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。     

茨哈峡水电站4#倾倒体变形程度分级研究

针对茨哈峡水电站坝址区出现的倾倒变形破坏现象,本文通过阐述研究区左岸4#倾倒变形破坏的地质环境和特征,分析倾倒的成因以及形成机制。结合现场勘查研究区岩层倾角变化幅度、层内最大拉张量、岩体卸荷变形、岩体风化程度、岩体波速特征等指标,通过计算岩体完整性系数Kv对倾倒变形进行分类。结果表明:岩体倾倒变形现象主要出现在茨哈峡水电站坝址区左岸岸坡,砂岩板岩以及互层状岩层存在和中陡倾薄层反向斜坡是其发育的根本原因,卸荷和风化作用加速了岩体的倾倒过程,岩层厚度也对倾倒过程有影响。倾倒变形破坏类型包括卸荷拉裂破坏、弯曲倾倒破坏和崩塌破坏。将岩体倾倒程度划分为强烈倾倒区、中等倾倒区、弱倾倒区及微倾倒区,岩体倾倒程度等级划分能够为后期边坡治理开挖,水工建筑物的施工布置提供理论依据。     

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.     

白龙江干流典型滑移-倾倒型滑坡的特征及形成机制

探讨中陡倾角顺层岩质斜坡发生倾倒变形的特征、发育条件及形成机制。白龙江干流受区域构造环境条件的影响,纵向河谷发育,河谷两岸志留系白龙江群的砂质板岩、千枚岩等较发育,尤其在甘肃的舟曲、武都一带以软质、薄层状的绢英、碳质千枚岩为主。这些干流段岸坡稳定性较差,尤其是顺层岸坡段滑坡较发育,且多以滑移-弯曲(溃曲)、滑移-拉裂模式为特征。通过对白龙江干流水泊峡水电站的Ⅶ#滑坡、碧口水电站库区的青崖岭滑坡与孟家干沟滑坡的现场调查、分析,揭示了在陡顺倾层状岩质斜坡中还发育一种特殊的倾倒变形破坏模式,即滑移-倾倒模式。该类变形多发育在临空条件好、坡度40°以上由软硬相间或软硬互层状、岩层倾角一般在65°以上的高陡层状岩质斜坡中,是在斜坡应力场或遭受水、地震等作用下,坡脚首先发生初始倾倒变形,同时上部岩体发生滑移-倾倒,最终岩层发生连续弯曲变形、根部折断,折断面贯通而形成滑坡。     

反倾软硬互层边坡倾倒变形影响因素及破坏机制研究

由于反倾软硬互层边坡集合了软岩和硬岩两种岩性特征,对其变形破坏过程和成因机制研究尚未十分明确.采用不连续体理论,利用离散元软件UDEC,通过室内外试验得到模拟所需参数,建立数值分析模型,研究影响软硬互层边坡倾倒变形的因素和成因机制.分析结果表明,边坡坡脚和岩层倾角在60°~70°范围内发生倾倒变形的可能性大,且边坡坡脚和岩层倾角之和大于120°为发生倾倒变形的一个重要条件;互层岩体层厚和岩体性质决定了倾倒变形的类型;软硬互层边坡的形成过程分为四个阶段:初始变形阶段;软岩弯曲、硬岩折断变形阶段;拉张剪切面贯通阶段;破坏阶段.     

高地应力深切河谷形变应力场及线路问题初探

为研究高地应力作用下河谷深切卸荷、岩体强风化的地质环境对拟建川藏铁路的影响,利用ABAQUS对高地应力背景场由河流深切卸荷下的河谷形变—应力场特征进行数值模拟研究;考虑到岩体的宏观力学性能受到卸荷回弹变形的影响而急剧减小,利用场变量实现力学参数随卸荷动态变化,对比分析河谷形变—应力场特征;针对印度板块挤压欧亚大陆板块使河谷两岸地应力值存在差异的情况,模拟主、被动盘的差异卸荷。结果表明:自重应力与40 MPa构造应力同时作用下的卸荷回弹值可达仅计自重应力场的3～6倍,出现由陡、缓倾面构成的"X"状共轭结构面,工程开挖下边坡岩体容易沿陡倾面崩塌,沿缓倾面滑移。将卸荷前后岩体偏应力比值k作为评价岩体受到卸荷影响程度的标准,高地应力作用下谷坡水平深度方向的k值介于1.5～2.5,地应力的量值对岩体卸荷程度有很大影响;较之不考虑岩体力学性质劣化情况,岩体塑性区范围将扩展,裂隙向谷坡上部延伸,坡体稳定性进一步下降;高地应力作用的河谷主动岸,坡面塑性区明显存在"X"状潜在滑移面,而被动岸仅有单向缓倾滑移面,主动岸对开挖扰动的抵抗力更低。据此提出相应的灾害预防措施的建议,为拟建进藏道路的区域工程地质选线提供参考。     

基于地质几何分区的反倾边坡倾倒变形特征研究

为研究反倾边坡倾倒变形分布区域几何特征,以重庆硝洞槽岸坡为研究实例,首先在现场工程地质调查分析基础上,采用Arc GIS进行岸坡地质几何分区;然后对地表离散位移监测数据采用距离反权重插值法得出岸坡倾倒变形位移云图;最后叠加地质几何分区与位移图层,得出岸坡倾倒水平和垂直强变形分布区几何特征。研究结果表明:(1)岸坡地质几何分区中面积最大分区为211,即中等坡度、低高程、北坡向区;(2)岸坡水平强变形最大面积区为211,即中等坡度、低高程、北坡向区,占该区总面积的79.24%,岸坡垂直强变形最大面积区为137,即低坡度、高高程、西北坡向区,占该区总面积的87.9%。     

沿海山区变电站多年填方边坡滑动失稳原因分析及治理

已竣工投产20余年的福建山区某500kV变电站填方边坡出现了坡顶贯通长裂缝开裂、坡脚护脚发生了较大侧向倾斜变形等失稳先兆。基于工程地质及变电站实际运行情况调查的基础上,采用Geoslope软件分析不同工况下边坡滑移变形过程,分析滑坡发生的机理,对比分析并优化边坡加固方案。分析结果显示,(1)排水系统失效是填方边坡整体稳定最大、最不利的影响因素;(2)坡脚设置的大截面排洪沟在一定程度上降低了边坡的安全性,当护脚提供的刚度不足时,会造成边坡整体变形;(3)相比于在滑动边坡的被动区域坡体进行加固,在坡脚设置抗滑灌注桩或者较大刚度的挡土墙,可系统提高边坡的安全系数,其中又以坡脚设置抗滑桩对边坡现状的扰动较小、对坡顶建(构)筑物影响最小,是类似工程治理的优选。     

基于GEO-SLOPE的三明核电厂河岸边坡稳定性研究

本文使用极限平衡法对三明核电厂回填边坡距离河岸10m和30m两种情况进行了稳定性分析,研究回填边坡与河岸之间的不同距离是否会影响整体边坡(回填边坡和岸坡形成的边坡)的稳定性,计算时也考虑了两种工况,天然工况和洪水后水位骤降工况,最终获得回填层坡脚距离岸坡坡顶距离10m和30m两种回填设计方案对岸坡的稳定性影响很小,填方边坡与河岸岸坡的距离不是影响岸坡稳定性的主要因素的结论。     

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。     

贵州遵义官井边坡变形破坏机制分析

基于对贵州省遵义市官井边坡工程地质条件、边坡基本特征及边坡变形破坏特征分析,可知官井边坡是在自身不利的条件下,由于斜坡Ⅳ段坡脚开挖到878 m,4#楼内侧边坡坡脚处揭露泥岩夹层导致边坡沿泥化夹层发生滑移变形。据此建立了官井边坡变形演化机制的概念模型,结合三维数值模拟方法研究了边坡变形破坏机制,将边坡变形演化过程划分为3个阶段:岩层顺层滑移、坡脚应力相对集中阶段;边坡开挖过程中卸荷回弹变形阶段;边坡深切,坡体中顺层"压力拱"形成阶段。     

李家峡层状岩体人工开挖边坡变形破坏模式研究

李家峡水电站坝址区层状岩体人工边坡,在开挖过程中多处出现变形坍塌现象.通过对人工边坡坡度、边坡类型、岩体结构与变形破坏类型等关系的分析,总结出了该工程人工边坡三大类六个亚类变形破坏模式:即顺向坡的平面滑动型,横向坡可产生双面滑动和单面旋转的楔体滑动型,逆向坡多属倾倒坍塌、倾倒滑移、倾倒拉裂等倾倒破坏类型,并对楔体滑动型提出了对称楔体、不对称楔体、定位楔体、随机楔体等概念和新认识,这为边坡工程的理论与实践提供了丰富的资料.     

地基液化对边坡稳定影响的动力固结耦合分析

针对饱和砂土地基上边坡的动力离心模型试验,应用固液耦合动力有限元方法研究了可液化地基上边坡的地震响应,重点分析了地基发生的液化对边坡加速度、变形和稳定的影响规律。结果表明,在坡前水平地基内孔压增长较小,边坡下部地基内孔压增长较大;饱和地基液化导致坡脚和坡顶位移较大;饱和地基和坡脚液化导致的边坡大变形对边坡稳定性有较大影响,液化是导致边坡失稳的主要原因。     

边坡的变形和破坏类型分析

随着社会进步及经济发展,越来越多地在工程活动中涉及边坡工程问题,通过长期的工程实践,工程地质工作者已对边坡工程形成了比较完善的理论体系,并通过理论对人类工程活动,进行有效地指导。岩坡的破坏类型从形态上来看可分为岩崩和岩滑两种。岩崩一般发生在边坡过陡的岩坡中,这时大块的岩体与岩坡分离而向前倾倒,或者坡顶岩体因某种原因脱落而在坡脚下堆积,它经常产生于坡顶裂隙发育的地方。其起因或由于风化等原因减弱了节理面的凝聚力,或由于雨水进入裂隙产生水压力所致;或者也可能由于气温变化、冻融松动岩石的结果;其它如植物根造成膨胀压力、地震、雷击等都可造成岩崩现象。     

基于地质几何分区的反倾边坡倾倒变形特征

为研究反倾边坡倾倒变形分布区域几何特征,以重庆硝洞槽岸坡为研究实例,首先在现场工程地质调查分析基础上,采用Arc GIS进行岸坡地质几何分区;然后对地表离散位移监测数据采用距离反权重插值法得出岸坡倾倒变形位移云图;最后叠加地质几何分区与位移图层,得出岸坡倾倒水平和垂直强变形分布区几何特征。研究结果表明:(1)岸坡地质几何分区中面积最大分区为211,即中等坡度、低高程、北坡向区;(2)岸坡水平强变形最大面积区为211,即中等坡度、低高程、北坡向区,占该区总面积的79.24%,岸坡垂直强变形最大面积区为137,即低坡度、高高程、西北坡向区,占该区总面积的87.9%。     

含碎块石粉质黏土边坡变形特征及支护效果研究

越来越多的公路建设需穿越既有不稳定性边坡,深入研究此类边坡变形破坏特征才能获得更为有效的支挡措施。文章以某隧道公路即将穿越的魏家大院某不稳定边坡为例,分析该边坡变形破坏特征,并采用有限元软件PLAXIS 3D模拟公路荷载作用时既有潜在不稳定性边坡采用“抗滑桩+锚索联合支护”措施的支护效果。研究结果表明：既有边坡区堆积体的主要成分为粉质黏土混碎块石,其变形主要发生在边坡前缘,坡脚的挡墙出现了侧向变形、墙顶开裂现象。根据边坡变形破坏特征及未来隧道公路穿越形式,建议在潜在不稳定边坡坡体中部(公路边坡前缘)设置3排抗滑桩+1排锚杆对其进行支护。模拟分析认为支护后边坡整体处于稳定状态。     

某水电站库岸稳定性评价及塌岸预测

通过对库岸地质的研究,主要分析了库区倾倒变形体的成因机制及稳定性评价。由于水库区出露地层为两河口下、中段(T3lh1、2)砂、板岩,两岸岸坡陡峻,岸坡岩体裂隙发育,受结构面、风化、卸荷、岩体倾倒变形等因素影响易产生崩塌,所以由此对近坝库岸稳定性也作出了初步评价。最后对该库岸作出了塌岸面积的预测,对下一步的工作提供了很大参考。     

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。     

某高速公路路堑滑坡的综合处治

某高速公路路堑开挖过程中,边坡发生顺层滑坡,滑坡范围不断扩大,严重威胁着坡顶建筑物的安全.对该滑坡体后侧土体采用微型桩群进行紧急加固,避免继续发生牵引式滑坡,危及坡顶建筑物.对滑坡体对应的边坡采用预应力锚索+地梁进行加固,避免边坡继续开挖时发生更深层的滑坡.坡体内地下水丰富,坡面渗水严重,在坡体内设置深层排水管,排出坡体内的地下水.通过以上综合治理,该滑坡得到有效控制,确保了坡顶建筑物的安全和公路运营安全.     

某水库溢洪道边坡变形破坏特征及治理对策研究

通过对边坡变形特征的分析,研究了由粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、炭质页岩互层组成的斜向坡高边坡的变形破坏模式,基于模式分析提出了有针对性的治理措施.在工程地质条件分析的基础上,通过不同部位裂缝、岩体松弛及层间错动现象的分析,认为边坡的变形受层间错动带及陡倾坡外卸荷裂隙控制作用明显,边坡中上部沿层间错动带产生拉应力及剪应力集中,边坡下部软岩产生压缩变形,引起块体向坡外及岩层倾向方向的变形,并通过层面和卸荷裂隙向上传递变形,其变形破坏模式表现为阶梯状蠕滑-拉裂变形.由于边坡下游侧为强风化强卸荷带碎裂结构岩体,存在多条软弱夹层,可产生多处潜在剪出口,因此边坡的治理以削方减载为主,并通过预应力锚索框架控制层间软弱夹层的变形.