西南某水电站坝前堆积层斜坡变形预测与预警

探讨西南河谷地区堆积层斜坡变形预测与预警研究的方法和思路。在掌握某堆积层斜坡变形机制的基础上,建立地质-力学-变形模型,运用强度折减有限差分计算和优化位移切线角法预测该变形体破坏时的临界位移和临滑变形速率,并结合斜坡的时间-空间演化规律,得到其预警综合判据。结果表明,该变形体后缘和前缘的临界位移值分别为6.69m和0.449m,且后缘的临滑变形速率为0.109m/d,而变形经历了初始变形——后缘拉裂缝形成阶段和等速变形——中段侧翼剪张裂缝产生阶段,尚未进入加速变形——前缘隆胀裂缝形成阶段。根据定量预测参数和定性演化规律所划分的变形-破坏4级预警指标提高了该变形体变形预测预警的可靠性。     

井工开采条件下斜坡变形分带特征分析

选择具有山区井工开采条件下代表性的斜坡-太原市古交风峁顶斜坡为典型实例,根据斜坡在井工开采下变形特征,和斜坡所处地质环境条件,并结合斜坡变形监测实测资料,进行了坡体不同部位下沉变形分析,得出了山区井工开采条件下斜坡变形破坏具有分带性的特征是:坡脚的水平-隆起变形带、坡腰的水平位移-下沉变形强烈带及坡顶的水平位移-下沉变形减弱带,可为类似地质环境条件及采矿条件下地下开挖引发斜坡变形研究提供参考。     

基于原位双环渗水试验的堆积层滑坡入渗规律

在段河坝堆积层滑坡体不同地层开展了野外双环渗水试验,并利用野外高密度电法探测不同地层含水状态.结果表明:堆积层黄土渗透系数为1.90×10-4～2.25×10-3cm/s,最大渗透深度约为1.55 m;风化千枚岩层渗透系数为2.87×10-5cm/s,为相对隔水层.室内颗粒分析试验分析表明导致两者渗透差异的原因主要是不同粒组含量、密度等,通过高密度电法试验得到风化千枚岩层含水率很高.推测造成堆积层滑坡降雨致滑的主要原因并非是大气降水在堆积层缓慢下渗,而是沿坡积黄土层和风化千枚岩内部裂缝、落水洞等优势通道下渗,在风化千枚岩层滞留,使其含水量增加,抗剪强度降低,导致斜坡内部发生变形.     

某不稳定斜坡体变形破坏特征分析

某不稳定斜坡体位于丹棱县内.本文以该斜坡体为研究对象,分析了其变形破坏特征,对于掌握该斜坡变形破坏机制具有重要意义.     

典型降雨诱发型堆积层滑坡机理研究

以柞水县小岭镇罗庄三组滑坡为研究对象,在野外地质调查的基础上开展室内土工试验,利用大型直剪试验和数值模拟手段,研究不同含水率条件下滑带土的剪切力学特性,进而在此基础上揭示降雨诱发堆积层滑坡的形成机理和变形过程。大型直剪试验表明：在试验前期,剪切应力与剪切位移呈线性关系,随剪切位移增大曲线呈现出非线性特征;在其他试验工况相同时,剪切应力与含水率呈负相关规律;当含水率相同时,剪切应力随法向荷载的增大而增大。数值模拟结果表明：堆积层坡体在降雨因素的作用下,容易发生失稳;随着降雨强度和时长的不断增大,土体含水量增加或饱和后易产生破坏,坡体稳定性系数不断减小。降雨条件下,堆积层滑坡滑体变形较强烈,其变形过程一般经历蠕动变形→加速变形→滑动破坏3个阶段,破坏运动形式以推移式为主,通过推挤作用对威胁对象产生破坏效应,从而造成人员和财产损失。该研究成果对秦巴山区堆积层滑坡的机理研究与防灾减灾具有一定的参考意义。     

堆积覆盖层边坡开挖致滑现场试验及三维数值模拟

以一堆积层边坡开挖致滑现场试验为基础,根据试验场地实际情况建立了三维有限元模型,模拟分析堆积层边坡在开挖作用下的变形特征,得到了试验观测点ZK1,ZK2和ZK3顺坡方向的水平位移随开挖深度的变化规律．将其与实际结果进行比较表明．两者具有很好的一致性,证明采用数值计算技术可以较好地模拟边坡破坏过程中的位移、破坏范围和滑动面位置等情况．     

地下采动诱发斜坡变形机理

采用弹塑性有限元分析，探讨了地下采动引起斜坡应力场和位移场的变化规律，提出了采动条件下斜坡变形机制的地质模式。结果表明：采动条件下的斜坡变形、地形条件和介质条件起主要作用，采动引起软弱夹层上、下岩层的相对滑移，对斜坡的稳定性影响极大     

基于ARIMA模型的滑坡位移预测

利用斜坡累积变形—时间曲线的建模分析,可以获知当前滑坡的变形发育阶段、预测滑坡未来发展趋势,是滑坡灾害预警预报的基础.滑坡累积位移是关于时间的变量,往往具有非平稳性,通过差分得到平稳的时间序列过程,建立差分自回归移动平均模型(ARIMA模型).以三峡库区某滑坡为研究对象,对累积位移采取等时距差值处理后,建立了适用于该滑坡的ARIMA时间序列模型对滑坡累积位移进行分析预测.通过比较2014年1月至5月该斜坡位移的实测值与预测值,得平均预测误差为3.2%,结果表明,所建立模型能满足预测要求,计算过程容易实现,在滑坡累积位移短期预测中具有一定的适用性.     

某滑坡治理后动态监测分析

采取GPS地表位移监测与钻孔测斜深部位移监测相结合的手段对治理后的某大型堆积层该滑坡进行了监测。通过对累计位移—孔深曲线、累计位移—水位—时间时程曲线、锚索拉力的检测值等的分析,查明了该滑坡再次发生变形的原因,分析了其变形机制。并根据监测资料为滑坡的再次补强加固提供了设计依据,对今后类似滑坡的治理具有一定的参考价值。     

基于ADINA堆积层滑坡地震作用下动力响应特性及稳定性研究

以堆积层滑坡为研究对象,基于非线性ADINA软件动力有限元分析法,首先分析堆积层滑坡在地震作用下位移、加速度的动力响应特性和应力、应变响应规律,计算表明:动力地震作用下堆积层滑坡的最大位移和稳定系数比静力作用下都低,随着监测点高程的增加,加速度时程曲线振幅不断增大.滑坡后缘出现较大拉应力,易出现拉裂缝.剪应变增量从坡脚开始向坡体内部扩散直到后缘,对坡脚应着重防护.再通过地震动荷载计算出的最小稳定系数平均值与拟静力计算的稳定性系数综合分析滑坡稳定性,说明运用动力有限元法分析堆积层滑坡稳定性对实际工程具有一定指导意义.     

无偏灰色预测模型在边坡变形预测中的应用

根据边坡位移监测信息,应用灰色系统预测模型,可以对边坡变形的发展进行预测.采用传统灰色预测模型和无偏灰色预测模型对边坡变形进行预测,预测结果表明,两种模型都是有效的,无偏灰色预测模型的精度更高.     

顺向斜坡岩体弯曲及蠕变-弯曲破坏机制

该文从薄板稳定的能量法出发,推导出不同情况下斜坡弯曲失稳的判据。应用此判据表明,它既方便又更符合实际情况。近来发现由于岩层滑移-弯曲而产生的滑坡,本文就某些实例的形成机制进行了讨论,并提出蠕变滑移-弯曲的破坏机制的概念。     

白龙江干流典型滑移-倾倒型滑坡的特征及形成机制

探讨中陡倾角顺层岩质斜坡发生倾倒变形的特征、发育条件及形成机制。白龙江干流受区域构造环境条件的影响,纵向河谷发育,河谷两岸志留系白龙江群的砂质板岩、千枚岩等较发育,尤其在甘肃的舟曲、武都一带以软质、薄层状的绢英、碳质千枚岩为主。这些干流段岸坡稳定性较差,尤其是顺层岸坡段滑坡较发育,且多以滑移-弯曲(溃曲)、滑移-拉裂模式为特征。通过对白龙江干流水泊峡水电站的Ⅶ#滑坡、碧口水电站库区的青崖岭滑坡与孟家干沟滑坡的现场调查、分析,揭示了在陡顺倾层状岩质斜坡中还发育一种特殊的倾倒变形破坏模式,即滑移-倾倒模式。该类变形多发育在临空条件好、坡度40°以上由软硬相间或软硬互层状、岩层倾角一般在65°以上的高陡层状岩质斜坡中,是在斜坡应力场或遭受水、地震等作用下,坡脚首先发生初始倾倒变形,同时上部岩体发生滑移-倾倒,最终岩层发生连续弯曲变形、根部折断,折断面贯通而形成滑坡。     

某临江公路路堑沿线高陡边坡稳定性分析及评价

深路堑高陡边坡的工程地质条件及其地质构造是影响高陡边坡稳某临江公路沿线13个高度超过50 m的高陡边坡进行了地质普查,并用玫瑰花图及赤平投影对沿线节理裂隙进行统计分析和稳定性分析评价.13个高陡边坡的破坏模式可分为四种:平面破坏、楔体破坏、圆弧形破坏、倾倒破坏.根据不同稳定程度,将这些高陡边坡划分为:基本稳定、稳定性差和不稳定三类.研究结果为下一步的加固设计和施工奠定了基础.     

岷江某水库蓄水运行期进水口高边坡变形特征模拟研究

岷江某电站库区前期地质勘查资料表明,枢纽区地下水类型主要有第四系覆盖层孔隙性潜水和基岩裂隙水。水库蓄水后水位抬升127m,对条形山脊两侧边坡地下水渗流场产生较大的影响,不仅改变边坡地下水原有渗流场特征及其补、径、排条件,而且由此产生孔隙水压力,对边坡稳定性产生较大的影响。利用地质原型和开挖边坡地质-力学模型(GMD模型),建立水库蓄水过程中,条形山脊地下水的渗流模型及水岩作用模式。进一步考虑蓄水渗流场的变化,对不同蓄水位高边坡的稳定性进行了数值模拟研究,探讨蓄水过程中,条形山脊高边坡形变场特征及其稳定性状况。三维数值仿真显示,水库溢洪道进水口与EL.885m平台下方L11层位(EL.840~852m)与2#泄洪洞的洞脸边坡左上方(EL.833.59~847.50m),为大变形集中部位。水库进水口一侧边坡在库水位上升过程中,岩体的变形范围将随水位的增高逐渐扩大,量级呈递增趋势。受蓄水位的影响,水库进水口边坡的临江(Y方向)位移往山内方向顺层滑移还是朝山外倾倒拉裂不定,层间剪切错动带成为正负位移的"转换断层"效应。     

顺层岩质边坡变形破坏特征及稳定性数值模拟

针对顺层岩质边坡岩层结构面倾角θ和边坡角α两个参数,采用离散单元法研究了不同工况下总计270个边坡模型的变形破坏特征,统计得到不同变形破坏模式对应的岩层结构面倾角θ与边坡角α的范围,并基于强度折减法研究了两个参数与边坡稳定性的关系,揭示了顺层岩质边坡变形破坏机制及稳定性特征. 研究结果表明:依据边坡变形破坏特征,提出了四种顺层岩质边坡变形破坏模式,即坡脚沿岩层结构面的滑移-剪切破坏,坡顶沿岩层结构面的滑动-剪切破坏,岩层下缘弯曲-剪切破坏,以及岩层上缘翻折-拉裂破坏. 在此基础上,分析并归纳了这四种模式的产状、变形特征以及可能的破坏模式等一般规律. 边坡安全系数fs随结构面倾角θ的增大先减小后增大,在减小过程中达到最小值后迅速上升,然后变缓回落.边坡安全系数fs随结构面倾角θ变化过程中,当θ约等于α-7. 3°时,fs取得最小值,此时对应的边坡稳定性最差.     

土工织物加筋土坡变形和破坏过程的离心模型试验

为了评价土工织物加筋土坡的稳定性,研究了土工织物对土坡变形和破坏过程的影响。在清华大学离心机上进行了自重加载条件下离心模型试验。采用离心场图像采集和非接触位移测量系统,测量了加载过程中土坡的位移场及其发展变化过程,对比了素土坡与土工织物加筋土坡的破坏模式和变形发展过程。试验结果表明:土工织物明显改变了土坡的破坏形态,滑裂面位置明显前移;土工织物的约束作用使得土体的变形趋向均匀,增强了土体的整体稳定性。     

王洼矿区软岩回采巷道破坏机理分析

在现场调查的基础上,对巷道的表面变形和深部围岩变形规律进行了监测,分析了王洼矿区软岩回采巷道围岩变形与破坏机理。监测表明:煤层开采深度较大,围岩变形情况复杂,因现有的锚网支护条件下围岩不能保持平衡,难进入稳定状态,满足不了该条件下的围岩变形,采用锚棚联合支护后最终进入稳定。原支护主要是没有考虑到软岩全煤巷道裂隙发育,锚固长度对锚固支护的有效性差的特点,采用锚棚联合支护或加长锚固能够有效控制巷道的变形和破坏。     

地震作用下层状岩质边坡动力响应

层状岩质边坡是川藏铁路沿线区域常见的地质体,边坡的地震稳定性对工程建设具有重要的影响.采用有限差分法软件FLAC3D建立顺层边坡及反倾边坡的数值模型,通过对比分析两种典型层状边坡的动力加速度响应,研究地震作用下层状边坡的动力响应特征及变形机理.研究结果表明:软弱夹层对层状边坡的波传播特征具有影响,使地震波在坡内传播过程中出现局部的放大效应;高程及软弱夹层对层状边坡的动力响应具有放大效应,相同高程条件下坡表的放大效应大于坡内;与反倾边坡相比,顺层边坡的放大效应随高程增加表现出强烈的非线性增加趋势;层状边坡的动力放大效应随地震动幅值的增加而增加,水平地震力作用下层状边坡的动力放大效应大于垂直地震力作用下层状边坡的动力放大效应;软弱夹层对层状边坡的动力变形特征具有控制性作用,最上层软弱夹层为潜在滑移面.     

基于ANSYS的膨胀土路堑边坡的稳定分析

路堑边坡滑坍破坏是膨胀土公路修建中的常见病害,其破坏机理复杂,传统极限平衡法无法对它进行分析并得出合理解释。而数值分析方法能较好地分析边坡的应力、应变和塑性区分布,获得边坡变形过程和潜在滑面,直接给出稳定性评价的安全系数。文章基于ANSYS有限元分析软件,采用土的非线性弹塑性本构模型,应用有限元强度折减法理论对“南友”路宁明膨胀土堑坡的滑坍规律进行了分析。