倾倒变形边坡层间破碎带土体三轴蠕变试验研究

倾倒变形是工程边坡变形中常见的一种形式。发生倾倒变形的影响因素很多,其中,层间破碎带的发育极大的促进了边坡倾倒变形的发生。从澜沧江某水电站的倾倒变形边坡中取样来进行三轴蠕变试验。首先,分析层间破碎带土体的蠕变特性;其次,优选出适合蠕变特征曲线的本构模型,该模型为Burgers模型,并确定该模型参数;最后,以实验的成果为依托确定了层间破碎带土体的长期强度为瞬时强度的0.47~0.58倍。这对评价倾倒变形边坡的长期稳定性有着重要的现实意义,同时也为以后类似工程提供借鉴。     

西南地区典型弯曲倾倒式滑坡变形演化机理及防治研究

弯曲-拉裂(倾倒)变形是西南地区常见的边坡失稳的一种复杂的地质模式。通过实例研究,分析了这类边坡产生变形破坏的地质力学机制及其演化过程,然后采用离散单元法对开挖过程和最终稳定性进行模拟和分析,获得的坡体变形破坏特征、变形破坏范围与现场调查的坡体变形破坏特征基本一致,进一步验证了该类滑坡的演化机制。此外,以弯曲倾倒式滑坡概化模型为例,进行时空演化过程控制,主要从三方面进行研究:锚杆间距、锚杆嵌入角度和锚杆长度,提出弯曲倾倒式滑坡应用锚杆防治结构的优化设计方法,对类似的工程岩质边坡防治具有一定的参考价值。     

“采空区”控制型高斜坡变形破坏研究

煤矿开采导致的矿山地质灾害发生特征在贵州山区具有相似性。基于贵州省纳雍县中岭高斜坡的坡体特征及变形机制分析,建立了中岭高边坡演化机制概念模型,其演化过程分为2个阶段：即压缩倾倒变形阶段和采空区沉陷-倾倒-拉裂阶段。采用数值分析方法对中岭边坡煤矿上方的观察节点位移进行开采过程中的全过程模拟,节点运动规律对崩塌发生位置和范围能做出很好的解释。陡～极陡坡体下部矿层遭受回踩后,易形成采空区控制型崩塌。陡坡段存在软岩夹层时,坡面会因差异风化而出现凹岩腔,从而在坡面上出现局部倒悬坡,受采空区影响区岩体结构面向上贯通,造成倒悬体成为危岩体。     

岩堆陡坡路基边坡稳定性分析与加固

岩堆边坡是一类具有特殊地质结构的混合土边坡,位于斜坡岩堆体上的陡坡路基,不但要对既有岩堆体稳定性进行评价,还需对陡坡路基整体稳定性进行分析。本文结合岩堆总体发育特征及稳定性调查,利用数值分析方法,对岩堆稳定性和陡坡路基整体稳定性进行分析,从而确定支挡加固方案。     

富溪连拱隧道出口变形倾倒体仰坡治理工程

汤屯高速公路富溪隧道出口仰坡段岩体破碎,工程地质条件复杂,为一大型强风化岩变形倾倒体,在洞口工程刚开始小量刷坡时即发生大面积滑塌现象,若不采取有效工程措施将无法进行隧道施工。针对洞口变形倾倒体的地质条件,采用坡脚反压、仰坡注浆、喷射混凝土及大管棚等措施进行综合治理;现场监测结果分析表明洞口仰坡治理取得了满意的效果。     

基于优化支持向量回归的磨古倾倒变形体参数反分析研究

岩土体力学参数的确定将直接影响对倾倒变形体稳定性的分析判断,野外原位监测数据作为反映倾倒变形体现场条件的重要信息,利用原位监测数据能有效地获得倾倒变形体岩土体参数.本文针对雅砻江两河口近坝库区磨古倾倒变形体,提出以海洋捕猎者优化算法对支持向量回归反分析模型参数进行寻优,构建MPA-SVR岩土体参数反分析模型.以倾倒变形体现场安全监测数据为输入信息,反分析得到适用于两河口磨古倾倒变形体折断带的力学参数,其反分析结果可为变形体稳定性分析提供重要数据基础.结果表明磨古倾倒变形体不同高程监测点具有相似的变形规律,变形速率发展趋势与水位变化趋势一致,变形累计值整体呈增长趋势,变形尚未完全收敛;随着分期蓄水进程的推进,倾倒变形体水动力作用特征明显,反分析得到的折断带力学参数逐渐降低,从第二阶段蓄水到第三阶段蓄水,折断带黏聚力下降3.68%,内摩擦角下降1.98%.     

基于流变模型的反倾层状岩体倾倒变形发育深度的力学分析

为了研究反倾层状岩体倾倒变形的发育深度,结合倾倒变形发展演化过程的时效性特点,将岩层抽象为在自重及层间应力作用下的弯曲悬臂梁,选取Kelvin流变模型,以变形发育极限位置处拉应变为零作为发育深度的判据,计算得出了层状岩体倾倒变形的发育深度;并利用发育深度恒为正的特点得到了倾倒变形发生的判据条件。计算结果表明,层状岩体倾倒变形发育深度受岩性条件及坡体结构的影响;而倾倒变形发生与否则主要受到岩层倾角、边坡坡角及层间内摩擦角的影响。结论可以为倾倒变形边坡变形规模判断及稳定性分析提供依据。     

澜沧江上游某倾倒变形体蓄水作用下演化机制分析及稳定性评价

澜沧江上游某电站左岸近坝大面积发育倾倒变形体。倾倒变形体早期河谷下切,受重力作用,产生一定范围的倾倒变形破坏,水库蓄水以后,地下水位抬升,倾倒变形体将被大面积浸泡并软化,导致其力学抗剪强度指标降低,倾倒变形体将有可能发生失稳破坏,从而威胁到水电站建筑物尤其是大坝的安全。该处倾倒变形体较为典型,结合相关地质资料建立二维离散元模型分析倾倒变形体不同部位变形破坏特征,成因机制,以及进一步发展演化机制。通过三维数值模拟分析其蓄水前后应力应变,并根据刚体极限平衡理论,对倾倒变形体在多种工况下不同破坏模式稳定性进行验算。     

黄河上游茨哈峡水电站4#倾倒体稳定性研究

库岸岩质高边坡的稳定性对水电站施工期和运行期的安全至关重要。首先,从降雨入渗和库水位变化两方面分析了地下水对岩质高边坡稳定性影响的机理。在此基础上,以茨哈峡水电站4#倾倒体为例,剖析了边坡的工程地质特征,运用离散化的有限元方法分析该边坡在降雨入渗、库水位上升和库水位骤降条件下的变形破坏特征,综合评价其稳定性。研究表明,库水位骤降使得岩体内部产生较大的动水压力,对边坡的稳定性影响很大;4#倾倒体受反倾结构面的影响,在水荷载作用下的变形模式为上部倾倒、下部滑移的组合形式,其失稳模式为牵引式倾倒破坏。该研究对实际工程的建设具有参考价值。     

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。     

不同形式节理的岩质边坡失稳演化离散元分析

为研究不同形式的节理边坡的破坏机理,将考虑胶结尺寸的微观接触模型植入离散元软件,基于重力增加法实现边坡失稳演化过程的模拟,从边坡形态、胶结破坏分布、滑体运动等方面进行分析.模拟结果表明,顺层岩质边坡为共面节理发生贯通破坏形成滑动面,反倾岩质边坡为非共面节理发生贯通破坏形成滑裂面;两种岩质边坡坡脚均为薄弱区,顺层岩质边坡坡面中部区域和反倾岩质边坡坡肩区域为危险区域;离散元模拟岩质边坡可用安全系数评价边坡稳定性,较极平衡法能更真实地反映岩体间的相互作用和边坡破坏的渐进过程.     

基于3DEC的楔形体滑移过程分析 ——以兰成渝管线伴行边坡 K0526+300边坡为例

岩质斜坡楔形体滑移速度变化与路径曲线,对防治工程的布置有重要意义。为了研究岩质斜坡楔形体失稳滑移的速度变化及路径曲线,分析滑移运动过程与防护工程布置的关系,以兰成渝管线伴行道路岩质边坡——上缓下陡反倾边坡的楔形体为研究对象,定性分析楔形体的稳定性及滑移过程,使用3DEC模拟滑移过程并监测该过程速度位移变化。得到楔形体滑移运动分为匀加速直线、转动滑移变速和匀加速直线3个阶段,楔形体绝对速度的3个极小值存在于转动滑移阶段。针对以上楔形体滑移运动特征,提出在转动滑移变速阶段进行楔形体滑移灾害防治的建议,为防治工程的布置提供了依据。     

朱昌河特大桥4#主墩基础边坡岩体稳定性的数值模拟分析

利用岩土工程软件FLAC-3D对朱昌河特大桥4#主墩基础边坡岩体在自然条件下,桩及承台施工过程、锚杆(索)加固过程以及施加设计荷载状态下的变形及稳定性进行了三维数值模拟分析。结果表明:在上述条件下,4#主墩基础边坡岩体是稳定的,水平位移量和垂直位移量均在设计范围以内。从长远来看,为确保大桥的安全运行,对4#主墩基础边坡进行加固是必要的。     

露转地逆倾分步开采对含断层高陡边坡稳定性的影响

以攀枝花某钒钛磁铁矿高陡边坡为工程背景,对逆倾分步开挖条件下含有断层边坡的稳定性问题进行了研究.通过现场踏勘、工程地质钻探方法,初步掌握岩层及断层分布情况,通过对现场钻孔岩块样品的测试,获取了岩层物理力学参数.在此基础上,运用FLAG3D软件数值模拟了有断层存在的情况下露天转地下逆倾分步开采对露天高陡边坡稳定性的影响,得出了该矿区露转地边坡内部应力及位移分布特征和边坡变形及破坏规律,揭示了F316、F317断层对边坡滑移模式与稳定性的影响,对于采矿安全和提前预警有重要意义,同时为正确确定合理开采方案和制定合理的安全治理技术措施提供了依据.     

顺层边坡岩体结构稳定性位移判据的研究

针对顺层岩质边坡．概括出实际边坡工程中常见的几种破坏形式，以其地质背景及力学作用机制为依据，抽象出了不同约束条件下岩梁结构简化分析模型。利用梁板屈曲理论，讨论了岩梁变形的前屈曲状态和后屈曲状态的分叉特性，建立了岩层结构发生灾变的判据。利用文中理论方法及所建立的位移判据，并结合工程现场有效的量测手段，可方便、有效的判定岩质顺层边坡的稳定性。     

皖南某高速公路四号边坡变形机理及稳定性分析

皖南某高速路高边坡地质条件复杂,从坡中部至坡顶处均出现明显的倾倒变形迹象,并在边坡左侧发生过垮塌.通过对该边坡的地层岩性、岩体结构和边坡开挖等因素的分析研究,阐述了其变形机理,揭示了其弯曲-倾倒和滑移复合的变形破坏模式.这一变形机理的产生是由于原始地形较陡和坡体强烈卸荷,在开挖的触发下引起上部陡倾岩体向坡外弯曲变形,沿顺坡向结构面滑移拉裂.采用二维有限元数值模拟,分析了这类边坡在开挖过程中的应力和变形的特征及其变化规律,以验证上述的破坏机理模型.     

露天矿高陡边坡岩体参数获取与稳定性评价方法研究

针对露天矿高陡边坡岩体参数难获取和稳定性易变化的问题,本文以攀枝花露天矿高陡边坡为研究对象,采用非接触式无人机摄影测量技术获取研究区域的三维模型,统计结构面的分布情况,结合室内岩石力学试验数据,采用国家BQ标准进行岩体质量分级,并给出边坡岩体强度力学参数建议值。在此基础上,通过有限单元法分析了矿区在开采条件下边坡的稳定性动态演化特征,并对开挖过程边坡的稳定性做出了评价。结果表明:随着矿区的开采,边坡在开挖面附近由于卸荷作用发生位移回弹,最大位移增量为33.2 mm;塑性区主要集中在断层和矿岩界面附近,以剪切屈服为主;边坡稳定性随着矿区的开采逐渐降低,直至达到临界稳定状态。采用锚索对边坡进行加固,并采用塑性区面积占比对加固前后的稳定性进行评价,评价系数α由加固前的0.4降低至加固后的0.05,证明了加固措施的有效性。本文相关研究可为露天矿高陡边坡岩体参数取值和稳定性评价提供参考。