五盂高速公路顺层岩质边坡变形破坏模型试验

为揭示开挖和降雨对顺层岩质边坡稳定性的影响,以山西五盂高速公路顺层岩质边坡为对象,通过大型物理模型试验研究了含软弱结构面顺层岩质边坡在开挖及降雨条件下的变形机理.研究结果表明:降雨条件下,含单层软弱结构面边坡主要表现为沿软弱结构面的多级牵引式滑动破坏;含双层软弱结构面顺层岩质边坡滑动破坏受降雨的诱发作用更为明显,其中软弱结构面作用主要表现为两方面,一方面为雨水对结构面本身的软化使其强度降低从而形成滑带,另一方面为软弱结构面的存在减弱了雨水向下层岩体的入渗,导致其上覆岩体迅速饱和,强度急剧降低,上覆破碎岩体沿滑动面发生大规模的整体破坏.可见强降雨是此类边坡破坏的主要诱发因素也是重要的致灾因素.     

基于离散元的公路边坡变形破坏过程分析

以雅安市大兴新区黄葛路边坡为研究对象,充分考虑该边坡工程地质条件,结合离散元颗粒流PFC~(2D)软件建立1∶1数值模拟分析模型,研究了该斜坡破坏力学机制模式以及变形破坏演化过程.结合现场调研对数值模拟各时间步的位移、应力与颗粒速度进行分析,结果表明:该滑坡初始阶段破坏模式表现为滑移-拉裂,随后表现为蠕变破坏;由软弱层面引起的滑坡其滑动面未必沿软弱层面,除了受软弱层的影响外,微地貌也是决定此类滑坡滑动面的影响因素之一;PFC~(2D)离散元颗粒流数值分析方法适用于黄葛路滑坡这类含软弱夹层的类土质滑坡,模拟结果与实际滑坡特征吻合较好,可为此类滑坡风险评估和防灾减灾提供理论参考.     

超载作用下土质边坡失稳与破坏模式分析

影响边坡失稳的因素众多而且繁杂,超载作用是诱发土质边坡失稳的主要因素之一。基于强度折减有限元法对土质边坡进行了不同坡面超载作用下的稳定性计算,并分析了在坡面加载变化时边坡稳定性的变化规律及其潜在滑动面的失稳破坏形式。研究表明:坡面超载作用下土质边坡可能会触发边坡失稳破坏,坡面加载方式不同,边坡失稳破坏模式不同,破坏模式可能会由整体失稳转化为局部失稳。     

赣东地区小型牵引式残坡积土质滑坡稳定性及破坏模式分析

通过野外调查,较全面地研究了赣东地区小型牵引式残坡积土质滑坡的区域地质环境和水文、工程地质条件,结合反演分析及折线滑动法计算滑坡稳定性系数等手段,对滑坡在两种工况下的稳定性进行了定量探讨,在此基础上分析了滑坡成因和可能的失稳破坏模式。针对小型牵引式残坡积土质滑坡失稳破坏模式分析得出:小型牵引式残坡积土质滑坡破坏模式经历三个阶段:前期蠕变—坡体蠕动阶段、中期变形—滑动面贯通阶段、后期破坏—滑坡破坏阶段。     

软弱结构面岩质边坡支护工程实例与分析

以软弱结构面岩质边坡支护工程为研究对象,结合结构面赤平投影分析了该边坡可能破坏的形成机理,分析边坡工程地质条件,破坏机理为蠕滑-拉裂式滑动或平面滑动的软弱结构面岩质边坡,采用格构梁+锚索+锚杆+挂网喷砼支护结构设计方案可行,通过实例证明边坡支护设计取得了良好的社会效益和经济效益,可为其它类似工程提供应用参考。     

遗传算法在土坡滑动面搜索和稳定性评价中的应用

针对土质边坡滑面的特点,分析了遗传优化算法在边坡滑动面搜索和稳定性评价的有效应和合理性.通过改编的简易遗传算法程序对高陡土质边坡进行计算,结果显示:遗传算法搜索得到的圆弧滑动面的半径值介于Bishop法和有限差分法之间,同样安全系数值也介于两种方法之间,说明了遗传优化算法应用于土质边坡的滑动面搜索和稳定性评价是可行的,该结论能为土质边坡的稳定性评价和工程加固提供借鉴.     

水平成层土坡破坏机理及稳定性分析

采用室内模型试验及极限分析上限法对水平成层土坡破坏机理与稳定性进行研究。首先,构建室内模型分别模拟不同边坡高度与不同分层厚度条件下的水平成层土质边坡,分析在坡顶条形荷载作用下坡顶与坡面位移-荷载变化规律、极限承载力及破坏面形态和位置。基于极限分析上限法基本原理,针对水平成层土质边坡圆弧+直线的破坏模式建立机动容许速度场,推导该类边坡在坡顶条形荷载作用下极限承载力的求解公式,并将室内试验结果与数值分析结果进行对比分析。研究结果表明:水平成层土质边坡在坡顶条形荷载作用下的破坏模式为圆弧+直线组合式,其滑动面由凹向边坡体内部的圆弧曲面和平面2部分组成,圆弧曲面上端位于加载梁后缘处,下端处于填土分层处,平面为填土分层交界面;上限法在求解水平成层土质边坡稳定性问题上具有一定的合理性。     

地震对软弱夹层边坡稳定性影响数值模拟研究

借助有限元模拟软件,对有无软弱夹层的两种岩质边坡进行计算比较,分析两种边坡变形位置和破坏程度的差异;通过对多不同厚度软弱夹层岩质边坡数值模拟计算,研究软弱夹层厚度、倾角对边坡稳定性的影响;探讨结构面倾角与边坡稳定的关系,进而提出一定条件下采用结构面倾角作为边坡稳定性判据的思想.     

受控于软弱结构面的矿山软岩边坡稳定性

为了解决沉积岩体露天开采时的边坡稳定问题，根据岩体中软弱结构面的力学特性，分析总结了受软弱结构面控制的矿山软岩边坡稳定性的研究方法。探究了受控于软弱结构面的边坡的滑坡模式、计算方法以及强度指标的选取原则。对伊敏煤电公司露天矿南帮边坡稳定情况进行了实例分析，变形区边坡稳定性主要受四个泥岩弱层控制，采取内排压脚等控制开采的方法是有效的。     

岩体结构对工程滑坡稳定性的影响分析

在对兰州市某滑坡的自然形态、地质特征及滑坡变形特征的分析中,发现原边坡在开挖条件下稳定性较好,通过限定条件的二维刚体极限平衡原理进行滑坡稳定性安全系数计算,证明岩体结构因素对该滑坡的失稳滑动起关键性作尉.借助赤平投影图对结构面组合与边坡坡面的空间关系进行直观的解析,证明该种岩体结构对边坡稳定非常不利,解释了边坡的失稳原因.通过工程实例指出目前滑坡稳定性分析存在的问题,为岩体结构条件特殊的滑坡稳定分析提供了新思路.     

开挖及降雨作用下土质边坡变形 破坏机理

本文基于现场变形调查和数值模拟分析,研究了华安县大坑村滑坡在人工开挖以及降雨条件下的变形特征,计算了不同开挖时步以及不同工况下的边坡稳定性系数,并探讨了该滑坡的变形破坏机理.结果表明:开挖过程中,边坡前缘抗滑阻力减小,前缘部位最先产生变形,牵引中后缘坡体表面产生张拉裂缝,降雨期间雨水沿裂缝渗入坡体,岩土体容重增加,岩土体抗剪强度降低,最终诱发深层滑移破坏.分析表明,人工开挖及降雨入渗是大坑村土质边坡产生深层滑移破坏的主要影响因素.深层滑移破坏后,边坡岩土体结构松散,在暴雨作用下,再次诱发滑坡前缘浅表层松散体产生圆弧面滑移破坏.     

水热变化对季节冻土区牵引式滑坡变形的作用机制——以2020年8月11日西和县大型滑坡为例

季节冻融作用诱发滑坡的机制一直缺少定量化的研究结果,这源于缺少相应的理论模型。为了重构滑坡的变形过程并分析其变形机制,首次基于热力学理论,建立了季节冻土水分、温度和变形相互耦合的数值模型,阐述了水分变化对变形的作用机制。该模型的优点是能够体现冻土边坡中冻融作用引发的水分迁移过程和水分不均匀分布状况,并从水分对土体强度影响的角度来分析边坡稳定性。以2020年8月11日甘肃陇南市白冯村发生的大型滑坡为例,利用该数值模型计算了该滑坡处置前后边坡的水热和变形过程,并对其变形机制和稳定性进行了分析。结果表明,冷季水分向冻结锋面迁移并冻结成冰,暖季活动层内冻土融化导致液态水含量增加,从而使冰透镜体所在位置变成了潜在滑移面。在外部荷载（暴雨等）作用下滑体会沿着该滑移面产生滑动,这便是季节冻土区边坡中的水分迁移过程及其对滑体滑动的作用机制。此外,案例分析表明,滑坡处理前边坡最大垂直变形和最大水平变形分别为72.41 cm和68.57 cm。设置抗滑桩后,边坡达到稳定状态时的最大垂直变形和最大水平变形分别为2.60 cm 和2.72 cm,稳定性显著提升。而且,滞水层高度的提升导致边坡垂直和水平变形0?位移线分别升高了2.05 m和2.03 m,这使得潜在滑体体积减小,从而有利于边坡稳定。然而,抗滑桩仅从力学方面提升了边坡稳定性,但是潜在滑移面仍然存在,在外部外荷载作用下,滑坡可能会复活。     

基于M-C等面积圆屈服准则的岩土混合边坡稳定分析

针对有限元软件基于外角外接圆D-P准则计算边坡稳定安全系数偏大的问题,采用M-C等面积圆屈服准则进行改进,推导了二者计算安全系数的关系.基于M-C等面积圆屈服准则计算岩土混合边坡,计算前对输入的土质和岩质的黏聚力及内摩擦角进行转换,结果表明,计算安全系数与Morgenstern-Price法得到的结果较为接近,并且塑性区与滑动面形状近似,表明了M-C等面积圆屈服准则在分析岩土混合边坡稳定问题是可行的.分析发现,岩土混合边坡安全系数随土质黏聚力和内摩擦角正切值的减少而减少,并且塑性区形状保持不变.     

广州增城至从化高速公路顺层滑坡稳定性分析

为探究滑坡对广州增城至从化高速公路K8+160-K8+515段的稳定性影响,以该边坡的变形特征和监测结果为依据判定出该边坡的滑动面,再通过极限平衡法和数值模拟法计算断面的稳定性系数,分析该边坡的稳定性。分析结果表明该区域有存在浅层滑坡和深层滑动的可能性,饱水状态下,由于边坡稳定性降低,导致边坡极易发生整体滑移。该分析结果可用于广州增城至从化高速公路的防护依据。     

天水市罗峪沟古滑坡成因机制及稳定性

基于对古滑坡复活的工程地质要素分析,建立古滑坡复活成因机制评价基本思路。以甘肃罗峪沟古滑坡为例,通过野外地质调查和数值模拟手段,结合滑坡区工程地质条件,分析罗裕沟古滑坡的成因机制,其孕灾模式如下:坡体前缘开挖,形成高陡临空面→后缘拉应力集中,加剧裂隙节理扩张→强降雨水入渗,导致土体自重速增→触发古滑坡失稳。同时,利用雪橇模型对古滑坡的动力学特征进行计算,滑体的运动速度最大达到11. 56 m/s。利用有限元软件FLAC3D对古滑坡的稳定性进行评价,计算得到其在自重+地表荷载和自重+地表荷载+暴雨两种不同状态下的位移图、应力应变等灾害特征,这些研究可为西北地区类似古滑坡的防灾减灾研究提供借鉴。     

基于颗粒流的局部强度折减法在边坡稳定分析中的应用

岩土边坡稳定问题是土力学中仍未圆满解决的重要课题,边坡的渐进破坏过程是数值分析中的难点。颗粒流方法的特质是模拟大变形、可破坏的问题,用于边坡失稳破坏研究能获得该过程的时空演化规律。边坡失稳往往是由于局部土体的强度降低造成的,为此,运用颗粒流程序建立边坡模型,采用传统的强度折减法获得滑裂带土体区域,通过对滑裂带区域内土体强度的折减实现局部强度折减,以此进行边坡稳定分析。研究表明采用颗粒流结合强度折减法开展边坡稳定分析,通过数值双轴试验建立试样宏观力学响应与颗粒流细观参数之间的联系,不断折减宏观强度参数直至边坡破坏得到的安全系数与极限平衡法结果基本一致,并且能直观地显示边坡破坏的渐进过程及滑移面位置和形状。局部强度折减得到的边坡位移变化较传统强度折减略小。     

边坡稳定性预报的MEP分类预测算法

鉴于传统方法和数值分析方法的局限性,引入了密切影响边坡稳定性的若干参数,运用多表达式程序设计方法建立边坡稳定性评价模型.基于已有的边坡事例,对该模型进行训练和自我学习,然后用样本训练后的优化模型对新的土质边坡数据集进行预测评价.数值实验表明:多表达式程序设计算法在建立边坡稳定性评价模型中具有较高的可信度.     

考虑二维降雨入渗的非饱和土边坡稳定性分析

以非饱和土边坡体积含水率为控制变量,基于非饱和土水分运移基本方程建立了二维降雨入渗计算模型,并编制了计算程序.充分考虑降雨中的水平和垂直入渗及降雨过程中土体入渗能力的变化,建立了可考虑体积含水率变化的非饱和土边坡稳定性分析模型,实现了边坡稳定性的实时分析,并可搜索最危险滑裂面.通过具体工程案例的分析可知,边坡中的体积含水率与边坡的稳定性有密切的关系,其中边坡初始含水率影响最大,而降雨强度则较小.降雨对浅层边坡稳定性影响较大,随着降雨时间的增加,含水率由浅到深逐渐减小,而最危险滑裂面则逐渐向浅层移动.     

重力坝深层抗滑稳定的可靠性分析

对于地基中存在软弱结构面的重力坝 ,考虑软弱结构面的实际走向与坝轴线斜交的情况 ,计入侧向阻力的作用 ,通过等安全系数法的公式建立求解重力坝深层抗滑稳定性可靠指标 β的力学模型 ,并结合工程进行深层抗滑稳定的可靠度分析 .