某水电站泄水边坡形成机制分析

以黄河上游拟建的茨哈峡水电站坝后泄水边坡为研究对象,通过野外地质调查、室内试验及数值模拟对其变形破坏特征及机制进行探究。研究结果表明:泄水边坡中上部发生卸荷拉裂破坏;坡体中部发生蠕动变形,表现为平硐内岩体的弯曲倾倒;坡体下部为弱风化岩体,有缓倾节理面发育。该边坡变形破坏机制为顺向层状边坡在自身重力作用、河流的下切作用、上覆岩体的崩塌、坡积物沿坡面的下滑力以及降雨作用下,产生向外的弯曲变形,随着外力作用的继续,岩体弯曲变形向深部和下部发展,坡体表层岩体发生倾倒变形破坏。     

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.     

反倾层状岩质边坡变形破坏的颗粒流模拟研究

基于颗粒流程序对反倾层状岩质边坡变形破坏过程进行模拟,并考虑岩体结构面参数(岩层倾角、层厚及层理剪切强度)对其变形破坏机制的影响。数值模拟结果表明:边坡岩层的主要变形破坏方式为弯曲变形、折断破坏,变形首先发生在坡顶,而破坏是从坡脚开始,边坡的变形破坏过程具有明显的悬臂梁特征;岩层倾角对反倾岩质边坡整体性失稳破坏方式有较大影响,随着岩层倾角的增大,边坡后期整体性破坏方式由滑移型逐渐过渡为倾倒型破坏,坡体内部岩体出现变形及破裂损伤的深度也逐渐增加;随着岩层厚度增加,坡脚岩体抗折断能力增强,破坏方式由折断破坏向剪切破坏发展,边坡后期的整体性破坏方式也由滑移型向倾倒型过渡;岩层层面剪切强度是影响边坡变形的重要因素,层面剪切强度越小,边坡发生弯曲变形的程度越大。     

三峡库区缓倾角软弱基座型斜坡破坏过程及防治措施研究

以三峡库区某崩塌危岩体为例,通过工程地质分析方法对红层区近水平厚层~巨厚层状的软弱基座型斜坡崩塌破坏演化过程进行了研究.研究认为:受长江河谷侵蚀下切作用,斜坡原始地应力环境发生改变,发生垂直于河谷方向的卸荷回弹变形,逐步发展演化形成卸荷裂隙;受特殊的"上硬下软"岩性控制,下伏相对软弱岩层受上覆硬岩重力压致作用,产生不均匀压缩蠕变,向临空方向塑流挤出,致使上部硬岩产生倾倒变形,直至加剧卸荷裂隙扩展,甚至形成新的拉张裂隙,加剧了崩塌危岩体的发展演化,导致了崩塌的产生.结合灾害特征提出了以"固硬束软"、"上下兼顾"为原则的防治工程措施.     

基于混沌理论的矿山边坡岩体变形规律与安全预警系统

通过建立露天矿边坡安全监测系统,采用基于重构相空间的混沌理论揭示露天矿边坡岩体的变形规律,并建立基于重构相空间的边坡岩体变形的混沌神经网络预测模型,实现边坡岩体变形的精确预测,同时根据露天矿开采特征,建立边坡岩体变形的安全预警系统.研究结果表明:露天矿开采过程中,边坡岩体受节理裂隙、开采强度、地下水、地表降雨等多因素的影响,其变形受其内在确定性动力学机制所支配,表现出混沌特性,是边坡工程固有影响因素对边坡岩体综合作用的结果.边坡岩体变形安全预警系统不仅可预测边坡岩体的变形量和所处的安全区域,而且可反映出露天开采强度的合理性,为矿山调节产量和安全生产提供技术保障.     

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。     

苏州阳山东侧滑坡变形对下部采空区的响应分析

为了查清苏州阳山东侧消防通道地表变形和开裂的原因,现场钻探取凝灰岩样品进行测试,并在现场布置地表位移监测点30个、路面沉降监测点13个、深部水平位移监测点4个,对山体变形进行监测。监测结果表明,自2021年11月至2022年5月,山体表面最大位移超过80 mm,位移速度为0.5 mm/d,且地表各点位移速率不同,岩土体变形不协调,易导致岩土体破坏或滑坡事件发生。深部位移监测结果表明：山体中发生水平位移的岩体深度超过30 m,最大深部位移达14 mm;结合气象数据分析认为,降雨入渗对边坡稳定性影响较小;山体稳定性主要受下部采空区塌陷影响,山体下部和坡顶有多处地表开裂和错动现象。目前山体变形正处于等速蠕变阶段,如不控制边坡变形,岩土体位移达到加速蠕变阶段后易发生灾变。数值分析结果表明：在山体位移和采空区范围不断增大作用下,若阳山东侧前缘塌陷持续扩大,将对山体稳定性产生较大威胁。研究成果对阳山地区采空区影响下滑坡稳定性分析和滑坡治理具有指导意义。     

层状岩体边坡锚杆加固效应的数值分析

利用数值计算软件FLAC3D建立层状岩体边坡的稳定性分析模型,采用锚杆单元对岩体边坡进行加固模拟,得到加固后岩体的变形情况以及锚杆的受力情况.研究结果表明:边坡的破坏形式为明显的直线型滑动破坏,滑块的位移从上到下逐渐增大,水平位移最大处位于剪出口位置;层状边坡锚杆加固后,沿节理面发生一定的变形;各监测点位移沿自然坡倾向位置逐渐减小,越往岩体内部受到的开挖扰动越小;由于节理的存在,全长黏结式锚杆的轴力分布为多峰值曲线,峰值均出现在节理面位置;锚杆轴力最大位置可表征滑动面位置.     

基于流变模型的反倾层状岩体倾倒变形发育深度的力学分析

为了研究反倾层状岩体倾倒变形的发育深度,结合倾倒变形发展演化过程的时效性特点,将岩层抽象为在自重及层间应力作用下的弯曲悬臂梁,选取Kelvin流变模型,以变形发育极限位置处拉应变为零作为发育深度的判据,计算得出了层状岩体倾倒变形的发育深度;并利用发育深度恒为正的特点得到了倾倒变形发生的判据条件。计算结果表明,层状岩体倾倒变形发育深度受岩性条件及坡体结构的影响;而倾倒变形发生与否则主要受到岩层倾角、边坡坡角及层间内摩擦角的影响。结论可以为倾倒变形边坡变形规模判断及稳定性分析提供依据。     

基于离散元的边坡弯曲倾倒渐进破坏特征分析

发生弯曲倾倒的边坡一般存在一组优势的陡倾不连续面,岩层在自重或外力作用下向临空面弯曲变形,表现出明显的柔性特征。基于物理模型试验建立了相应的离散元计算模型,模拟了边坡弯曲倾倒的渐进失稳过程,系统剖析了岩体弯曲倾倒的力学机制和破坏特征。结果显示,塑性区贯通是边坡弯曲倾倒失稳的必要非充分条件,悬臂岩柱在弯折过程中其内部应力表现出明显的不均匀性。进一步探讨了关键力学参数对倾倒破坏面的影响规律,具体表现为破坏面倾角随节理摩擦角的增大而增大,而节理黏聚力和岩体抗拉强度对其影响并不显著。研究成果可为倾倒边坡的分析设计提供科学参考。     

“叠合悬臂梁”模型在层状反倾岩石边坡计算中应用的探讨

层状反倾岩石边坡的破坏模式以倾倒折断破坏为主,目前在进行边坡设计和稳定性评价时,一般依据各向同性介质理论,采用极限应力法确定近似圆弧滑面,作为边坡稳定性计算和设计参数选择的依据,这种计算方法用于层状反倾岩石边坡显然是不合适的。本文建立叠合悬臂梁计算模型,来对层状反倾边坡进行分析,得出了增大反倾岩层层面之间的粘聚力和内摩擦角,以及增大层状岩体的层厚,均可增大反倾边坡的稳定性的结论,并结合具体的工程案例进行初步计算,给出了初步估算反倾边坡发生倾倒折断破坏的方法,从而为定量的分析层状反倾边坡的破坏机理及影响因素提供了参考依据。     

龙滩水电站左坝肩蠕变体B区治理研究及实践

龙滩水电站是目前世界上已建或在建的最高碾压混凝土重力坝.受地形地质条件的限制,左岸地下厂房进水口紧靠已经发生弯曲倾倒变形的反倾向层状结构蠕变岩体,其体积约1200×104m3.主要对B区岩体的倾倒蠕变特性及成因进行分析,通过多方案比较优化研究,确定了以排水为主,压脚治理为辅的综合治理设计方案.为评价治理效果,运用多种方法对边坡的稳定状态进行了数值计算分析,以及对监测资料进行了综合归纳分析,认为:强风化线或蠕变岩体折断面控制着边坡岩体的变形,岩体变形速率逐渐变小,目前已经基本稳定.     

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...     

层状岩质边坡倾倒变形破坏特征研究

文章在层状岩质边坡倾倒变形破坏地质现象调查分析和模拟试验的基础上,借用物理学概念定义了边坡倾倒变形角位移ω,并运用数理统计等方法对倾倒变形边坡岩体结构、倾倒岩体折断面形态和岩层倾角变化进行系统研究。研究表明层状边坡弯曲—倾倒—折断破坏后岩体具有不同的结构特征,并以此对边坡倾倒变形强烈程度进行分类;岩体折断面的形态可概括为直线、折线和近弧线等3种类型,以折线最为常见;倾倒变形岩体层面倾角与坡高呈"负指数"关系,建立了以倾倒岩体角位移ω为核心的山区岩质边坡倾倒变形强烈程度分级体系。     

皖南某高速公路四号边坡变形机理及稳定性分析

皖南某高速路高边坡地质条件复杂,从坡中部至坡顶处均出现明显的倾倒变形迹象,并在边坡左侧发生过垮塌.通过对该边坡的地层岩性、岩体结构和边坡开挖等因素的分析研究,阐述了其变形机理,揭示了其弯曲-倾倒和滑移复合的变形破坏模式.这一变形机理的产生是由于原始地形较陡和坡体强烈卸荷,在开挖的触发下引起上部陡倾岩体向坡外弯曲变形,沿顺坡向结构面滑移拉裂.采用二维有限元数值模拟,分析了这类边坡在开挖过程中的应力和变形的特征及其变化规律,以验证上述的破坏机理模型.     

反倾层状边坡倾倒变形破坏模式的岩层等厚度特性研究

为检验等厚层状特性这一假定条件在反倾岩质边坡研究中的适用性,以重庆市硝洞槽-郑家大沟反倾层状岩质岸坡为实例进行数值模拟验证。首先建立二维简化工程地质模型;并利用离散元软件(UDEC)对反倾边坡在相邻岩层不同厚度比值(1.0∶0.1)~(1.0∶1.0)条件下分别进行数值模拟计算。然后对比分析不同岩层厚度比值条件下边坡弯曲倾倒变形特征,得出了反倾层状边坡倾倒变形随相邻岩层厚度比值变化规律。最后通过工程实例对研究结做进一步验证。主要得出以下结论:1相邻岩层厚度越相近边坡越易发生弯曲倾倒变形;2仅当相邻岩层厚度比值处于(1.0∶0.8)~(1.0∶1.0)范围内时,反倾边坡才能可视为等厚层状分布。     

贵州遵义某软硬互层岩质边坡崩塌破坏机制数值模拟研究

以遵义某软硬互层岩质边坡为例,采用离散元方法,研究了上硬下软类岩质边坡崩塌破坏发展过程。研究结果表明:边坡在暴雨工况下整体发生倾倒式崩塌破坏,在一定范围内,可分为上部的倾倒破坏区,中间的塑流拉裂式变形区和下部的平推式滑动区。暴雨是引发该类崩塌的主要因素,边坡后缘裂隙中的静水压力是崩塌主要的起动力。该类边坡的防治应从降低暴雨引发的裂隙水压力入手,采用排水和锚固的措施来防治崩塌灾害的发生。     

某硅质岩顺层岩质边坡变形机制分析

某一典型硅质岩的坡体由于工程建设需要进行开挖,极具工程研究价值。通过现场调研,该山体层状结构岩体被划分为巨厚状结构、块状结构、层状节及散体结构,其中层状岩体被划分为缓倾角层状岩体结构和陡倾角层状岩体两类。采用离散元数值模拟方法,对其中的典型层状岩体稳定性展开数值模拟,结果显示,边坡整体上稳定;开挖过程,边坡岩体变形属于渐进变形。开挖处上侧,重力与松弛作用共同驱动围岩变形;开挖处下侧,变形由松弛作用驱动。此外,层面是控制开挖变形的重要因素,施工过程应注意防治层面间的滑移破坏。     

边坡稳定性分析及评价

分析了井工开采对边坡稳定性的影响,分别对29209工作面和29210工作面影响区域进行了评价,得出结论:该矿由于采空区周围的岩体应力分布发生变化,采空区上方出现冒落带、裂隙带及弯曲带,边坡岩土体的完整性遭到破坏,原岩整体强度降低,边坡稳定性受到影响;29209工作面及29210工作面相互推进工作时,相邻主巷道之间影响较小。     

层状岩体抗弯刚度及其软弱夹层效应

本文应用梁的弯曲理论,在对层状岩体特性较全面认识的基础上,给出了层状岩体抗弯刚度的一般计算公式.通过实例计算发现,层状岩体抗弯刚度不仅与各层岩石的力学参数有关,而且与各层的组合方式有关.此外,顺层软弱夹层对层状岩体抗弯刚度的降低尤为显著,应予充分考虑.本文的分析计算为层状岩体顺倾边坡弯曲剪切机制及陡倾边坡倾倒机制研究,以及它们的稳定性评价建立了基础.