桥基荷载作用下特殊高边坡岩体力学行为三维数值分析

桥基荷载作用下高陡边坡岩体力学行为是桥基位置确定及边坡稳定性分析的基础.基于大型通用软件ANSYS,对桥基荷载作用下特殊高边坡岩体力学行为进行三维有限元分析,研究结果可为荷载作用下高陡桥基边坡稳定性分析及桥基合理位置设计提供理论依据.     

路基高陡边坡稳定性有限元分析

利用有限元数值分析方法对长白山区路基高陡边坡岩体崩塌、落石的稳定性进行了研究 ,在分析路基高陡边坡岩体应力分布基础上 ,提出了由于边坡岩体软弱岩层在上覆硬岩的压力作用下产生蠕变 ,从而很大程度上影响整个边坡稳定性的结论 ,为以后的高陡边坡工程设计与施工提供参考依据     

岩质边坡稳定性的渗流耦合分析

分析总结了裂隙岩体水力行为特征以及对边坡稳定性的影响,指出了边坡稳定性分析时对地下水研究的重要性。通过对某边坡在天然状态下和在考虑参流场作用时的三维有限元分析可知,渗流力的作用使边坡内破坏单元大量增加,安全系数也明显降低。     

冻融循环作用下白云岩边坡的稳定性分析

为了探究季冻区白云岩边坡在冻融循环作用下的失稳机理,通过白云岩完整岩样的室内快速冻融循环试验、声速测试试验和单轴压缩试验,获得了不同循环次数后岩块的物理力学性质参数,结合广义Hoek-Brown岩体强度准则,利用冻融岩样的纵波波速量化冻融裂隙岩体的地质强度指标GSI和冻融扰动因子Dn,实现了将岩块的冻融力学参数向边坡裂隙岩体冻融力学参数的转化,并分析比较了岩体各参数的冻融劣化效应,最后以河北省北部山区某白云岩高边坡为背景,利用FLAC3D分析了边坡在冻融效应下的循序破坏机理。结果表明：边坡岩体的各项力学性质参数在冻融作用下均呈指数型下降趋势,其中岩体破碎度的冻融劣化效应最强;剪切塑性区主要在边坡的冻融层中产生和扩展,坡脚处的受损和变形最严重,边坡冻融破坏模式主要为表层碎裂岩块的崩落和沿冻融交界面的浅层滑塌。可见,冻融白云岩边坡的防护方案宜优先考虑从提升岩体完整性的角度入手并选用施工扰动较小的支护体系,以避免因施工扰动而造成浅层风化堆积体的滑塌。     

节理岩石边坡的抗冲击分析

节理岩石边坡的研究是岩体力学学科发展中一个重要的研究课题,与岩土工程长期稳定和公共安全紧密相关。本文在不同的节理方向、不同的应力水平作用下,节理岩石边坡的抗冲击能力有很大差异通过具体的有限元分析得落石的冲击作用对边坡稳定性的影响,分析节理岩体卸荷力学规律以及各向异性力学特性,     

影响卸荷岩体边坡稳定性的参数敏感性分析

根据系统分析的原理，对影响卸荷岩体边坡稳定性的的参数c、f、ε进行了敏感性分析，特别考虑了卸荷作用及卸荷方向对岩体边坡稳定性的影响，结果表明，在卸荷岩体边坡稳定分析中卸荷的影响是不可忽视的．     

桥梁工程施工及运营对岩体边坡稳定性的数值分析

使用强度折减法、Mohr-Coulomb破坏准则和有限元分析方法, 对岩体边坡在群桩施工前后、桥墩和桥梁施工时及运营荷载作用下的稳定性进行了数值模拟. 模拟时, 根据现有规范计算列车运营对桥墩顶部的竖向活载和制动力, 并根据岩土层分布建立了桥墩所在岩体边坡的3维几何模型, 研究了桥梁工程施工及运营的不同工况对岩体边坡稳定性的影响. 研究结果表明, 群桩施工前后边坡稳定性安全系数分别为1.35和1.63; 桥墩高度为6.0, 12.0, 18.0, 22.5 m时边坡稳定性安全系数分别为1.61, 1.60, 1.58, 1.57; 桥梁施工结束时及列车荷载作用下的边坡稳定性安全系数分别为1.55和1.53; 随着桥墩和桥梁施工荷载的增加, 岩体边坡中塑性区Mises等效应力逐渐增大, 边坡稳定性逐渐降低. 该结果对不同工况下岩体边坡中的桥梁工程设计和施工具有一定的参考价值.     

诱导冒落法回采挂帮矿引发的边坡失稳

在露天转地下过渡期利用诱导冒落法回采挂帮矿时将引发边坡大规模失稳,这将对坑底的露天采矿、露天运输系统以及地表设施和建筑产生威胁.岩体结构对边坡失稳的发展有着关键的控制作用,通过非连续变形分析(DDA)方法研究了不同边坡岩体结构下,采用诱导冒落法回采挂帮矿时引发的边坡失稳过程.通过7组岩体结构各不相同的边坡模型,得到三种边坡失稳模式:滑移失稳、倾倒失稳、复合失稳,不同的边坡失稳模式导致不同的边坡破坏程度及破坏规模.最后以海南铁矿为背景,对诱导冒落法回采挂帮矿引发的边坡失稳过程进行了实例分析,为挂帮矿的开采设计和边坡失稳风险预测及预防提供技术支撑.     

水布垭马崖高陡边坡三维数值模拟研究

应用ＦＩＮＡＬ程序对水布垭马崖高边坡进行了数值模拟研究,分别研究了清江水布垭马崖高陡边坡整体三维应力场、位移场特征,考虑了岩体结构总体上硬下软、断层分布等重要特征,研究了边坡岩体内进行地下洞室开挖后边坡力学状态的改变．基于削坡是水布垭马崖高陡边坡的重要整治措施之一,研究中进行了各种分步开挖工况下的削坡有效性定量研究,对重要工况还同时进行了ＶＩ度地震作用下的动力作用分析．     

边坡岩体系统的非线性演化和分岔研究

应用 K.T.Chau在 A.Ruina单变量摩擦定律基础上建立的岩体系统分岔模型 ,分析了在实践中遇到的问题 ,结果表明边坡岩体系统在演化过程中会出现三个奇点类型 ,即焦点、结点及鞍点。在边坡岩体系统演化到焦点及结点处 ,即便有外界降雨因素影响 ,边坡最终会向稳定状态方向演化 ;而在鞍点处 ,边坡岩体将失稳。因此在同一地区 ,在相同外界扰动下 ,有的边坡岩体仍处于稳定状态 ,而有的边坡岩体将会失稳。该模型能较好地解释岩体的非线性演化过程     

光面爆破对边坡保留岩体损伤规律分析

边坡开挖爆破必然造成边坡保留岩体的损伤。通过对边坡岩体取样岩芯的数量、位置以及岩芯声波速度的测试分析,认为光面爆破线装药密度对这种损伤作用有较大影响,同时岩体本身的缺陷(层理、片理、断层、节理等)也会增大这种影响作用,在选择边坡位置时应尽量选择岩体强度大,本身缺陷小的岩层。所得结果可为爆破设计和边坡稳定分析和维护提供参考。     

顺层岩质边坡变形机制分析与治理效果模拟

以北京双大路顺层边坡为例,通过对现场工程地质条件的系统调查和变形监测,在对边坡的变形特征进行研究的基础上通过离散元(UDEC)数值模拟,结合工程地质条件分析,探讨了边坡变形破坏机制.监测结果表明,边坡处于顺层滑移弯曲的最后阶段,边坡表层岩体沿层面发生滑移弯曲变形,在层状岩体弯曲产生的推力作用下产生变形破坏,并形成贯通的...     

基于RFPA-SRM的露井联采边坡稳定性研究

文章结合平庄西露天矿工程实际,基于强度折减法,应用RFPA-SRM分别模拟了单一露天开采条件下和露井联采条件下边坡岩体的变形破坏过程,计算了2种条件下边坡的稳定性.通过对模拟结果进行分析研究表明:相对于单一露天开采来说,露井联采时边坡大范围岩体的剪应力升高,变形加剧,内部产生新的裂隙,和原有裂隙相互连通致使岩体强度显著弱化,边坡稳定性下降;应力环境的改变是露井联采边坡稳定性下降的根本原因.     

高山峡谷地区坝陵河大桥西岸边坡稳定性及工程效应

坝陵河大桥地处高山峡谷地区,西岸是坡高300 m的顺向坡,为了保证大桥顺利施工和长期运行,准确评价西岸边坡在降雨、大桥荷载、地震作用下的稳定性显得尤为重要.首先对西岸边坡的结构类型、结构面与坡面的组合、岩体风化及物理力学性质等特征进行了研究;然后在边坡岩体质量分级基础上,进行了降雨条件下自然边坡稳定性研究;最后利用FLAC3D数值模拟软件,对自然边坡在自重、大桥荷载和地震作用下的工程效应进行了分析.工程效应研究结果表明,桥位具备建桥条件.     

边坡岩体系统演化的非线性动力学方法研究

为了研究边坡岩体系统演化过程的非线性特征,一方面分析了边坡岩体系统演化过程的自组织特征;另一方面利用非线性动力学理论中的尖点突变理论模型和混沌动力学理论,建立了非线性动力学模型,分析了边坡岩体系统的演化过程,给出了边坡系统失稳的力学判据,表明了边坡岩体系统的非线性突变性,在演化过程中确实存在混沌现象。     

直立顺层边坡的流变失稳特性研究

指出层状直立边坡的屈曲失稳与岩体的流变性质密切相关。针对直立顺层边坡在开挖成形后会产生向临空面的变形，忽略相邻岩层对其作用，仅考虑外层岩板向临空面变形并导致层间脱离的状况，采用自重作用下的梁柱力学模型，将地面坡角处的约束视为固定端约束，考虑岩体材料的流变特性，应用三参量粘弹性固体模型，分析了直立边坡的流变屈曲失稳特性。     

层状边坡岩体结构稳定性位移判据

根据边坡岩体渐进性破坏机理,分析了层状边坡岩体结构屈曲和后屈曲的实际变形和整体破坏过程;以其地质背景及力学作用机制为依据,考虑边坡的材料、变形特点及结构特征,抽象出实际工程中常见的满足岩梁简化条件的各种力学模型.应用后屈曲能量准则,进一步研究结构分叉后平衡路径的演化途径,给出不同约束条件下以边坡上部滑动位移、剪切滑动的极限长度等为控制变量的边坡溃屈和剪切滑动的位移判据.研究表明:该判据真实反映了层状边坡岩体结构由分叉点后屈曲性态到极值点后屈曲性态转化的耦合过程,补充了已有的岩体结构稳定性位移判据理论,可使边坡位移理论的研究进一步工程化.     

基于岩体波速的强度参数预测与边坡稳定性评价

为有效利用岩体波速信息快速确定边坡稳定性问题,首先根据国标BQ法(岩体分级标准)提供的岩土体物理力学参数表,建立了由岩体波速估算强度参数的数学关系式,并根据工程实验数据验证了强度参数预测公式的适用性;然后通过数值模拟实验,构建了基于岩体波速的新型岩质边坡稳定性图表;研究发现坡角和坡高等坡形参数对坡体稳定性的影响几乎与岩体质量无关,进而提出坡形影响因子来量化坡形对边坡稳定性的影响程度。分析了标准坡形条件下(坡高25 m,坡角45°),波速与边坡安全系数的关系,发现安全系数随岩体波速的增大而增大,近似呈"S"形变化趋势,通过回归分析建立了标准坡形条件下波速与安全系数的关系式,最终结合坡形影响因子提出一种基于岩体波速预测边坡稳定性的方法,并且通过算例验证了该方法的可行性。     

岩体边坡水平位移影响因素的数据挖掘方法研究

影响高边坡岩体安全稳定性的因素较多。为了更好地研究影响边坡稳定因素的敏感性,从边坡安全监控分析的角度对岩体边坡外观测点水平位移,进行了影响因素聚类分析。应用Clementine软件对岩体边坡外观测点水平位移进行了影响因素关联挖掘。以开挖、降雨、时效和支护作为边坡岩体的荷载集,以边坡岩体外观测点水平位移作为响应集,得出对岩体水平位移影响程度大小排序依次为监测时间、坡表开挖强度、硐室开挖强度、降雨强度、锚杆支护强度和锚索支护强度的结论。根据分析结果可以在控制边坡岩体变形时抓住主要矛盾,为监测分析和工程决策提供依据。     

复合采动下边坡岩体滑移规律及其数值分析

在数值分析与实际变形分析的基础上,探讨复合开采影响下岩体内部的应力变化特点,由于在地下与露天复合开有作用下,岩体变形的叠加作用与变化特征取决于２种采矿的各自开挖量;当边坡角较小时,岩体变形更多地表现地下采动特性,而在相同地下采动影响下,随着露天边坡角增大,其相应的变形范围和变形深度均增大：２种开挖量大小直接影响各单元体主应力矢量大小和方向,并且其中每个开挖量的变化都将使岩体产生不同的破坏特点和９骨