响应面与强度折减有限元耦合的方法研究边坡可靠度

用响应面法分析复杂结构的可靠性问题时,在不降低计算结果精度的前提下,通过对传统响应面法的样本点选取进行改进,以减少在迭代求解近似响应面过程中所需样本点的个数,达到减少结构分析次数的目的.在此基础上将响应面与强度折减有限元耦合,借用响应面(RSM)思想重构边坡稳定极限状态方程,进行边坡稳定可靠度分析.算例分析表明:响应面与强度折减有限元耦合的方法研究边坡可靠度是有效和准确的,将有着广阔的应用前景.     

高边坡岩体结构面各向异性检测与稳定性分析

针对风化边坡岩体内存在对岩体强度有重要影响的定向排列裂隙结构软弱面及剪切带，从而导致边坡岩体的剪切波速度各向异性，分析了各向异性介质中弹性波的传播特征，论证了应用弹性波技术探测岩体结构面及其各向异性的可行性，提出了基于纵波震源、地震转换波技术的岩体结构面检测技术及动力学特性各向异性的测试方法，以西南某高速公路岩体边坡工程为例进行检测研究。研究结果表明：边坡结构面的反射波场具有各向异性特征，转换横波分量能量、频谱特征、测线交点处的闲合差是反映地层各向异性的重要指标参数；采用瞬态面波法可以反映岩体动力特性的各向异性特征。采用所提出的方法可以有效地反映边坡结构面度其各向异性，以确保边坡岩体的动力稳定。     

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。     

棉花滩水电站导流洞出口边坡稳定分析

棉花滩水电站导流洞出口边坡施工开挖时，其上方曾发生两次塌滑，致使抚石公路交通中断及施工暂停，为了验证边坡的稳定性，采用中国水利水电科学研究院编制的《岩体结构面赤平投影及稳定分析》软件,对结构面组合楔形岩体进行定性稳定分析，而后选用公式进行定量计算，结果一致。     

渗流作用下不同结构土质边坡稳定性模拟

边坡稳定性分析是预测由于各种载荷和环境条件引起的地层沉降、变形和滑移的重要方法。在堤坝中，水体的渗流作用会改变岩土体的力学特性，尤其是土壤的剪切强度。为了分析土石坝在渗流作用下的边坡稳定性，用剪切强度折减法对坝体结构的安全系数、滑移面和位移场进行计算，讨论不同坝体结构在渗流作用下的边坡稳定性，结果表明：剪切强度折减法能够用于渗流作用下的边坡稳定性分析，渗流作用能够劣化土壤的剪切强度。在渗流作用下，坝体结构对边坡稳定性有显著影响，临水侧边坡角α比非临水侧边坡角β越小，边坡越稳定。     

RFPA边坡稳定性分析方法及其应用

阐述了RFPA边坡稳定性分析方法的基本原理，该方法以有限元方法作为应力分析工具，以RFPA破坏过程分析方法进行边坡结构随强度劣化而呈现出的失稳过程的处理，以最大的基元破坏数和滑动面连通状态作为边坡失稳的联合判据，进而自动搜索得到边坡的滑动面，并求得相应的安全系数．以两个边坡工程为例，进行了RFPA边坡稳定性分析方法的应用分析，计算分析结果初步证明了RFPA边坡稳定性分析方法的合理性和有效性．     

棉花滩水电站导流洞出口边坡稳定分析

棉花滩水电站导流洞出口边坡施工开挖时,其上方曾发生两次塌滑,致使抚石公路交通中断及施工暂停,为了验证边坡的稳定性,采用中国水利水电科学研究院编制的《岩体结构面赤平投影及稳定分析》软件,对结构面组合楔形岩体进行定性稳定分析,而后选用公式进行定量计算,结果一致。     

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.     

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.     

泥岩砂岩互层高边坡监测与数值模拟对比分析

依托兰永一级公路某边坡治理工程的监测试验,对该类型边坡进行支护结构内力监测及坡体位移监测.对比监测过程中发现的若干问题进行数值模拟对比分析.监测及模拟结果表明,该边坡存在两处潜在的滑移-拉裂破坏面,分别由上部及中下部支护稳定.边坡中下部预应力锚索主要穿透结构面滑移层,对边坡稳定影响显著;该边坡锚索预应力施加完毕,预应力变化形式较以往形式相似,但与以往预应力变化规律相比锚索预应力回弹时间提前较多.锚索预应力变化阶段,坡体位移及支护结构内力呈现一定规律;由监测及模拟结果评价该边坡支护设计较为合理,由此为该类边坡支护设计提出相应建议.     

云龙河一级水电站厂房后边坡稳定分析与治理

云龙河一级水电站厂房后边坡岩性为薄层灰岩夹页岩,节理裂隙等构造发育.在开挖过程中,该边坡顶部开口线与公路边缘地带发现近1 cm宽的裂缝,具有明显下滑趋势.结合新老厂址的现场调查,采取敏感性分析确定了物理力学参数,提出了合理的工程措施,并进行了边坡加固前后的稳定分析.该边坡已经受6年多的考验,运行正常,获得了成功.     

层状岩质边坡地下水分布特征及其控稳作

在阐述层状岩质边坡岩性组合分类和地下水分布特征的基础上,介绍了考虑残坡积层孔隙水和裂隙潜水控稳作用的边坡稳定性计算方法,根据小浪底水利枢纽工程若干边坡有的有限元计算,结果表明：考虑包气带裂隙水作用时,边坡安全系数可降低5％－15％;当库水位聚降时,裂隙潜水对边坡稳定性也有重要影响。     

地下水对裂隙岩体强度的影响

运用断裂力学理论定量地分析了裂隙长度、方向、间距对岩石强度的影响,详细推导含裂隙不压力岩体的初始开裂强度公式。通过证实,本文所建立的公式具有较高的可靠性,可用于暴雨入渗边坡等实际的工程岩体稳定性评价。     

层状边坡岩体结构的后屈曲

应用后屈曲能量准则建立的平衡稳定模态幅值方程，研究了不同类型层状边坡在分叉点附近的邻域及其溃屈极限长度，探讨了结构分叉后平衡路径的演化途径。研究发现，临空和临气边坡在确定分叉点附近的邻域时，具有相同的表达式，分叉点附近的邻域与岩体材料、结构几何特征及坡角有关；由坡角确定的剖分因子可剖分出各类边坡模态幅值的计算公式；边坡从初始屈曲到后屈曲的变形过程中，模态幅值与载荷间存在着单值的对应关系。研究结果表明，利用突变理论可从另一角度建立坡脚开裂的判据，也可确定边坡的变形模态；具有与尖点突变模型相同数学特点的状态变量，只有当剖分因子改变正负号时，才会从一个状态突跳至另一个状态。     

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.     

降雨入渗对裂隙性粘土边坡稳定性作用机理的分析

为进一步认识降雨入渗对裂隙性粘土边坡稳定性的作用机理,基于饱和-非饱和渗流理论,研究了降雨条件下不同裂隙深度、裂隙开口宽度、裂隙分布位置、降雨强度和降雨持时等对裂隙性粘土边坡渗流场的影响,并进行了相应的稳定性评价.研究结果表明:裂隙的存在改变坡体的入渗能力和入渗路径;裂隙开裂越深,饱和区域越大,边坡稳定性越低;裂隙开口宽度的大小对稳定性的影响不大;裂隙分布在坡顶时易发生浅层破坏,稳定性较低,降雨容易导致浅层破坏,且对裂隙分布坡底边坡稳定性影响大;降雨强度主要影响裂隙层达到饱和的快慢,对于边坡的长期稳定性的影响则可以忽略;裂隙粘土边坡稳定性随降雨持续时间的增加而减小,当裂隙层达到饱和后,其安全系数基本不变.     

格构锚杆组合加固技术在高边坡治理中的应用

以贵州省思南县宏达山水家园工程拟建场地内的高边坡为例,针对该边坡的工程地质、水文地质、岩体结构特征及变形破坏迹象,通过边坡中层面和节理面的空间组合关系确定了边坡潜在滑动面,并以此建立了边坡推力计算模型.在此基础上,通过边坡稳定性评价计算结果确定了该边坡的典型计算剖面,并以此作为边坡设计计算模型.在治理设计过程中采用格构锚杆组合加固技术,系统阐述了其基本设计思路、设计计算过程,并编写了相应的计算程序.工程实践表明,该组合加固技术既能加固深层岩体,又能浅层护坡,同时还能美化环境,具有一定的工程实用价值.     

概率分析法和灵敏度分析法在岩质边坡稳定性中的应用

随着城市的建设与发展,也需要对城市中岩质边坡稳定的风险评估进行不断的研究。对某城市住宅区附近的边坡,运用基于不连续岩土体材料的基本属性和岩体的地质力学参数,评估了对岩质边坡稳定性影响最大的参数以及边坡的失效概率。根据确定性分析和概率分析法分析,最可能会导致平面滑动而破坏。此外,利用敏感度分析法对各影响因素之间的关系及其对安全系数的影响进行了分析。结果表明:边坡坡角、孔隙水压力和节理组产状对安全系数的影响很大,不同的参数和研究区安全系数之间属于非线性关系,继而提出提高城镇中岩质边坡稳定性的有效方法。     

玄武岩纤维增强复合材料锚固边坡与无支护边坡加速度响应对比研究

中外学者对于路堑高边坡的研究主要集中在其失稳机制及数值模拟方面,而对于路堑高边坡破坏特征方面的试验研究较少,对新型玄武岩纤维增强复合材料(basalt fiber reinforced polymer, BFRP)锚固结构下路堑高边坡动力学方面的研究就更加稀缺。鉴于此,以云南省功东高速公路的大营盘(K39-K41)碎石土边坡为典型工点,开展BFRP锚索+框架结构加固边坡及无支护边坡的振动台对比试验,旨在为BFRP锚索加固高边坡的动力合理性设计提供科学依据。通过试验现象分析可得:相较于无支护侧边坡而言,BFRP锚索在高边坡的加固过程中可以有效地提高边坡的整体稳定性;无支护侧坡面加速度的峰值随着高程的增大呈现"锯齿形"形状,且在四级坡和五级坡之间可能出现潜在的滑面;有支护侧坡面加速度的峰值随着高程的增大整体上呈现逐步增大的趋势,加速度随着高程放大的效应明显存在。     

地下管道漏水引发基坑失稳机理探讨

城市基坑开挖施工过程中,如果施工不当或者基坑变形等原因可能引起城市输水管道破损,管道漏水常常引发基坑失稳.以深圳某基坑失稳为例,分析了管道轻微破损和严重破损漏水时基坑边壁非饱和土体中孔隙水压力场的变化,以及基坑边壁土体稳定性随时间的变化,探讨了此类基坑失稳的原因.