广西凤山某废弃石灰岩矿山落石轨迹分析

为控制广西凤山某废弃石灰岩矿山采石边坡的落石风险,并实现美化环境的目标,提出一套落石运动轨迹分析与落石防治的方法和思路。首先,以掌子面阴刻景观为基础,通过现场实测和离散元模拟,分析掌子面边坡内潜在落石的分布范围;然后,采用RocFall落石统计分析软件,对潜在落石的运动轨迹进行模拟;最后,根据风险控制和环境景观的需求,提出落石的防治工程建议。研究结果表明:对于雕刻的掌子面边坡,采用落石平台的拦截可保护坡脚的建筑物和道路;当坡面裸露时,约12%的潜在落石会越过设计落石平台,约6%的潜在落石可到达坡脚建筑物,对坡脚建筑物和人员造成不可接受的风险;通过坡脚平台的植树种草,能够达到美化矿山和吸收落石能量的效果,进而保证坡脚建筑物和人员的安全。     

流杯池小区危岩落石运动特征分析及其防治建议

在对流杯池小区进行地质灾害调查的基础上,结合边坡地形地貌特点,选取具有代表性的边坡剖面作为危岩体崩塌落石运动特征分析模型,对危岩体崩塌落石的运动过程进行分析,确定落石在边坡不同位置处的运动形式,采取与落石运动形式相对应的运动方程,描述落石的运动轨迹,依据落石的运动路径,提出崩塌落石灾害防治的合理建议。对危岩落石的运动特征分析不仅能为崩塌落石灾害防治提供了理论基础,而且对指导工程实践也具有重要意义。     

某水电站导流洞入口边坡开挖稳定性分析

某水电站导流洞处于高山峡谷区,洞室开挖只是影响6倍洞径范围内围岩应力重分布状态,对边坡整体稳定性影响不大,但边坡开挖将切除一部分可支撑边坡的坡脚岩体,会产生较大的不利影响。本文就该边坡开挖过程中的稳定性问题进行了数值模拟,并对边坡开挖过程中的最大不平衡力、位移变形、应力状态、稳定系数等进行了监测与分析,得出边坡天然工况下有局部失稳的可能性。该研究可为该边坡的工程设计提供依据,也对类似工程具有借鉴作用。     

露天矿高陡边坡落石防护墙设计研究

将落石灾害防治研究引入到露天矿高陡边坡,结合河南省洛钼集团矿山公司某边坡落石问题进行模拟研究:首先采用动力学方法分析了落石运动轨迹的影响因素和运动方程,指明了落石防护设计的依据;然后采用数值模拟方法选取50块落石进行随机测试,重点考察落石的落点分布范围、弹跳高度和总动能等要素,以此为基础并结合边坡实际条件,设计了三道防护墙拦截落石的方案;最后确定了各道防护墙的位置、高度以及最小抗冲击强度.研究结果表明,该方案对落石的拦截率达到100%,对露天矿高陡边坡落石灾害的有效防治具有重要意义.     

落石落距的影响因素敏感性分析

随着人类工程活动进程的日益频繁,在边坡尤其是高陡岩质边坡工程中,落石灾害研究已经成为重要的研究方向之一,落石在斜坡上的运动受到诸多复杂因素的影响。采用正交试验法对影响落石落距的因素坡角、回弹系数和速度进行敏感性主次分析;并运用单变量试验方法,基于Rockfall数值模拟软件对落石落距的影响因素变化规律进行分析,其结果与正交试验表进行对照验证;最后以某崩塌区落石实例验算,参考试验数据分析结果提出建议,为人工边坡防治和拦挡工程的合理布设及优化设计提供依据。     

山区高速公路隧道洞口边坡稳定性的数值模拟

山区高速公路在建设过程中,隧道洞口的开挖往往易造成古滑坡的复活或部分复活,并形成新的滑坡灾害。为了保证隧道进洞口施工的顺利进行,隧道洞口边坡的稳定性动态分析尤为重要。本文结合栗石沟隧道进洞口边坡工程实例,利用FLAC3D软件分别对该边坡在自然状况、坡脚开挖+坡面削坡2m以及坡脚开挖+坡面削坡2m+隧道开挖13m三种工况下的稳定性状况进行了数值模拟分析,并通过分析三种工况下的边坡稳定性系数、边坡剪应变增量变化及塑性区破坏情况,探讨了其剪应变的变化特点和塑性区破坏的规律,以验证边坡削坡卸载方案在隧道施工中的安全性和可靠性。     

基于PFC对含断续节理岩质边坡静力荷载下破坏形式的研究

在含断续节理岩质边坡的破坏中,阶梯状破坏尤其显著,是一种常见的失稳破坏形式。借助二维颗粒流软件(PFC2D5.0)进行简单地质结构模型下的边坡数值模拟,通过采用PFC软件中的人工合成岩体技术,研究了7种不同组合形式下含断续节理岩质边坡的破坏形式及其内部微观接触力场的演变规律。首先对PFC软件中采用的微观力学性质参数进行了验证模拟,通过对完整岩块进行双轴压缩试验和巴西劈裂试验的模拟,得出其应力-应变曲线和强度包络线,从而计算出完整岩块的内聚力、内摩擦角等宏观力学参数;然后通过对含裂隙的颗粒集合体进行直剪试验的模拟,得出其剪应力-剪切位移曲线以及峰值强度和残余强度与正应力的关系曲线,从而计算出裂隙的内聚力和内摩擦角;最后对含上述微观力学性质参数的边坡进行静力荷载下破坏形式的模拟,得出裂隙萌生前应力集中、裂隙萌生后应力释放,以及可将潜在滑动面上方的坡体位移分成4个区,即坡脚处最大位移区、坡肩处较大位移区、坡体内部较小位移区、坡体后缘最小位移区,并验证了萌生的裂隙一般会近垂直于岩桥向坡体表面扩展,切割潜在滑动面以上坡体。     

特高压直流输电线路塔基边坡的稳定性分析

山区输电线路工程塔基一般修建于自然边坡上,塔基边坡的稳定状态是涉及输电线路工程安全的关键技术问题。以甘肃酒泉—湖南±800 kV特高压直流输电线路工程5535~#塔基边坡为例,采用三维有限差分数值模拟方法,利用FLAD~(3D)软件对塔基和塔基边坡的稳定性进行了分析。结果表明:塔基在荷载作用下,桩顶位置产生了向坡外向下的位移,桩端位置产生了向坡内的位移,且桩水平位移最大值为4.025 mm,处于桩水平变形允许范围内;塔基荷载作用对边坡的应力总体影响不大,局部范围内应力有所增加,且仅在坡顶局部出现拉破坏,坡顶以下坡体处于弹性变形范围,未形成整体变形失稳的破坏区,对边坡的整体稳定性影响较小;建议对塔基边坡坡顶进行适当的加固处理,以满足特高压直流输电线路工程安全运行的要求。     

危岩体断裂特性的网格重构数值仿真研究

危岩体稳定是三峡库区的主要关注点之一。为探究不同裂纹赋存形态以及不同降雨工况下危岩体断裂的变形特性,基于围道积分原理,在Abaqus平台上利用Python语言开发了基于断裂力学理论的危岩体任意裂纹扩展的网格重构数值模拟方法,该方法与以往危岩体裂纹扩展数值模拟方法相比,能够体现危岩体裂纹尖端的断裂力学特征,实现连续介质中的非连续表达。利用此方法对重庆市万州太白编号为W15的危岩体稳定性进行了数值仿真研究,结果表明:提出的基于断裂力学理论的网格重构新型数值模拟方法在危岩体裂纹扩展研究中的适应性良好,为危岩体断裂变形特性模拟提供了一种新的数值模拟方法;危岩体的最大主应力值和剪应力值随着裂隙角度的增大呈现先增后减的趋势,危岩体的水平位移值随着裂隙倾角的增大持续减小;随着裂隙角度的增大,裂隙对危岩体变形的影响逐渐减小,危岩体的水平位移主要集中于危岩体的突出部位;危岩体裂隙长度的增大对危岩体应力及变形的影响最大,使得危岩体的变形由危岩体的突出部位向裂隙处集中;暴雨工况下危岩体的变形及位移较之天然工况要大,是影响危岩体稳定的重要因素之一;危岩体裂纹朝着危岩体的突出部位进行扩展,主要受到Ⅰ型扩展主导,随着裂纹的不断扩展,危岩体裂纹尖端的Ⅰ型应力强度因子呈现指数型上升,Ⅱ型应力强度因子变化不大,危岩体初始裂纹长度越长,危岩体裂纹尖端的Ⅰ型应力强度因子和Ⅱ型应力强度因子的绝对值越大。     

基于FLAC3D的某桥头边坡稳定性数值模拟分析

某桥头边坡属顺层岩质坡,在桥墩加载及下游水库蓄水的影响下,边坡初始应力状态将发生改变,极有可能导致边坡失稳。通过对库岸边坡破坏模式的分析,建立了该边坡地质概化模型,确定了岩体及控制性结构面的物理力学参数,并基于FLAC 3D软件对该边坡在不同工况条件下的稳定性状态进行了数值模拟分析。结果表明:目前条件下边坡整体趋于稳定,但桥墩加载会导致边坡稳定性一定程度的降低,水库蓄水会导致边坡稳定性显著降低。最后为进一步探讨边坡加固方案提出了具体的防治措施与建议。     

泸定大渡河特大桥边坡稳定性分析与防护

川藏高速公路泸定大渡河特大桥跨越大渡河深切峡谷,桥位边坡稳定性对于桥梁工程安全起着重要的控制作用。基于边坡岩体结构控制论,在查明泸定大渡河特大桥边坡地质结构的基础上,分析了桥位边坡山体的稳定性和边坡岩土体的稳定性,判定边坡岩土体的失稳破坏模式;针对地震作用下边坡工程的稳定性问题,先采用静力法进行边坡工程潜在失稳岩土体稳定性分析,并依据分析结果对边坡工程进行加固设计,再采用动力时程分析方法对加固后边坡的稳定性进行验证,结果表明地震作用下崩坡积土层将会发生变形与失稳,厚约3～10 m;针对特大跨径桥梁两水准抗震设防要求,提出了与其相适应的桥梁边坡工程防护两水准防震减灾目标,并基于该目标及高边坡工程特点,设计采用开挖预加固、分区加固和坡面碎屑流拦挡与疏排相结合的边坡加固措施,实现了地震作用下边坡整体稳定和局部坡面碎屑流灾害的防治。通过边坡地震动力时程分析表明:地震作用下边坡整体稳定,但未加固区会出现局部土体失稳,与边坡抗震设防目标一致。针对地震作用下边坡局部土体失稳的坡面碎屑流危害,设计采用拦挡与疏排结构保护桥梁构筑物的安全,并通过坡面碎屑流数值模拟分析对其进行了验证。     

赣南高速公路边坡玻璃钢锚杆支护效果的数值模拟

公路高边坡大部分需采用锚杆支护,但在降雨较多或地下水丰富的地区,支护的钢筋锚杆常因地下水的腐蚀而失效,需进行二次支护,大大增加了支护成本。玻璃钢锚杆具有高强度、轻质、耐腐蚀和抗疲劳的优点,能有效克服钢筋锚杆易腐蚀的问题。以赣南安远—定南高速公路A2标段山下深切边坡为例,采用FLAC3D软件对玻璃钢锚杆在该边坡中的支护效果进行了数值模拟,对比了边坡支护前后坡体应力、应变以及塑性区的变化情况,并分析了玻璃钢锚杆受力情况。结果表明:玻璃钢锚杆锚固边坡能够有效地减缓坡体变形,减小坡脚处塑性区的范围,提高边坡的整体稳定性,具有很好的支护效果。     

彝良县大石盘组崩塌机理及防治对策

崩塌落石作为边坡尤其是高陡边坡的一种浅表部破坏方式,是严重的地质灾害之一,具有发生时间不确定、崩落速度极快、主要沿垂直方向坠落的特点,一旦发生崩塌灾害将会造成重大的生命及财产损失。在对彝良县大石盘组崩塌体开展应急调查和测量的基础上,对崩塌体的地质背景和崩塌灾害的基本特征进行了描述,并采用赤平投影法分析了崩塌体节理裂隙的组合特征;从大气降雨、地震作用、人类工程活动三个方面对崩塌形成条件进行了分析,并指出崩塌的破坏模式为拉裂-滑移式,崩塌的破坏过程分为4个阶段,即初始震裂变形阶段、累积变形阶段、启动破坏阶段、稳定与堆积阶段;最后提出了崩塌灾害的工程治理措施及防治对策,即危石清理、危岩体锚杆锚固和主动柔性防护网加固、修建截排水沟、纳入群测群防体系、加强房屋建设规划与管理。该研究可为彝良县崩塌地质灾害的防治工作提供依据。     

南岸村采石场矿山崩塌稳定性及防治措施分析

采石场矿山边坡开挖后容易形成大量的危岩崩塌地质灾害,矿区开采面大部分暴露于路面视野范围之内,造成很大的视觉影响。通过对崩塌区地质灾害的调查,结合所收集的地质资料,分析了崩塌地质灾害的形成机制以及危害性,并通过Rockfall软件对危岩崩塌进行数值模拟分析,确定危岩滚动特征,为崩塌灾害防治提供依据。     

某边坡地震工况下的稳定性数值模拟分析

地震是引起边坡失稳的重要因素之一,文章以怒江上游干流左岸一边坡为例,利用Flac3D软件对其在地震工况下的稳定性进行了数值模拟分析。通过对比得出:在天然工况下,边坡塑性区域分布范围较小且零星,剪应变增量和位移场分布均合理分布,边坡处于稳定状态;在地震工况下,塑性区域形成贯通面,剪应力增量集中分布在基岩与变形带分界面,并且位移大幅增加,此时边坡处于失稳破坏状态。文章对揭示边坡在地震作用下失稳机制提供有益参考。     

露天开采对周边地面的影响特点与破坏区划分方法的研究

露天开挖将引周围岩体的变形，随着采深和坡角的增大，其影响范围和影响程度都将增大。在我国有许多老矿区周边是密集城市群，开挖引起的变形对周边各种建筑设施和工厂的安全产生严重的影响。本文主要研究和探讨露天开采对地面建筑设施的影响特点，并就变形可能产生破坏程度进行分析，从而给出一般变形区、危险区和破坏区的划分原则和划分方法，以便为治理措施提供科学依据。     

椿树垭隧道岩体结构特征与围岩稳定性分析

通过岩体结构面网络计算机模拟,得出了隧道围岩岩体结构特征,并分析了其对围岩稳定性的影响,同时采用ANSYS有限元分析软件对Ⅳ级围岩条件下初始状态、开挖后不支护、开挖后支护3种工况下的围岩位移、应力分别进行分析和稳定性评价,结果表明:开挖后不支护时围岩很容易失稳;而实施初期支护能保证围岩的稳定性,且设计的初期支护方式能够满足安全要求。     

公路边坡三维可视化建模系统研究

建立完善的公路边坡三维可视化建模系统,适时、较准确地为公路边坡工程稳定性评价、边坡开挖与治理、岩土工程的数值模拟分析等提供地质依据或模型资料,为岩土工程师对岩土工程问题的正确判断、分析提供综合信息,是今后公路岩土工程发展的一个主要方向。本文根据边坡信息采集的内容和特点,提出了边坡三维可视化技术、可视化建模的内容、及研制开发岩体结构三维可视化模型及构图系统实现的方法。     

含球状风化体混合花岗岩边坡稳定性及加固方案

在我国公路路线建设过程中,不可避免地会遇到地形起伏较大的地质环境,一般采取以深挖路堑形式通过,这可能会形成含球状风化体混合花岗岩边坡。混合花岗岩边坡坡体中球状风化体的存在易形成落石及崩塌,为此开展此类边坡的稳定性分析及加固措施研究显得十分重要。以某拟建公路K248+640标段含球状风化体混合花岗岩边坡实际工程为案例,根据现场勘察得到的球状风化体含量,采用随机程序生成半径1 m的球状风化体数据,并导入PLAXIS2D中构建相应边坡数值模型;利用有限元强度折减法开展边坡稳定性研究,探究不同工况下边坡的稳定性,并提出了3种不同的边坡加固方案;通过该类边坡不同加固方案位移、剪应变、稳定性系数等方面的数值模拟分析,并经过现场实测数据的印证,揭示了锚索格构梁方案加固该类边坡的可行性。结果表明：(1)含球状风化体混合花岗岩边坡稳定性变化规律表现为,最大剪应力随开挖步数逐渐增多整体上呈现出前期缓增、中期陡增、后期缓增的阶段性发展特征;(2)被动支护与主动施加反压力支护对含球状风化体混合花岗岩边坡支护效果有明显的不同,总结出被动支护与主动施加反压力支护的区别;(3)数值模拟与现场验证相结合,监测数据显示...     

西藏公路建设工程土壤侵蚀预测研究

西藏地区公路建设过程中的水土保持一直以来是必须面对的机遇与挑战。文章以国道318线通麦段公路改建项目为例,对工程施工造成的土壤侵蚀类型和强度进行了预测分析。根据实地调查,项目区可划分为主线防治区、病害整治防治区、施工场地、取料场、弃渣场5个区域,文章分别对其扰动地表而可能产生的水土流失量进行了预测。结果显示预测期内工程水土流失总量约10 990 t,其中弃渣场、路基边坡流失量较大,应属于水土流失的重点防治区。