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。     

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.     

不同试验方法下黄土抗剪强度以及参数差异分析——以甘肃省黑方台黄土滑坡为例

黄土是一种典型的非饱和土,在总结前人试验研究的基础上,以甘肃省永靖县黑方台非饱和黄土为研究对象,进行两种不同的直剪试验,即:利用改进后的非饱和直剪仪对研究区不扰动黄土进行控制基质吸力和净竖向压力为常数的固结慢剪试验,依据研究区土水特征曲线配置不同含水率以控制不同的基质吸力的黄土快速直剪试验。得到两种试验方法下不同基质吸力或含水率和净竖向压力下的非饱和黄土抗剪强度及其参数,探讨非饱和黄土抗剪强度及其参数与基质吸力的关系,并分析两种试验方法所得非饱和黄土抗剪强度及其参数的差异。试验结果表明:两种不同的试验方法下净竖向压力及基质吸力对于研究区非饱和黄土抗剪强度均呈线性增长关系,而抗剪强度参数—黏聚力与基质吸力二者呈线性关系,内摩擦角—基质吸力关系曲线近似成水平直线,其中不同含水率黄土直剪试验在相同基质吸力和竖向压力的条件下,其抗剪强度及内摩擦角略高于非饱和固结排水直剪试验,而其黏聚力略低于非饱和固结排水直剪试验所得黏聚力。     

地下水位变化对边坡稳定性影响的模拟分析

降雨引起边坡地下水位变化、降低岩土体抗剪强度进而引起边坡失稳产生滑坡是电网工程灾害中最常见的地质灾害之一。文章在现场详细工程地质勘察的基础上,基于恢复山体极限平衡法和强度折减法,利用数值分析方法对降雨引起地下水位变化条件下某电网工程边坡稳定性进行了分析。模拟结果表明,现今地下水位条件下,该边坡整体处于极限平衡状态;在最高洪水位条件下边坡则处于失稳状态。边坡的最大变形位于边坡中上部,并呈现出由上部逐渐向下部扩展的趋势。边坡潜在破坏模式为边坡后缘张拉破坏和中下部剪切破坏的复合破坏模式。最后基于数值分析结果,对该边坡的工程治理提出了建议。     

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%。     

碎裂边坡岩体等效抗剪强度参数的确定

为了更精确地求出岩体的等效抗剪强度参数,本文采用岩体结构面网络模拟方法获得了边坡岩体质量分级的RMR值,通过建立RMR值与Hoek-Brown强度准则的数学关系,可计算出岩体的等效内聚力c和等效内摩擦角,并以该等效参数为基础利用3DEC软件进行数值模拟,结果表明模拟结果与实际情况基本相符,从而验证了该方法进行碎裂边坡岩体抗剪强度参数的确定具有可行性,且能更精确地为工程设计和施工服务。     

基于改进Green-Ampt降雨入渗模型的花岗岩风化带边坡稳定性分析

为研究持续降雨对花岗岩风化带路堑边坡稳定性的影响,选取赣南安远至定南新建高速公路定南段花岗岩风化带路堑边坡建立地质模型,通过室内试验、资料统计分析等手段获取该边坡各层岩土体的物理力学参数,并结合区内实际强降雨工况,采用考虑排水的改进Green-Ampt降雨入渗模型,分别利用极限平衡法和强度折减法数值模拟方法对不同降雨工况下该边坡的稳定性和变形破坏模式进行分析。结果表明:随着降雨的持续,该花岗岩风化带岩土体边坡的稳定性系数逐步降低,工况一条件下降雨20 d或工况二条件下降雨18 h后,边坡的稳定性系数小于1;边坡坡体破坏从坡脚逐步向上延伸,并在坡体表面形成潜在的滑动面,而后台阶处也逐渐破坏;整体而言,该边坡的破坏模式为坡面冲刷和浅层剪切滑移破坏,高应力区集中在边坡坡脚处和各台阶处,短时强降雨情况下该边坡可能会发生整体滑移破坏。     

基于五林矿场的冻融环境下缓倾斜边坡稳定性分析研究

五林露天矿场处于高寒冻融环境,地质条件复杂.文章通过冻融机理及边坡稳定性理论研究,利用直剪试验获得力学参数,结合数值模拟,从冻结厚度、融化厚度、含水率、冻融循环次数四个方面对目标矿区边坡稳定性进行分析.分析发现该矿区边坡稳定性较好,坡体滑塌风险较小,实验发现含水量和循环次数对边坡稳定性影响较大,三次冻融循环以后,含水量为主要影响因素.在此基础上提出铺设排水管道,使用土工格栅防护,雷达监测等相关防护措施.     

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。     

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。     

降雨入渗下残坡积土边坡的稳定性模拟研究

针对杭兰高速公路受降雨影响显著的非饱和残坡积土边坡,考虑降雨入渗的影响,通过对非饱和土水力特征参数的试验研究,用精度较高的Van Genuchten公式拟合土-水特征曲线,得出了非饱和渗透函数的特征参数;在此基础上,将饱和-非饱和非稳定渗流分析与有限元强度折减法相结合,进行了降雨入渗渗流场与应力场的耦合分析,模拟雨水入渗引起的暂态渗流场,并将计算所得到的暂态孔隙水压力用于考虑基质吸力影响的边坡稳定系数的计算;最后根据研究区的降雨气象资料,探讨了降雨强度、降雨持时对残坡积土边坡渗流场分布、发展和稳定性的影响。该研究可为滑坡地质灾害的预防提供依据。     

动态局部双强度折减法边坡稳定性分析

基于双强度非等比例相关联折减法和最小强度折减路径理论对以往的强度折减法进行改进,避免了以往双强度折减时比例系数选择的盲目性,所得的边坡稳定性系数更符合最小值理论,并结合动态局部折减法实现了边坡中滑动带形成的动态演化过程。综合以上方法提出动态局部双强度折减法,通过对某一边坡稳定性进行数值模拟,模拟结果表明:动态局部双强度折减法能够较好地反映边坡破坏过程中岩土体内聚力和内摩擦角的发挥程度,可模拟边坡失稳的动态演变过程,所得边坡稳定性系数与通用条分法所得结果更为接近,并且所得边坡稳定性系数、塑性区面积及边坡位移量均小于传统强度折减法的模拟结果。     

降雨条件下某堆积体饱和-非饱和渗流及稳定性分析

降雨是诱发滑坡的主要因素之一。本文以西南地区某堆积体为例,基于非饱和土力学理论,考虑降雨入渗的影响,利用有限元方法,对持续强降雨条件下该堆积体的饱和-非饱和渗流场动态变化、变形破坏机理及稳定性进行了数值模拟和计算,结果表明:降雨入渗使坡体非饱和区土体的基质吸力减小,是导致堆积体稳定性降低的主要因素;随着降雨的持续,堆积体塑性区的范围及贯通距离增加,稳定系数逐渐降低,使整体失稳滑移的危险增大。     

抗滑桩加固后边坡稳定性评价与桩位优化研究进展

边坡失稳是影响人类工程建设活动安全性的一类常见的地质问题,抗滑桩是边坡治理工程中常用的防治措施之一,但是目前考虑加桩后边坡的稳定性研究较少。针对抗滑桩加固后的边坡稳定性评价和抗滑桩桩位布设优化问题的研究进展进行了概述,重点综述了:抗滑柱加固边坡的稳定性分析方法,即国内外在理论计算、数值模拟和物理模型实验三方面的研究成果,并对比分析了各自的优缺点;目前常用的抗滑桩最优布设分析方法,并指出了各自的适用条件;当前边坡工程中抗滑桩桩位优化研究的现状,并对今后的发展方向进行了展望,可为今后类似研究提供一定借鉴与参考。     

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。     

迭部县黑多2~#滑坡变形破坏机制研究

滑坡的变形破坏机制是认清滑坡变形发展过程的基础,也是制定滑坡治理工程方案的理论依据。本文通过对甘肃省迭部县黑多2#滑坡进行现场工程地质勘察,在对滑坡坡体结构进行分析的基础上,总结归纳了滑坡的稳定性影响因素,分析了滑坡的变形破坏机制,并通过FLAC数值模拟验证了该滑坡的变形破坏机制。结果表明:黑多2#滑坡为一牵引式堆积体滑坡,滑坡的变形破坏模式为蠕滑-拉裂型,其变形破坏不仅受到地形地貌、地层岩性、地质构造等内在因素的控制影响,而且还受到地震、降雨和人类工程活动等外动力因素的诱发影响,因此认为该滑坡的治理思路必须是在控制堆积体变形的基础上做好坡体的排水工作。     

非饱和渗流作用下云阳西城滑坡稳定性分析

基于非饱和土理论采用有限元法模拟了云阳西城滑坡在雨水入渗和库水位下降过程中暂态渗流场的变化,然后将计算得到的暂态孔隙水压力分布用于滑坡稳定性的极限平衡分析。同时,采用延伸的摩尔—库伦破坏准则以便考虑基质吸力对抗剪强度的贡献,计算了暴雨工况和库水位下降工况下的稳定性系数。研究结果表明:降雨引起的暂态渗流场对滑坡稳定性有明显的影响;考虑基质吸力对抗剪强度的贡献,会明显提高滑坡稳定性;由于该滑坡渗透系数较大,库水位下降引起的暂态渗流场对该滑坡稳定性系数的影响不如降雨引起暂态渗流场的明显;该滑坡主要受暴雨影响。     

爆破荷载下桩周岩体破坏模式及稳定性研究

为研究桩前岩体爆破开挖对桩周岩体的影响,以湖南某滑坡治理桩前开挖锚固段为例,首先根据Sharpe及Sassa理论推导指数型爆破荷载函数,并验证其适用性;然后运用Plaxis 2D Dynamics模块对爆破荷载作用下桩周岩体稳定性进行模拟求解,并对不同影响因素下桩周岩体内部的应力及塑性区分布进行分析,总结出爆破荷载作用下桩周岩体产生的5种潜在破坏模式;最后基于静力平衡和抗剪强度准则,推导出桩周岩体各种破坏模式的稳定性计算公式,并分析了其适用条件。结果表明：对于精度要求高、非理想状态爆破振动模拟而言,指数型爆破荷载函数较三角形爆破荷载函数更适用;爆破作用对预留岩体表面的影响远大于其内部,且岩体累计变形较荷载施加具有明显的滞后效应;爆破荷载作用下,桩周岩体内部塑性区的分布、破坏模式与预留岩体的宽度和高度以及抗滑桩的嵌固深度密切相关。     

EPS轻量土的力学性质试验研究

在分析轻量土的抗剪机理的基础上,通过固结不排水三轴压缩试验,研究了轻量土的应力-应变变化规律以及水泥掺入比对其变形模量的影响,得到了EPS轻量土的破坏准则和抗剪强度特性.     

纤维含量及长度对纤维加筋土强度的影响研究

纤维能随机分布在土体中,有助于增强纤维土复合体的力学性能,将其应用于路堤边坡处理工程中已取得良好效果,但目前关于纤维加筋土配合比的研究还难以量化。选取纤维含量和纤维长度(纤维含量为0%、0.1%、0.2%、0.3%,纤维长度为1.5cm、2.0cm、2.5cm)两个参数开展纤维加筋土无侧限抗压强度试验、直剪试验,研究聚丙烯纤维加筋土的抗压、抗剪和变形特性,揭示纤维含量和纤维长度对加筋土变形特征、强度特征和抗剪强度指标的影响规律,并研究纤维加筋土的最优配合比。结果表明:纤维的加入能改善土体的抗压、抗剪和变形特性,纤维能提高土体的内聚力,但对内摩擦角几乎没有影响;当纤维含量为0.2%、纤维长度为2.5cm时,纤维的加筋效果得到最大程度的发挥。该研究可为采用纤维加固路堤边坡工程提供设计依据,具有重要的工程意义。