某水电站枢纽区边坡天然稳定性及岩体力学参数反演

以某水电站枢纽区边坡为研究对象,结合该区域地形地质条件,运用刚体极限平衡法和有限元法分析评价天然边坡的稳定性,并对岩体力学参数进行反演分析,论证岩体强度参数的可靠性.计算成果表明:边坡强风化Ⅴ类岩体的抗剪强度参数C提高至0.25 MPa,φ值提高至28.8°,全风化岩体C值由0.1 MPa提高至0.175 MPa时,全强风化岩体中的破坏区基本消失,与天然边坡整体处于稳定的客观情况吻合,为边坡后续分级开挖过程的稳定性分析提供参数.     

岩体弱面注浆对边坡稳定性影响的模型及数值分析

针对实际工程中岩体边坡加固技术的不足,从边坡稳定内因出发,基于提高边坡岩体自身抗剪强度的思想,提出了压力注浆加固的方法.从力学机理出发,研究了注浆胶结体对加锚弱面力学性能的影响,在力学基础上为注浆工艺提供了论证.通过ANSYS建立数值模型,利用本文自编ANSYS-FLAC3D转换程序导入FLAC3D进行数值分析,在分别改变弱面抗剪强度参数c、φ值的条件下,得到c、φ与安全系数K之间的关系.分析结果表明,通过注浆提高弱面的c、φ值,能够从本质上提高边坡的稳定性.研究结果为岩体边坡压力注浆加固方法提供了可靠依据.图9,表1,参10.     

块体理论在老岭下盘滑区分析中的应用

本文针对老岭边坡出现的滑动,通过现场测定和试验,应用块体理论对滑区进行了分析,从而确定块体的运动方向和稳定系数。同时分析了爆破震动和水对其块体稳定性的影响。     

导流泄洪洞强度计算及边坡稳定分析

考虑泄洪洞混凝土及进口岩体的物理力学性能,基于弹塑性本构模型和Drucker-Prager屈服准则,采用三维有限单元法,对泄洪洞建立力学模型并进行应力分析;应用强度折减系数法分析了进口边坡岩体稳定性,根据稳定判别依据得到了泄洪洞边坡稳定的安全系数。     

金沙水电站坝肩挠曲边坡稳定性及其影响因素研究

针对四川省金沙水电站坝肩挠曲体边坡地质条件的特殊性,基于地勘资料,研究了其地质构造特点、成因机制及失稳破坏模式,运用Hoek-Brown准则对挠曲体边坡岩体力学参数的合理取值进行了分析,并对其稳定性及影响因素进行了研究.研究结果表明:坝肩岩体层间能干性相差大是挠曲体形成的根本原因;对于挠曲边坡,在地勘及室内实验的基础上,运用Hoek-Brown准则确定岩体力学参数是合理的;结构面连通率及降雨条件下挠曲体充水对其稳定性影响显著,随饱和度和连通率的增加,稳定系数均先平稳下降,后急剧下降.依据研究成果,对坝肩挠曲体边坡提出了加固建议,可为类似工程提供参考与借鉴.     

昆明柴石滩水库溢洪道高边坡稳定性有限元分析

基于有限元的基本理论,通过对边坡坡体内岩体不同部分的模拟及建立概化地质模型,对边坡坡体应力、位移及其稳定系数进行了计算.分析表明:边坡分级开挖、级间设平台的工程措施合理有效,但由于岩体软弱,仅采取削坡减载措施尚不足以从根本上解决该边坡的稳定性问题.     

考虑坡顶交通量影响的路堤边坡失稳敏感性分析

目前对边坡稳定影响因子敏感性的研究主要是针对边坡的内部因素,在分析路堤边坡稳定时,车辆荷载等外部因素对边坡稳定的影响不容忽视.本文同时考虑内部因素和外部因素,选择边坡土体重度γ、边坡土内摩擦角φ、边坡土粘聚力C、边坡坡度θ及交通量Q作为边坡稳定安全系数敏感性分析的影响因子,5个因子都具有广泛的分布随机性.以金鞭公路某标段路堤边坡为例,制定了5因子5水平的正交试验方案,利用传递系数法分别计算不同工况下的边坡稳定安全系数,再利用SPSS统计分析各影响因子对路堤边坡稳定安全系数的敏感性.研究结果表明:路堤边坡稳定性受内部因素和外部因素共同作用,影响因子敏感性大小依次为:边坡坡度θ边坡土内摩擦角φ交通量Q边坡土粘聚力C边坡土体重度γ.本研究可为该边坡失稳治理设计提供依据.     

边坡JRC-JCS极限平衡安全系数的计算

为了采用极限平衡法计算节理粗糙度系数JRC与节理压缩强度为JCS的岩质边坡安全系数,建立JRC-JCS准则下简化Bishop极限平衡计算公式,并分析JRC-JCS参数对于边坡安全系数的影响.研究结果表明:随着JRC的增大,黏结力c和内摩擦角φ呈非线性增大,并且黏结力受影响的敏感度增大,而内摩擦角受影响的敏感度降低;黏结力c和内摩擦角φ均随JCS的增大呈非线性增大;随着JRC和JCS的增大,边坡的安全系数F逐渐增大,JRC 越大,节理面越粗糙,岩体的稳定性越高;JCS越大,岩石颗粒排列得越紧密,岩体的压缩强度越大,岩体的稳定性越高,边坡整体安全系数也越大;F与JRC和JCS的关系呈现非线性特征,可通过指数方程进行拟合.     

基于颗粒流方法的滑坡机理数值分析

基于太平岭核电厂烟墩岭边坡,在分析现场局部滑坡基础上,采用刚体极限平衡法和反分析法确定降雨工况下的强度折减系数和岩土体强度参数.借助颗粒流数值模拟方法建立烟墩岭边坡细观数值模型,通过强度折减算法估算边坡安全系数,分析了烟墩岭边坡降雨工况下的变形破坏模式.研究结果表明:烟墩岭边坡以表层粉质黏土与强风化层内的圆弧形滑动为主,坡脚临空与降雨是造成现场局部滑坡的主要原因;自然工况下,局部滑面安全系数为1.20,降雨后安全系数降为1.00;滑坡发生时,微裂隙首先出现在坡脚位置,然后沿强风化岩层倾向向上发展,最终,在坡脚位置形成40～50 m的滑坡堆积体,不会对厂房产生直接影响.     

岩体稳定分析中的渗流模型与各参数计算

应力与渗流耦合作用下岩体的变形和破坏特征,与岩体结构、岩体的力学性质、渗流场有关,结合边坡的稳定分析模型,研究合理分析计算岩体的力学参数、渗透系数张量的方法.利用岩体质量分类系统和塑性破坏准则估算裂隙岩体的力学参数,计算裂隙岩体的渗流系数,为岩体稳定分析奠定基础.     

高速公路路堑边坡施工过程动态稳定性分析

结合某山区高速公路路堑边坡工程实例,采用相当抗剪强度和相当剪应力之比值作为边坡稳定系数Ks,通过有限元方法对施工过程中的边坡变形和稳定系数变化规律进行研究.研究结果表明：根据边坡稳定系数Ks最小原则计算得到的最危险滑动面与现场勘探的边坡岩体内贯通结构面的位置基本吻合;不同施工阶段的边坡稳定系数Ks表明,需要对边坡的四级台阶均进行加固,才能保证该边坡的稳定.     

基于Hoek-Brown准则的Morgenstern-Price法在边坡稳定性分析中的应用

针对目前边坡稳定性计算中破坏准则均为Mohr-Coulomb破坏准则的情况,根据相关准则和原理,推导了基于Hoek-Brown准则的Morgenstern-Price法计算公式.该法克服了一般岩体边坡稳定分析中岩体强度参数纯经验取值的缺点,使计算更为精确、合理.采用具体算例进行对比,探讨了不同准则下边坡稳定性计算的差异原因,并运用基于Hoek--Brown准则的Morgenstern-Price法对安家岭露天矿北端帮滑坡进行了分析.     

均质边坡稳定状况快速辨识及参数反演的一种实用方法

基于塑性极限分析的运动单元法(kinematical element method)提出一种边坡稳定状况快速辨识方法.研究岩土体参数组合(坡高H、黏聚力c、内摩擦角φ和重度γ)与安全系数F和滑动面位置间的内在联系.在此基础上,绘制边坡稳定分析图,求解不需要任何迭代,可快速求解安全系数和滑动面位置.根据边坡稳定分析图,提出一种新的参数反演方法.结果表明,无量纲参数λ=c/(γH tanφ)控制着滑动面位置和F/tanφ.λ不变,则滑动面位置和F/tanφ保持不变;λ越大,边坡失稳模式由浅层破坏变为深层破坏,滑动面坡顶滑出点离坡肩越来越远.当λ＞0.2时,λ与F/tanφ符合线性关系,可用拟合公式快速计算安全系数.根据原始边坡形态和滑动面坡顶滑出点离坡肩的距离,即可快速反算滑带岩土体的黏聚力和内摩擦角.     

某变形体岩土体物理性质及强度特征试验研究

对某变形体的岩土体进行现场和室内试验,获得了岩土体的一些基本物理性质及力学指标参数,通过分析所取得的试验数据可知:变形体区滑带土的天然密度为2.27 g/cm3,孔隙比为0.15;滑带土的颗粒成分主要为粉土质砾,粒间联结较弱,具毛管作用,透水性较好;滑带土原状样的内聚力C0=23.065 kPa,内摩擦系数fo =0.245;边坡变形体区的岩体在天然状态下内摩擦角φ=30.63°,内聚力C为101.3 kPa.参数的取得为边坡变形体的稳定性判别提供了重要的数据支撑.另外,这些试验成果的取得对工程的建设和开展,以及工程区内的地质环境保护和地质灾害防治具有重大的意义.     

缙云抽水蓄能电站节理岩体边坡开挖稳定性综合评价

边坡稳定性一直是工程建设中重点关注的问题,在边坡开挖前需要进行详尽的研究.针对缙云抽水蓄能电站开关站边坡开挖工程,通过现场勘查、室内试验、运动学分析、极限平衡分析和离散元模拟等手段,对边坡的岩体结构特征、岩体质量、边坡变形破坏模式和稳定性进行了详细研究,结果表明:①开关站边坡岩体完整性中等到好,岩体质量中等,满足作为开关站建设要求;②运动学分析显示边坡开挖后可能的破坏模式为平面滑动、楔形体滑动和倾倒变形模式;③极限平衡分析表明开挖后边坡安全系数较高,边坡整体较为稳定的,发生大规模滑动的可能性较低;④离散单元模拟结果显示边坡开挖后在坡顶近地表块体有发生剪切变形的可能性,而台阶开挖处块体可能发生局部拉张破坏,在施工中应及时采取有效的支护和预防措施.本研究成果可以为类似的抽水蓄能电站边坡开挖稳定性评价提供方法参考.     

人工爆破地震作用的瞬态有限元分析

通过突加动荷方法模拟爆破过程,利用瞬态有限单元法求解爆破作用下岩体内的应力场和位移场,分析了南芬露天铁矿生产爆破对主运输平硐的影响。按位移等效原则建立爆破震动现场测试数据与模拟结果之间的关系,得到了突加动荷与质点震动速度、段爆破药量等物理量的关系,给出了岩体——硐室系统的阻尼系数、极限抗振速度和临界单段药量。结果表明现爆破下平硐是稳定的,规范中给定的岩体极限抗震速度有些保守。     

龙背湾低导流洞进口边坡变形稳定分析及加固处理

利用勘测的龙背湾水电站低导流洞进口边坡表层岩体参数,分析自然边坡的安全状态,修正边坡表层岩体的强度参数,并进行初始应力场计算.采用多节理本构模型,对边坡开挖时出现的卸荷裂缝处的岩体进行模拟,并分析裂缝的成因.对初步的加固措施进行模拟,分析开挖过程中,边坡的变形、稳定情况,并在此基础上,对原加固方案进行修改和补充,结合边坡的水位骤降工况,分析边坡的变形稳定情况.研究结果表明:加固措施具有可行性和有效性,为边坡的开挖、加固提供了理论依据.     

Hoek-Brown强度准则中扰动系数确定

阐述了Hoek-Brown强度准则中扰动系数确定研究的意义,介绍了国内外几种岩体扰动系数确定的方法,但各方法缺乏验证和对比分析研究。以两露天矿边坡为工程背景,通过声波测试,结合扰动系数确定方法,系统的确定了岩体扰动系数。分析确定结果,发现孙金山法确定的扰动系数更符合工程实际。根据扰动系数确定结果,对岩体力学参数进行折减,并用岩体直剪试验进行验证,进一步说明孙金山确定法的准确性。     

边坡下滑力传递系数法比较分析

边坡的稳定系数的含义对求解边坡下滑力的计算方法及其结果具有重要影响.列举了三种不同边坡的稳定系数的定义,并基于该三种定义分析了与之相应的三种边坡下滑力的计算方法.通过实例的对比分析认为,第三种计算方法是合理、有效的计算方法.     

四大主要参数（c,φ,β,H）对边坡安全系数的影响

利用有限元分析边坡稳定性时,对稳定性系数精度影响最大的参数主要有四个,分别为c,φ,β,H。本文利用强度折减有限元法,通过对简单边坡在平面应变条件下,不同屈服准则下的众多算例,论证了不同c,φ,β,H对边坡稳定性系数的不同程度的影响,并与经典边坡理论Bishop法的计算结果进行了对比。