基于监测与数值模拟的岩质边坡稳定性分析

以某工程K32 565~K32 760标段的重点岩质高边坡为例,对边坡表面变形及深部变形等位移监测资料进行了分析,并数值模拟了边坡5级开挖的施工过程.结果表明:降雨和开挖卸荷对边坡变形有较大影响,雨季后边坡表面和深部的位移观测数据均不同程度地出现异常;边坡浅层的变形比较明显,其中1级坡和2级坡位移量较大,应采取加固手段进行控制;边坡深部没有发生大的异常变形.根据监测数据判断出的滑动面位置和形状与强度折减法得出的滑动面位置和形状基本一致,说明将安全监测与数值计算相结合,可以更好地指导施工和了解边坡的安全动态.     

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.     

顺层岩质边坡隧道开挖稳定性数值模拟

以尖峰岭隧道作为典型工程实例,根据地质勘查成果选择典型断面布置合理的测孔进行监测.通过对监测数据进行分析,提出随着隧道的开挖,边坡稳定性一定会受到影响,边坡含水状态是影响其稳定性的主要因素,要加强边坡防治措施.利用midmas-gts软件对隧道开挖过程进行数值模拟,分析了隧道开挖导致的位移和应变的变化规律,结果表明:开挖后的位移变化和应变变化比未开挖时要显著增大,隧道洞口段是引起崩塌、裂缝破坏的主要地段之一,故洞口段边坡的稳定性是隧道设计和施工时必须认真考虑和对待的问题.     

岩质边坡岩体动力破坏数值模拟分析

汶川地震触发的大量岩质滑坡表明,坡顶岩体发生拉裂破坏,下部岩体发生剪切破坏。利用FLAC2D6.0的动力学模块对某岩质边坡在动荷载下的破坏进行了数值模拟分析,结果表明,对于岩质边坡、坡顶附近岩体发生的是以结构面的拉张破坏为主的破坏,坡体下部发生剪切破坏。     

含软弱结构面岩质边坡时效稳定性影响因素的数值模拟分析

基于对岩石材料的力学性质随时间不断衰减、内部细观结构产生损伤并不断积累的认识,引入材料强度退化模型,并在有限元程序中予以实现,从结构面产状、边坡高度及坡角、岩体强度衰减特征等几个方面着手,对边坡的长期时效变形、损伤萌生与演化模式以及影响含软弱结构面岩质边坡的各种因素进行了数值模拟研究。结果表明:结构面的连通率越大,边坡高度及坡角越大,基岩及结构面的长期强度越高,则边坡的时效稳定性越好;降低边坡高度能够显著减小坡顶最大水平位移;结构面倾角对边坡的破坏模式具有重要的影响。     

岩质边坡持续降雨工况下的稳定性分析

伴随着国民经济的日益发展,交通运输、矿山开采、水利及国防设施等项目的建设,工程中遇到岩质边坡的问题越来越多,其不良影响引起了人们的关注,而边坡稳定性评价则是边坡工程的核心问题,是岩土工程领域的一个重要课题,该文针对一岩质边坡采用ABAQUS分析方法对其的稳定情况进行分析,首先根据该边坡工程地质剖面图及其边坡物质组成和工程地质性质建立边坡变形演化计算模型,再在持续降雨工况下进行数值模拟分析,最后得出可靠结论,为该边坡的除险加固提供依据。     

基于GeoStudio的边坡稳定性数值模拟研究

研究以铜仁市钟鼓台滑坡为例,采用GeoStudio数值模拟软件中SLOPE/W模块与SEEP/W模块对边坡进行稳定性模拟计算。选取了极端暴雨条件下的三个工况进行模拟,分析了其在不同降雨的工况下的稳定性。研究结果表明,水是导致滑坡的诱导因素,在计算出边坡无降雨条件下的稳定系数的情况下进行降雨工况模拟,在连续降雨条件下,钟鼓台边坡安全系数随降雨时间的增加而降低,且在前4h降低幅度很大,之后趋于平稳。     

滑坡稳定性三维数值模拟分析

滑坡作为地过表层的三维地质体,应最大程度逼近实际边界条件评价其稳定状态,同时,由于滑坡不同部位结构构造存在差异,应用不同的稳定系数评价其不同部位的稳定状态。在滑坡稳定性分析方法研究现状对比分析的基础上,介绍一种简易实用而精度又较高的滑坡稳定性三维数值模拟分析方法,正是为达到此目标的一种探索,分析结果与已有研究成果基本一致,证明这种分析方法具有一定的可信性和优越性。     

预应力锚索对岩质边坡加固效应的数值模拟

针对预应力锚索加固岩质边坡稳定性分析与评价问题,应用FLAC 3D建立了双滑面楔形体边坡模型,模拟了边坡边开挖、边锚固的施工过程及室内模型的超载破坏试验,分析了锚固岩体的位移和应力、节理裂隙面位移随工况的变化以及锚索预应力损失等问题.研究结果表明:预应力锚索加固作用提高了边坡整体的稳定性;分析边坡的整个破坏过程可知边坡的变化过程为柔性变化,而不是刚性变化;从锚索预应力变化情况可知锚索自上而下进入屈服状态,不同部位的锚索受力有先后、大小之分,呈不均匀分布;对锚固后边坡安全系数进行计算,计算结果与模型试验得出的结果相近.     

城市建筑边坡稳定性有限差分法数值模拟分析

基于理想的弹塑性本构模型和莫尔库伦准则,运用有限差分法、岩体力学理论及强度折减原理,对城市建筑边坡在坡顶荷载作用下不同开挖阶段的应力、变形及边坡的稳定性问题进行了数值模拟分析.分析结果表明:由于坡顶荷载作用,边坡潜在滑动面比理论值倾斜度高,坡体出现两个明显的应力集中的破坏带,一个在开挖的坡脚,一个在已建建筑的外侧,且在坡顶荷载以下,位移趋势出现突变,迅速增大,数值模拟很好反应了建筑边坡在开挖及支护的各个阶段的安全稳定状态,模拟显示,此加固措施效果较好.     

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.     

岩石破裂过程围压效应的数值试验

运用岩石破裂过程分析系统RFPA2D模拟了岩石在变形破裂过程中围压对岩石变形、强度及声发射特性的影响.研究结果表明:数值试验结果与实验室观察得到的岩石变形、强度(弹性模量、抗压强度等)以及岩石破裂过程声发射的围压效应相吻合;同时,数值试验对在实验室中难以准确监测的声发射现象也进行了准确的模拟,所得结果对于地震预报、岩爆等冲击地压的预测具有一定的指导意义.     

挡土墙加固岩土边坡的最小势能分析方法

最小势能边坡稳定性分析方法是一种正处于发展完善中的新型边坡稳定分析方法,本文结合土力学经典库伦土压力理论将最小势能分析方法的基本原理应用到挡土墙后土体的稳定性分析中.根据最小势能原理求出滑移面的法向应力,从而得到沿整个滑移面的抗滑力,由力矩平衡条件解出稳定系数.通过大量的算例把最小势能方法和常见的极限平衡法进行挡土墙后土体稳定分析的结果作了对比研究和误差分析.结果表明最小势能方法求取安全系数的过程简洁、概念明确合理、结果可显式表示,与极限平衡方法或有限元方法等相比,更具有实用价值.     

基于参数敏感性反演分析的岩质高边坡稳定性研究

以岩质高边坡为研究对象,建立能够反应边坡内部块体、结构面之间关系的大型、精细有限元模型。主要从安全系数角度出发,量化分析边坡岩性和结构面力学参数的准确性,根据参数敏感性分析结果进行刚体极限平衡法仿真反演分析,从而得到边坡稳定性有限元分析的定性评价。     

计算岩体边坡安全系数的程序实现

岩体失稳是岩体边坡变形达到一定程度的结果,岩体边坡稳定性评价是岩体工程中经常碰到的问题．应用VC＋＋编译平台,利用VC＋＋的封装性、继承性、可操作性和编程界面可视化的优点,编制了利用圆弧法、平面滑动法、楔形体法、SARMA法计算岩体边坡安全系数的windows应用程序;同时编制了带有帮助文档的安装版,这对解决岩石边坡稳定计算问题和预测岩体滑坡具有良好的应用前景．     

强降雨作用下岩质边坡失稳的尖点突变分析

根据岩质边坡的地质力学模型,综合考虑降雨、应变软化、水致弱化等因素,给出岩质边坡软弱夹层介质的本构关系,从系统能量的角度出发,建立尖点突变模型,经过数理推导得出岩质边坡失稳的判据。通过实例计算表明：运用刚性极限平衡法计算得边坡稳定性系数Kc为0.989,小于1,即边坡不稳定;运用尖点突变理论计算得边坡系统的控制变量a为0.078,大于0,即边坡稳定,与实际相符。说明本文给出的强降雨作用下岩质边坡稳定性的判据正确,并优于刚性极限平衡法。     

岩石细观损伤演化与损伤局部化的数值研究

应用岩石破裂过程分析系统(RFPA2D),通过对非均质岩石试样在单轴压缩下损伤演化过程的数值模拟,研究了岩石变形破裂过程中的损伤演化和损伤局部化行为·模拟结果表明岩石的非均匀性及其结构尺度对损伤局部化模式有很大的影响·岩石在压缩条件下的损伤局部化主要有三种模式:平行剪切带,单一剪切带和共轭剪切带·在局部化剪切带出现时,材料所表现出的高度非线性主要是剪切带内的损伤汇合连通滑移引起的,而在剪切带外主要发生弹性卸载回弹作用·岩石应力应变曲线峰值后区的力学响应主要取决于细观单元变形的结构效应,而损伤局部化正是造成应力应变峰后曲线具有尺度效应的原因,非均质岩石的全应力应变曲线不能纯粹地认为是岩石的材料性...     

神经网络在黄土边坡稳定性分析中的应用

应用神经网络理论估算黄土边坡稳定性的安全系数,用黄土边坡实例作为输入样本,建立神经网络BP模型,以安全系数作为输出值,进行实验。试验结果表明,该方法计算所得安全系数较为可靠,可用于边坡稳定性分析。     

超高岩质边坡安全性评价及防护措施研究

超高型岩质边坡安全性受到诸多因素的影响。针对一工程实例,采用平面分析法研究了影响高大边坡安全的影响因素。分别考虑了常遇状态、降雨影响、地震作用及最不利组合情况下,高大边坡的稳定性系数的变化趋势,并与规范进行对比,计算结果表明,降雨和地震作用将显著降低超高型边坡的安全性。最后,根据计算结果对此类边坡的防护给出了设计建议。     

节理岩质边坡变形破坏的RFPA模拟分析

利用基于强度折减法的RFPA-Slope,对节理岩质边坡的稳定性进行了模拟分析,直观地得到了坡体的滑移破坏面,同时求得安全系数·研究了岩体中节理贯通率、几何位置、倾角以及节理间岩桥长度等因素对边坡变形破坏模式、安全系数大小的影响,证明了节理是控制岩质边坡破坏的主要因素·RFPA-Slope对节理岩质边坡破裂过程的模拟对于理解边坡的破坏形成机理具有重要意义,算例的模拟分析说明RFPA-Slope能够较为准确地预测节理边坡潜在破坏面的形状与位置及相应的稳定安全系数,对于复杂的边坡稳定性分析是实用的·