含断续贯通裂隙危岩体稳定性计算方法

含断续贯通裂隙危岩体是西南山区尤其是三峡库区重庆地段常见的地质灾害之一,该危岩体稳定性计算应综合考虑贯通段和未贯通段的力学参数、变形协调及应力分配问题。基于主控结构面特征建立了含断续贯通裂隙危岩体物理模型,提出了主控结构面含断续贯通裂隙的Mohr-Coulomb强度准则,并给出了参数计算表达式;建立了含断续贯通裂隙危岩体力学模型,给出了危岩体荷载计算表达式,提出了基于稳定系数的含断续贯通裂隙危岩体稳定性计算方法;将该方法运用于重庆市万州区首立山危岩体灾害稳定性计算,算例表明万州首立山8个危岩体均处于稳定状态,与根据重庆市地方标准《地质灾害防治工程设计规范》(DB50/5029—2004(简称规范))计算得到的危岩体稳定性结果相吻合;利用提出的危岩体稳定性计算方法得到的稳定系数值与"规范"值相近,具有一定的工程适用性,但其稳定系数值普遍高于"规范"值,表明"规范"过于保守。     

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。     

基于颗粒流模型的深裂隙危岩体在不同工况下破坏模式研究

以深裂隙危岩体为研究对象,通过PFC颗粒流数值模拟方法,分别对其在自重应力作用、不同上覆荷载作用以及冻融作用影响下的破坏模式展开对比分析。研究结果表明,自重应力下的深裂隙危岩体颗粒流模型发生了轻微偏转,说明在自重应力作用下便处于潜在倾倒式破坏的欠稳定状态;而在上覆荷载作用后,岩体的倾倒式破坏特征进一步加剧直至发生剪切破坏;在冻融作用下岩体则会因裂隙水深度的不同而发生不同程度的劈裂破坏及崩解式破坏,且该工况对危岩体的破坏程度远大于其他工况。针对以上研究,对不同情况下的深裂隙危岩体治理方案提出了建议,并分析了治理方案对应各类工况的治理效果。     

地震和暴雨工况下石头坪景区高边坡稳定性的数值模拟分析

以兰州金城公园二期石头坪景区北侧典型高边坡为研究对象,利用Geo-Studio软件和动力有限单元法对该高边坡在地震和暴雨工况下的稳定性进行了数值模拟分析。结果表明:该高边坡处于极限平衡状态或欠稳定状态,有滑坡的可能,需要采取加固防护措施。通过对单独的暴雨工况或地震工况下该高边坡的稳定性进行数值模拟分析,所得结论对景区开发建设具有重要的参考价值。     

石崆山Ⅱ号段岩质高边坡稳定性的有限单元法(FEM)分析评价

岩质高边坡是常见的自然地质环境问题和重要的岩土工程问题之一,涉及工程地质学、岩体力学问题。针对漳州—龙岩高速公路石崆Ⅱ号段岩质高边坡稳定性问题,采用有限单元法(FEM)进行计算分析。计算分析结果表明石崆山Ⅱ号段岩质高边坡是稳定安全的。有限单元法在岩质高边坡稳定性的计算分析中的应用,正处在完善和发展之中。它的计算分析正确与否或精确程度,很大程度上取决于对边坡岩体工程地质条件的正确理解和归纳概化,取决于计算参数的合理客观选取。     

新疆某山区公路边坡危岩体影响区划分及防治建议

崩塌地质灾害时常威胁着山区公路的运行安全。新疆某山区公路边坡分布有5处危险性较大的危岩体，为查明该山区公路边坡危岩体失稳后的影响区范围，制定合理有效的防治方案，保障人民的生命和财产安全，在详细勘查研究的基础上，利用RockFall软件模拟边坡危岩体失稳后的落石运动轨迹，并在数值模拟的基础上开展野外落石试验用于验证RockFall软件模拟结果的可靠性，通过综合对比边坡危岩体失稳后影响区范围的划分结果，提出相应的防治措施。结果表明：综合RockFall软件模拟和现场落石试验可知，边坡危岩体失稳后落石距离坡脚的最大滚落距离为17.5 m,落石在坡脚处的最大弹跳高度为1.10 m,最大动能为1 299.9 kJ;以此为依据将边坡危岩体失稳后的影响区范围划分为重点影响区、次重点影响区和一般影响区；综合研究结果提出了危岩体清理+裂缝注浆+SNS主动防护网+被动防护网+安全警示牌的防治建议。     

基于强度折减法的港珠澳大桥沉管隧道干坞工程高边坡稳定性分析

在列举和分析比较当前岩土工程领域边坡稳定性分析的各种主要方法的基础上,概述了强度折减法的基本原理、主要特点和优势,并以港珠澳大桥沉管隧道干坞大型临时工程拟建场地的岩质高边坡为实例,应用强度折减法基于FLAC3D软件对该边坡的稳定性进行了计算和分析,确定了边界条件和强度参数,计算了该边坡的安全系数,结果表明自然工况下边坡处于稳定状态,底部开挖以后边坡趋于欠稳定状态,同时指出了边坡的关键变形部位,可为后续的设计和施工提供参考。     

丹霞山风景区鳄鱼爬山危岩体变形监测

本文介绍了丹霞山风景区危岩体变形监测的目的、所用仪器、测量方法、监测数据可靠性分析及精度要求,并以该景区鳄鱼爬山危岩体地质灾害监测点为例,通过对实际监测数据的分析和整理,绘制出了危岩体各监测点时间-位移量曲线图,直观地反映了该危岩体的变化规律及其发展趋势,可及时提供地质灾害的预报预警,以确保游客的生命财产安全,为探讨景...     

索风营水电站Dr2号危岩体破坏模式分析

在专门性工程地质勘察的基础上,系统分析了Dr2危岩体的边界条件、形成机理及破坏模式,并简要介绍了目前所采取的处理措施。     

十白高速公路泰山沟隧道进口边坡稳定性及其破坏概率分析

十堰至白河高速公路泰山沟隧道进口边坡的稳定性对公路建设和运营的安全尤为重要。本文在分析泰山沟隧道进口边坡的工程地质特征及其破坏模式的基础上,采用概率分析方法对泰山沟隧道进口边坡的稳定性及其破坏概率进行了计算与分析。结果表明:边坡稳定性计算显示泰山沟隧道进口边坡在正常工况下处于稳定状态,具有一定的安全储备,但在非正常工况Ⅰ条件下处于基本稳定性状态,在极不利工况条件下处于极限平衡状态;边坡破坏概率计算显示秦山沟隧道进口边坡在正常工况条件下存在低危险性,在非正常工况Ⅰ条件下存在中等危险性,在极不利工况条件下存在高危险性;两种分析结果一致,同时说明泰山沟进口边坡在非正常工况Ⅰ条件下的安全储备不高,需要对其进行加固处理,以为公路安全运营提供保障。     

赤平极射投影法在岩质边坡稳定性分析中的应用

赤平极射投影法在岩质边坡稳定性研究中,可以根据边坡的结构面的空间组合关系,做出边坡稳定性状态的初步评价,并进行边坡稳定性的分析计算。本文在万州九龙W2危岩体稳定性分析中,应用赤平极射投影法计算稳定性系数,并通过极限平衡法的计算验证,表明该方法是岩质边坡稳定性研究中的一个重要而有效的方法。     

卸荷岩体本构关系研究

对地质材料模型、石膏模型、砂浆模型进行了模型试验,通过对模型试验得出的数据进行分析、拟合,得出卸荷岩体的增量本构。并在有限元分析程序ADIDA中接入该本构关系,对清江隔河岩电站厂房高边坡三维模型进行有限元分析,通过与加载模型的计算进行比较分析,说明了该本构的合理性。     

深部隧道单节理岩体开挖卸荷破裂及锚杆加固研究

深部隧道开挖卸荷引起的岩体破裂是地下工程典型灾害之一。针对深部隧道单节理岩体在开挖卸荷条件下的破裂问题,基于开挖卸荷引起的最小主应力线性降低规律,采用Griffith强度理论准则对开挖卸荷条件下的含单节理岩体破裂进行了分析,并对破裂岩体进行了锚杆加固设计研究。结果表明:当结构面倾角大于支护应力状态下的破裂角时,深部岩体初始应力状态下未产生破裂,随着最小主应力的降低,深部岩体先产生材料破坏后沿结构面破坏;当支护应力状态下的破裂角大于结构面倾角时,深部岩体受支护应力作用仅产生材料破裂;当结构面倾角小于最小主应力为0时对应的破裂角,深部岩体无论是否支护岩体仅产生材料破裂;对于深部岩体,产生破裂的必要条件是最大主应力大于8倍的岩体抗拉强度,且破裂角变化于30°~45°之间;岩体支护应力的选择应在岩体初始破裂应力与结构面破裂应力之间,并且要保证岩体应力的释放率以及围岩的稳定性。石塘隧道岩体破裂分析及锚杆加固研究表明:岩体首先产生材料破坏,其破坏的临界应力值为10.25 MPa,对应的破裂角为39.9°,结构面破裂的临界应力值为4.15 MPa;石塘隧道岩体在无支护条件下,沿结构面产生突发性破坏,岩体支护应在开挖完成40.59h内完成,岩体支护应力为7.175 MPa,支护破裂角为37.5°,单根锚杆锚拉设计值为88.7kN,锚固长度为5m,倾角为15°,间距为0.8m,此锚杆设计参数下可保证岩体应力充分释放以及确保围岩的稳定性。     

增大库水位日降幅联合降雨条件下张家祠堂滑坡稳定性分析

库水位下降对滑坡的稳定性变化有重要影响。以张家祠堂滑坡为例,利用Geo-studio软件的Seep/W模块和Slope/W模块分别对滑坡渗流场和稳定性进行数值模拟计算,分析降雨和不同库水位下降速率对该滑坡稳定性的影响规律,并结合滑坡变形的调查情况和数值模拟计算结果对该滑坡进行稳定性预测与评价。结果表明:张家祠堂滑坡为降雨型滑坡,相对于降雨,增大库水位日降幅对滑坡稳定性影响非常有限;预测在非汛期增大库水位日降幅条件下,滑坡整体基本稳定;滑坡在中前部虽有变形,但滑坡整体并未形成连续贯通的软弱面,因此该滑坡目前为基本稳定;滑坡在最危险工况(库水位日降幅1.2m/d+降雨)下的稳定性系数为1.154,滑坡处于基本稳定状态。     

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。     

岩体质量对地下洞室围岩稳定性的影响

在现场调查的基础上,通过对西南某电站地下厂房洞室群围岩岩体质量的分析评价,采用三维有限元数值分析方法,对比分析不同岩体质量条件下,洞室开挖后围岩的二次应力场、变形场和塑性破坏区的差异。较全面地讨论了岩体质量对地下洞室围岩稳定性的影响。     

某高边坡变形破坏机制及整治对策探讨

反倾边坡的稳定性通常较好,但砂窝子高边坡因气候条件恶劣、地质条件复杂、人类工程活动剧烈而发生了大面积的浅表部变形,和一定规模的深部变形,对都江堰至汶川拟建公路的建设构成严重威胁。作者结合现场调查和地质勘察资料,分析了该高边坡的工程地质条件、水文地质条件、岩土体结构特征、以及边坡的变形破坏迹象,归纳出该边坡的变形破坏模式为压缩—倾倒弯曲—错动型,并在此基础上提出了合理的边坡整治方案建议。     

确定岩体斜坡滑动面抗剪强度的动态反分析方法

滑动结构面的抗剪强度在岩体滑坡的稳定性计算中是最重要的参数,也是最难以确定的。基于岩体抗剪强度是多种因素影响下的随机变量这一认识前提下,本文以西柏坡“中共中央解放军总部”旧址滑坡为例提出了确定岩体斜坡滑动面抗剪强度的动态反分析方法,并对该方法获得的抗剪强度的实用性进行了分析。结果表明,反分析方法是获得岩体斜坡滑动面抗剪强度的最经济、合理的途径。     

三峡库区长江水位变化条件下滑坡稳定性二元指标体系研究

安全系数是边坡稳定性评价中的常用方法,在长期的工程实践中积累了丰富的经验,其最大的缺点是不能考虑边坡岩土体中实际存在的不确定性。可靠性理论可有效地考虑边坡系统内实际存在的不确定性和相关性,但是缺乏丰富的工程实践经验,因此,将工程实践经验丰富的安全系数与先进的可靠性理论相结合,建立安全系数与可靠性相耦合的二元评价体系具有重要的理论意义和应用价值。以巴东县东壤口镇宋家屋场滑坡为实例,计算了长江水位从135 m至175 m变化过程中的平均安全系数(最大可能安全系数)和相应的可靠性。将最大可能安全系数与边坡可靠性相乘,对最大可能安全系数进行折减,得到边坡可靠的安全系数。设折减后安全系数的临界值为1．05,由此计算出不同最大可能安全系数的临界变异系数和临界破坏概率。根据不同的最大可能安全系数及它的临界破坏概率,绘制出边坡稳定性分区图。用均值安全系数和可靠性二元指标对宋家屋场滑坡的稳定性进行了评价,结果是可靠的安全系数为1．068,略大于临界值,处于基本稳定状态。文中论述了边坡稳定性二元指标体系的建立方法。     

深圳市水径余泥渣土受纳场边坡监测与稳定性分析——以深圳市水径余泥渣土受纳场边坡为例

以深圳市水径余泥渣土受纳场边坡为例,采用深层位移监测和GEO-SLOPE稳定性计算相结合的方法,对边坡稳定性以及监测数据分析后表明:采用圆滑滑动法计算的一般工况安全系数都大于1.35,地震工况大于1.15,边坡处于稳定状态。边坡位移变化整体呈现前期速度较快,后期位移速度逐渐趋缓,最终处于相对稳定状态,且累计位移都在10mm以内。