又能够应用于路堑边坡的地震崩滑预测和危险性分级。     

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。     

改进的边坡最小势能法及潜在滑动方向研究

边坡稳定性是工程建设中一个十分重要的问题,为了工程中能够便捷且合理地得到边坡的稳定性分析结果,提出一种改进的边坡最小势能稳定性分析方法。该方法无需引入假设及求解平衡方程,通过引入弹性模量和泊松比等参数,根据功能原理直接得到滑体系统的弹性压缩势能和剪切势能。以滑体沿潜在滑动方向上抗滑力与下滑力的比值来计算安全系数,列出了边坡4种可能的潜在滑动方向,通过算例与其他方法对比分析来确定合理的潜在滑动方向,分析了泊松比的取值对安全系数的影响,并选取了经典的边坡稳定分析验证文中方法。研究结果表明：抗剪力矢量和反方向作为滑体潜在滑动方向符合运动学原理,并且相比其他方向计算的安全系数更为合理,是推荐采用的滑体潜在滑动方向;泊松比取值对改进的最小势能法计算的安全系数影响很小,只要按岩土体类别在合理范围内选取泊松比,计算的安全系数是可行的;改进的最小势能法相比先前方法的计算过程更为简洁合理,且其计算经典考核题所得的安全系数与推荐的裁判答案1.000相差6.8%。说明该方法用于边坡稳定性分析是合理可行的,可在工程中推广应用。