边坡稳定有限元分析中相对网格大小对安全系数的影响

为研究边坡稳定有限元分析中相对网格大小(单个网格高度与坡高之比,h/H)对边坡稳定安全系数的影响,利用ABAQUS有限元分析软件,建立边坡有限元模型,在改变h/H值的情况下分别求解了相应的安全系数,并对计算结果进行了分析.结果表明,安全系数随h/H值的增加而增加;对于20 m边坡和30 m边坡,h/H值超过0.05后,...     

含水弱胶结外排土场边坡稳定性研究

弱胶结软岩物料具有强度低、胶结差的特点,对边坡稳定性具有重要影响。为了分析含水弱胶结软岩对排土场边坡稳定性的影响,依据五林油页岩露天矿地质及实际生产情况,结合边坡稳定性计算的Bishop方法,分析了台阶坡面角、含水率、平盘宽度和台阶高度4个主要因素对含水弱胶结软岩排土场边坡稳定性的影响,并采用正交试验方法建立了4因素3水平正交试验模型,通过数值模拟确定了不同因素对边坡稳定性的影响程度,最后对排土参数进行了优化。结果表明:台阶坡面角、含水率、台阶高度与边坡稳定系数呈负相关,平盘宽度与边坡稳定系数成正相关,且平盘宽度对弱胶结外排土场边坡稳定性影响的敏感程度最高,其余依次为台阶高度、台阶坡面角、含水率,确定最佳排土参数为:台阶高度18 m,台阶坡面角23°,平盘宽度15 m.     

弓长岭矿业公司汽运六队排土场稳定性分析

比较弓长岭矿业公司汽运六队排土场边坡工程与已有边坡在岩性、结构、自然环境、变形主导因素和发育阶段等方面的相似性,确定了排土场散体、半压实体、压实体及基岩的物理力学参数,并运用FLAC3D对排土场边坡的稳定性进行模拟分析,对比Bishop法和Janbu法及FLAC3D计算的边坡稳定性系数.结果表明:排土场一台阶边坡极不稳定,潜在滑移带在距离边坡边缘约13m处;二台阶边坡稳定性较好,计算极限堆载高度为108m,达到极限堆载高度时,存在安全隐患,需采取加固措施.     

底摩擦模型模拟露天转地下开挖采空区影响下边坡变形破裂响应特征及其稳定性

以云南磷化集团晋宁磷矿6号坑口东采区深部缓倾斜中厚磷矿层露天转地下开采为工程背景,利用底摩擦模型实验仪,进行了不同露天坑境界顶柱厚度边坡高度下的底摩擦模拟模型实验.结果表明:边坡的变形破坏响应特征可分为边坡岩体小范围微破裂和松动→边坡岩体局部范围失稳破坏→边坡岩体整体向采空区滑落失稳破坏三个阶段,边坡岩体变形破坏模式主要是采动边坡岩体向采空的拉裂、破断和滑移破坏.在边坡高度一定情况下,随着露天境界顶柱的厚度由30 m逐渐减小到20 m和10m,边坡的稳定性与境界顶柱的厚度呈正比关系,20～30m是露天境界顶柱比较合理的厚度.在境界顶柱的厚度一定情况下,边坡高度由60 m增大到108 m,边坡的稳定性与坡高的厚度呈反比关系,108 m边坡转入地下开采后是不稳定的.     

基于弹性滑体的边坡失稳尖点突变模型研究

针对含软弱夹层边坡,其滑面介质的应变软化和水致弱化将对边坡稳定带来不利影响.本文通过分析边坡滑体变形及能量积聚对边坡稳定的影响,并根据土剪切变形发生的机理,提出了不同滑面介质位移与滑体高度的函数关系,推导了含软弱夹层边坡的修正力学模型和尖点突变模型.在构建边坡的尖点突变模型时,通过改变势函数积分的上下限把滑体对边坡稳定的影响考虑在内,推导了滑面在不同应变状态下与边坡失稳点对应滑体高度的关系式,分析了边坡出现滑体发生整体平面滑动失稳和滑体溃屈或弯折破坏失稳两种表现形式.通过突变分析发现,考虑滑体作用的边坡系统突发失稳必要条件为k≤2-3/m,对比简化滑体为刚体的突变分析大大缩小了判定边坡突变失稳的条件范围.本文模型是考虑滑体自身变形和能量积聚的初步尝试,为进一步研究边坡稳定奠定了基础.     

灵泉煤矿过F_4断层煤壁回采方案

为保证回采灵泉露天煤矿F4断层煤壁的边坡稳定,研究分析灵泉露天煤矿F4断层煤壁的现场考察与露天煤矿地质资料及边坡稳定性监测等资料,确定F4煤壁回采方案,即单斗铲-汽车工艺,采用横采内排,沿煤层走向推进的开采方案.并对F4煤壁回采过程边坡稳定性进行分析研究,结果表明:过F4断层最大边坡高度72 m时,其稳定系数为1.18,回采F4煤壁过程边坡是稳定的,灵泉露天煤矿F4煤壁回采可行.     

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.     

鲤鱼塘水库溢洪道开挖边坡稳定性分析

鲤鱼塘水库溢洪道开挖边坡最大高度达到82 m左右,边坡的稳定将严重影响溢洪道乃至整个鲤鱼塘水库工程的运行.在分析边坡地质结构的基础上,提出了其变形失稳的几种模式破坏;针对不同的变形破坏模式,分别用刚体极限平衡法进行了稳定性计算和分析,对边坡不同变形破坏模式的稳定性进行了评价,提出了加固治理措施的建议,为边坡的加固治设计提供了理论依据.     

龙羊峡近坝库岸滑坡群稳定性分析及预警技术研究

通过对龙羊峡水库蓄水前后边坡地质环境的长期监测,将库岸变形破坏分为完整地层岸坡和滑坡堆积体岸坡的破坏形式,对高库水位条件下的库岸稳定性进行了计算.在计算分析的基础上,对汛限水位抬高至2594m后岸坡的可能的失稳方式、下滑量和潜在失稳边坡涌浪高度进行了评价.结果表明:在2594 m库水位时,可能失稳的为龙西边坡;在2600 m库水位时,可能失稳的为龙西和农场边坡;可以龙西和农场边坡300万m3下滑量作为坝库岸滑坡涌浪高度的评价标准,在此期间确定汛期运行水位时可预留3~4 m的涌浪高度.     

软岩边坡开挖高度和坡率对边坡稳定性的影响

针对随机结构面的变质软岩边坡,依托实体工程,采用离散元通用程序UDEC进行数值分析,对比分析了在不同坡高、不同坡率条件下坡体的水平和垂直位移及安全系数的变化.研究结果表明,开挖坡率对边坡稳定性的影响较开挖高度的影响更大;当总开挖高度〈30m,单级边坡开挖高度的变化〈20%时,则不必考虑每级边坡开挖高度对边坡稳定性的影响.另外,还讨论了边坡开挖的经济性,为合理的边坡工程施工提供了理论依据.     

风区路堤台阶式边坡优化设计

基于三维定常不可压缩雷诺时均N-S方程和κ-ε双方程湍流模型,对在20m/s风速下10m高路堤上以300km/h车速运行的三车编组高速列车气动性能进行了模拟,并对路堤边坡结构形式进行了设计与优化.数值算法经验证与试验规律基本一致,幅值相差不超过10%.结果表明:路堤两侧设计成台阶对于改善列车气动性能效果显著.位于路堤不同线路上列车气动力和力矩随边坡台阶高度变化规律基本一致;各节车对应的相对最优台阶高度以及其所受气动力及力矩随台阶高度变化规律存在明显差异;台阶高度在3~5m间的边坡设计对改善路堤上运行的列车气动性能具有明显效果.边坡两侧顶部设计成台阶有效改善了列车气动性能;路堤边坡底部设计成高度相对较大的台阶对路堤上运行的列车气动性能有一定改善.     

护坡工程袋柔性挡墙的力学分析

基于库伦土压力理论、水平微分法理论和边坡稳定理论,建立了柔性挡墙力学分析模型,并分析了护坡工程袋柔性挡墙的设计参数对柔性挡墙稳定性与边坡稳定性的影响。分析结果表明：护坡工程袋柔性挡墙的应力分布介于主动土压力与静止土压力之间;以鼓胀分界点的位置为拐点,分界点以上的土压力随深度加深呈现线性变化,分界点以下的土压力随深度的加深急剧增大;护坡工程袋柔性挡墙的最大水平位移随着其宽度的增加而逐渐降低,随着其高度与边坡坡比的增加而增加;边坡稳定安全系数随着柔性挡墙宽度的增加而增加,随着柔性挡墙高度与边坡坡比的增加而降低。     

地震物探在高速路暂边坡岩体结构研究中的应用

成都至上海高速公路四川段河店路堑高边坡高度78．5m,由侏罗系紫红色厚状泥岩与灰色巨厚层状长石栎岩互层构成。泥岩软弱,砂岩坚硬且发育两组近垂的陡倾节理,其中一组走向与边坡走向另平行,而另一组与之近垂直。边坡结构及边坡变形现状如何是边坡设计所关心的问题。为此,利用物探方法对边坡岩体结构和边坡变形特征进行了测试,本文根据测试资料对该边坡的结构进行了分析,并与钻孔资料进行了对比分析,结果表明边坡岩体中节理普遍松弛或张开,控制节理发育岩体的继续变形,保持整体稳定是该边坡设计的关键。     

考虑频响特性的均质梯形断面路基等效参数计算

以无砟轨道路基为主要研究对象,建立多个高度梯形断面均质路基及半无限空间的有限元动力计算模型,对路基及半无限空间在相同荷载作用下不同位置的动应力、动位移和加速度进行了频响特性对比分析。综合考虑各动力响应结果得出：除去边坡点,路基内大部分点的动力响应吻合度基本呈现随路基高度减小而有所增加的趋势,当路基高度小于3m时,吻合度可达到约80％;当路基高度为4～6 m时,吻合度可达到70％以上;当路基高度为8 m以上时,吻合度低于60％。根据不同的动力分析目的,达到满足分析精度要求的吻合度时,具有梯形断面的路基可以等效为半无限空间,其等效参数可以按照动力基础半空间理论进行计算。     

基于水平微分法的护坡工程袋柔性挡墙的力学分析

基于库伦土压力理论、水平微分法理论和边坡稳定理论,建立了柔性挡墙力学分析模型,并分析了护坡工程袋柔性挡墙的设计参数对柔性挡墙稳定性与边坡稳定性的影响。分析结果表明:护坡工程袋柔性挡墙的应力分布介于主动土压力与静止土压力之间;以鼓胀分界点的位置为拐点,分界点以上的土压力随深度加深呈现线性变化,分界点以下的土压力随深度的加深急剧增大;护坡工程袋柔性挡墙的最大水平位移随着其宽度的增加而逐渐降低,随着其高度与边坡坡比的增加而增加;边坡稳定安全系数随着柔性挡墙宽度的增加而增加,随着柔性挡墙高度与边坡坡比的增加而降低。     

三峡工程左岸岸边厂房坝段抗滑稳定研究

三峡工程左岸厂房1~#～5~#机组坝段位于左岸山体缓坡地段,原始地面高程110～140m,坝基开挖高程原定98m,厂房建基面高程最低达22.2m,致使坝下基岩下游边坡开挖形成坡度约54°,临时坡高约70余m的高陡临空边坡.此坝段为缓倾角裂隙相对发育区,建基岩体内有多条倾向下游的长大缓倾角裂隙和少量倾向下游的中倾角裂隙,构成了高陡边坡沿缓(中)倾角结构面的深层滑动稳定问题,对坝基和高陡边坡稳定十分不利.应用不同的计算方法对1~#～5~#机组坝段的抗滑稳定进行计算、校核和验证以确保大坝的稳定安全.     

基于极限平衡理论的泥石流沟边坡稳定分析

采用Morgenstern-Price极限平衡理论对某水电站的泥石流沟边坡在各工况下的稳定性进行了分析。结果表明,Morgenstern-Price法能很好地描述泥石流沟边坡在治理前后的滑移形态与安全系数;原始边坡安全系数较小,可以通过增加拦水坝后压重的方式保证边坡的稳定;渗流对边坡的稳定影响较大,需采取措施尽量降低坝后浸润线的高度。可供类似工程借鉴。     

顺坡陡-中倾角裂隙组合结构边坡稳定性分析

顺坡向倾外裂隙易与开挖坡面组合形成不利块体,严重威胁边坡稳定。以雅砻江中游某电站石料场顺坡向(后缘)陡倾裂隙-(中下部)中倾外裂隙组合结构边坡为例,通过勘探查明边坡长大结构面的延伸及组合,陡-中倾坡外裂隙的存在使可能的失稳模式为沿后缘陡裂张开的底面单面滑动。为评价边坡稳定性,针对Ⅱ区边坡进行了定性和定量分析,通过判断底滑面中岩桥的抗剪强度较大,定性分析认为边坡处于稳定状态;采用极限平衡法求出不同工况下开挖边坡安全系数,结果表明:开挖至高程2 165 m时,在天然、暴雨及地震工况下,边坡整体均处于稳定状态,开挖至高程2 110 m时,天然、暴雨工况下稳定,但安全浴度不足,而地震工况下处于临界稳定状态,同时分析了底滑面裂隙连通率对边坡稳定性的影响;采用三维离散元程序分别计算天然工况下边坡开挖至高程2 165 m和2 110 m时的力学响应特征。结果表明:边坡开挖至高程2 165 m时,沿顺坡裂隙发生侧向位移,开挖至2 210 m,位移增大,位移变形受后缘陡倾裂隙与坡体中下部顺坡向节理控制。研究成果可为边坡后续支护设计提供建议。     

膨胀土路堑边坡的破坏型式和稳定性

基于膨胀土的胀缩性、多裂隙性、超固结性3个基本工程特性的综合分析，将膨胀土路堑边坡划分为潜伏断面滑坡型、孤面渐进破坏型、浅表层崩塌型3种类型破坏模式。针对孤面渐进破坏型膨胀土边坡，提出了可以满足施工初期或设计阶段精度要求的简便稳定性分析方法。该方法采用简化Bishop力学假定条件下的极限平衡法求解边坡最小稳定系数。参数取值时，充分考虑到膨胀土边坡的渐进破坏特点而选用土体的动员强度。动员强度由峰值强度与残余强度综合折算得到。用该方法对广西兴业一六景高速公路一处挖方膨胀土边坡工程实例进行了分析，结果表明，边坡高度为14．3m，坡率为1：1．5时，稳定系数为O．91，处于不稳定状态；而坡率为1：2时，稳定系数为1．07，处于稳定状态。工程实践证明了该分析方法的可靠性。     

综合监测技术在高陡边坡中的应用

针对厂坝铅锌露天矿高陡边坡的特点,确定了以"GPS监测手段为主,以水准仪、裂缝仪等监测手段为辅"的监测方案,详细介绍了该方案的设计与布设.以北帮边坡1500 m台阶的监测数据为例进行了变形规律分析,并评价了北帮边坡的综合监测结果.结果表明:在监测点B03～B06的北帮边坡稳定性最差,近600 d的最大位移量为231.1 mm,存在着滑移岩体;1500 m边坡岩体的变形速率曲线显现出明显的S形,凸起段表现为由雨季降水引起的加速变形期;裂缝的累积变形阶段呈现出初期的相对稳定期、中期的变形触发期和第3阶段的稳定变形持续期;北帮中部台阶1500 m边坡的变形较其他台阶边坡显著,稳定性最差.因此,该监测系统的应用效果较好,是高陡边坡变形监测的重要方法之一.