顺层陡倾岩质边坡变形机理探究

顺层岩质边坡是指坡向与岩层倾向一致的边坡,自然界中广泛分布。在顺层陡倾岩质边坡中往往存在滑移-弯曲变形和倾倒变形两种变形破坏模式,它们的典型变形特征与变形演化过程截然不同。总结了顺层陡倾岩质边坡滑移-弯曲变形和倾倒变形的典型特征,开展了不同边坡坡角、岩层倾角组合下边坡的底摩擦模型试验,揭示了顺层陡倾岩质边坡的变形机理和影响因素。结果表明:(1)工程实例统计分析显示,倾倒变形往往发生于岩层倾角为70°～90°、边坡坡角为40°～60°、且边坡坡高大于300 m的顺层陡倾岩质边坡中,而滑移-弯曲变形往往发生于岩层倾角为50°～70°、边坡坡角为15°～60°、且边坡坡高在300 m左右的顺层陡倾岩质边坡中;(2)顺层陡倾岩质边坡倾倒变形的典型变形特征表现为中上部岩体呈现滑移-倾倒变形,中下部岩体呈现弯曲-倾倒变形,整个变形演化过程可以概括为卸荷回弹、滑移-倾倒和蠕变-滑移3个阶段;(3)数值模拟结果显示,岩层陡倾角是顺层陡倾岩质边坡发生滑移-弯曲-倾倒变形的必要条件,当边坡坡角大于60°且岩层倾角与边坡坡角之差小于15°时,顺层陡倾岩质边坡往往发生滑移-弯曲变形,而当边坡坡角大于60°且岩层倾角与边坡坡角之差大于15°时,则其发生滑移-弯曲-倾倒变形。     

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。     

填方边坡变形机制研究

在对西南地区某800 kV换流站填方边坡现场进行工程地质调查的基础上,通过对经过先期治理但仍发生变形的填方边坡的变形特征和监测数据进行分析,总结边坡稳定性影响因素,并结合FLAC3D数值模拟对边坡变形破坏机制进行了研究.结果表明:该填方边坡破坏模式为整体滑移破坏,导致边坡经过治理但仍发生变形的主要诱因是强降雨,但边坡的前期治理设计也存在不足;由于降雨导致边坡重度增大,底部强风化泥岩软化,填土抗剪强度降低,在边坡内形成贯通的滑动面,滑动面绕过加筋土挡土墙的加筋带,边坡顺着强风化层从软化的坡脚剪出;位移监测显示边坡处于加速变形阶段;边坡应急治理措施应重点放在控制边坡继续沿软弱面的滑移变形上,并加强坡体排水,该边坡变形控制的治理方案对同类工程的设计与应急治理具有一定的参考价值.     

某隧道进口段边坡的变形破坏机理分析

某隧道进口段滑坡的发生是由于隧道开挖过程中破碎围岩向隧道开挖临空面位移,进而引发的坡面岩土体的失稳。数值模拟结果表明,因隧道开挖引起的洞顶区边坡岩体应力水平下降的区域一直延续到地表,这种应力场的变化会直接导致边坡表面的变形和破坏,表现在以隧道轴线为中心,向两侧呈扇形展开的坡体产生了一定的沉降变形。对比结果表明滑坡区与由隧道开挖引起的坡体附加位移较大的区域基本相当,说明此滑坡是由于隧道开挖引起了围岩应力场调整,导致围岩产生向洞内的位移变形,从而使岩体发生松动而引发的。     

基于幂函数的边坡岩体泥质夹层长期强度直剪蠕变试验研究

岩体泥质软弱结构面的蠕变变形是影响边坡和地下工程稳定性的重要因素,确定其长期强度对岩体工程的长期稳定性评价具有重要意义。针对边坡岩体中的泥质夹层,采用直剪蠕变仪对其进行直剪蠕变试验,借助幂函数对泥质夹层剪切蠕变变形随时间的变化情况进行拟合,提出了通过幂级次获取边坡岩体泥质夹层长期强度的方法,并与传统等时曲线法获取的长期强度进行了对比。结果表明:边坡岩体泥质夹层的长期强度显著低于其快剪强度,且约为抗剪强度的82%。     

基于GH-B强度准则的节理岩质边坡稳定性分析

在岩质边坡工程数值模拟计算分析中,其难题之一就是如何较准确地确定岩体强度参数,而边坡岩体抗剪强度是影响计算分析成果的控制因素,也是支护设计成败的关键所在。采用GH-B强度准则对深水河大桥4号桥墩边坡进行了稳定性分析,同时与采用M-C强度准则的模拟结果进行了对比分析。结果表明:GH-B强度准则采用基于应力水平的塑性流动法则,更好地体现了节理岩体的变形和破坏机理,可有效反映岩体的非线性破坏特征,更加接近于工程实际,适于节理岩体的强度计算及稳定性分析。     

渝黔高速公路某路堑边坡破坏机理分析与处治

通过对渝黔高速公路K54+500-K54+660路堑边坡工程地质环境、变形破坏机理分析,提出了边坡变形破坏的关键因素,在此基础上提出了边坡的合理整治措施,以期为类似工程的加固处治提供一定的借鉴作用。     

基于BOTDA的光纤传感技术在边坡变形监测中的应用研究

BOTDA光纤传感技术在温度、应变测量上具有优于其他传感技术的测量精度、测量范围和空间分辨率。为了使该技术能成功地应用于地质灾害监测,本文一方面借助光纤传感技术应用研究基础探讨了该技术应用于边坡变形监测的若干技术问题,另一方面结合实际边坡变形监测工程,通过监测系统建设、监测效果分析和数据对比初步研究和证明了该技术在边坡变形监测中的可行性和有效性,同时对采用该技术在边坡变形监测过程中出现的问题进行了分析并提出了相应的解决方法。     

基于数值流形法的反倾层状岩质边坡倾倒破坏模拟

倾倒变形破坏是岩质边坡的一种典型破坏失稳形式,为研究重力作用下反倾层状岩质边坡在不同岩层倾角下的破坏特征,使用石根华博士提出的二维数值流形法(NMM),以青藏高原金沙江流域的西藏昌都地区芒康县索多西乡贡扎倾倒滑坡为研究案例,依据实地考察数据建立数值计算模型,模拟反倾岩质边坡的倾倒破坏过程。研究表明:岩层倾角小于45°时,反倾斜坡的变形破坏是从边坡中部倾倒区域开始的,倾倒区的破坏使得上部的稳定区岩石逐级发生破坏成为倾倒区的主体,从而提供了巨大的下滑力推动下部岩体发生滑移,使得整个斜坡发生倾倒破坏;当岩层倾角大于45°时,边坡的变形是由边坡下部逐渐向上部坡顶发展,且边坡上部也会出现明显的弯曲变形,呈“点头哈腰”式变形破坏。     

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。     

顺倾节理边坡开挖软材料模型实验设计与分析

物理模型实验是研究边坡变形规律的重要手段之一.在高水胶比条件下(水:明胶:甘油=55:2:1)制备低强度软材料模型,利用铁氟龙镀层垫板和佳丹-108干性离型剂解决了脱模困难问题,同时利用材料熔化凝固的过程模拟了岩体的固结成岩过程,在小尺寸模型实验中,模拟了纯重力作用下节理边坡开挖的大变形过程.结果表明:随着坡面节理长度...     

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。     

考虑滑面贯通和退化的岩质边坡动力稳定性分析

本文在岩质边坡离散元模型中的岩石块体中设置虚拟节理,将滑动面切割为许多线段相连的直线段,使得模拟滑动面贯通破坏过程成为可能,进而改进了UDEC软件中的Mohr-Coulomb结构面接触模型,使其能够反映结构面在循环荷载下的退化效应。通过算例分析结果表明:考虑滑动面贯通过程的岩质边坡安全系数小于不考虑贯通过程的安全系数,且随着虚拟节理间距的减小,安全系数逐渐增大,最后趋于定值;考虑滑动面退化过程的岩质边坡的安全系数小于不考虑滑动面退化的安全系数,且随着滑动面抗损伤能力的下降,安全系数变小。     

基于网络模拟的岩体边坡稳定性概率分析

介绍了基于网络模拟的岩体边坡潜在滑动面随机搜索及其破坏概率计算的基本原理和实现过程。首先通过统计分析得到岩体边坡结构的统计性质参数及分布的密度函数,应用蒙特卡洛方法,采用随机参数模拟生成边坡岩体的结构面网络模型;然后以结构面网络模型为基础,在研究岩体边坡断裂失稳问题中,结合优势面理论,并考虑岩桥破坏机理,建立了新的使用动态规划方法寻求潜在滑动面及破坏概率计算的随机模拟技术,完成了相应计算程序。     

软岩的力学特性及工程危害防治

软岩的分类界定及其力学特性是工程界讨论的热点问题。根据这类岩体具有抗剪强度低以及具有明显的流变特性、可塑性、膨胀性、崩解性和易扰动性等力学特性,分析了软岩的工程危害主要表现在边坡的稳定性和地下隧道开挖大变形等方面,提出在实际工程中应根据具体的情况采取有效的防治措施,降低软岩工程的危害性。     

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。