基于数值仿真的顺层岩质边坡支护稳定性分析

以长沙某矿坑顺层岩质边坡为研究对象,结合有限元数值分析软件Ｐｈａｓｅ2对边坡开挖应力状 态变化与潜在变形破坏模式进行仿真模拟,分析其支护效果,确定合理可靠的治理措施方案,并采用极 限平衡法进一步验证。结果表明:该顺层岩质边坡应力松弛区位于坡面中上部,由坡面向坡体内部呈现 出显著变化、渐变和基本不变的分布特征;该顺层岩质边坡的潜在变形破坏模式为顺层滑移－弯曲破 坏;采用预应力锚杆对该顺层岩质边坡进行支护,能有效提高边坡的稳定性。     

重庆会展公园顺层路堑边坡的稳定性设计及其优化

一、引言顺层岩质边坡稳定性问题在道路交通、水利水电及矿山等重大工程中普遍存在。由于工程开挖引起岩体应力改变和重分配,使边坡极易发生沿岩层面的整体滑移,严重影响工程的安全性。顺层岩质边坡稳定性设计方法受边坡岩体地质情况如岩层倾角、层面抗剪强度、和地下水、开挖方式等多因素影响。目前,顺层边坡主要有两种治理方案：放坡开挖或增设支挡结构物。     

某渠道顺层岩质边坡开挖过程稳定性计算分析

为了研究渠道顺层岩质边坡在开挖过程中的各项特性,以某渠道顺层岩质边坡的开挖支护工程为研究对象,采用数值分析法进行全程模拟,重点研究边坡开挖支护过程的应力应变特性、结构受力、位移和稳定性变化趋势,结果表明:(1)边坡岩体开挖后,出现了明显的卸荷效应,随着开挖深度的增加,剪应变有增大的趋势,集中分布在坡脚位置;(2)下部锚杆所受轴力明显大于上部锚杆,且越接近坡脚,所受轴力也越大;(3)边坡开挖越深,坡面位移也越大,边坡安全系数越小,采取锚喷支护后,位移变形得到控制,边坡稳定性显著提高。研究成果可为类似渠道边坡工程开挖加固的稳定计算提供参考,便于确定合理的施工方案。     

岩质边坡稳定坡角影响因素及其确定方法

目前研究岩质高边坡稳定性的方法很多,但研究边坡开挖后稳定性及边坡坡角与结构面倾角的关系却较少,且多运用数值分析方法确定岩质高边坡的稳定性,很少用解析解的方法。基于块体的极限平衡理论,岩质高边坡发生整体破坏,其滑移面为顺层直面,推导出岩质高边坡受结构面控制的最小安全系数解析解。分析解析表达式中各个参数对确定影响边坡稳定性的敏感性因素,表明受结构面影响的岩质高边坡安全系数与岩体的黏聚力、内摩擦角成线性正比关系,与岩体重度、边坡高度和边坡坡角成反比,随着结构面倾角的增加而呈先减后增的趋势,据此得出在既定的安全系数下岩质高边坡稳定坡角的解析解,分析得出受结构面控制的岩质边坡稳定坡角与黏聚力、内摩擦角、边坡坡高和安全系数等的关系曲线。通过对已有工程实例的计算分析,比较理论公式和数值模拟计算结果的差异,证明理论公式可以应用于实际工程之中。     

乌东德水电站左岸尾水出口边坡动态设计

乌东德水电站左岸尾水隧洞出口边坡为典型陡倾顺向坡,最大坡高114m,顺层滑移是边坡开挖支护设计需解决的关键问题。遵循优化开挖坡比、强化锁口支护的思路开展了施工图阶段设计。由于地质条件复杂,开挖揭露岩体结构与前期勘探成果差异较大,为此开展了边坡动态加固设计。为了对边坡稳定性进行反馈分析,采用FLAC3D三维数值方法研究边坡在开挖卸荷条件下的力学响应、边坡变形破坏机制和潜在失稳模式以及不同工况下整体稳定性安全系数。计算结果及变形监测资料表明,边坡开挖与支护设计合理,满足规范要求,边坡整体稳定。该边坡设计过程可供类似工程参考。     

云盘头滑坡变形破坏机制研究

缓倾顺层岩质边坡由于其岩层倾角较缓,具有不易察觉其失稳且识别难度大的特点。以一个典型的缓倾顺层岩质边坡(贵州云盘头滑坡)为例,基于工程地质勘察,建立边坡地质模型,并结合底摩擦试验、二维离散元和有限元模拟等方法,探讨云盘头滑坡的变形破坏机制。结果表明:云盘头滑坡的变形破坏过程可分为微裂纹发育阶段、裂纹拓展阶段、滑体变形阶段与完全破坏阶段,并在坡脚存在关键块体;滑坡形成的主要原因是,坡体经过开挖导致软弱夹层出露,坡体内部发育垂直于软弱夹层的拉裂纹并将滑体分割成块体,随着坡脚关键块体向临空面滑移,后部次级块体随之移动并产生多米诺骨牌效应导致坡体发生整体滑移,变形模式属于典型的滑移-拉裂式。研究成果为探究缓倾顺层岩质边坡的失稳破坏有现实意义。     

巴贡水电站进水口边坡稳定性分析

进水口边坡为顺层岩质边坡,边坡中存在软岩条带等影响边坡稳定的不利软弱面,边坡开挖后是否稳定将直接影响电站的正常运行.通过量化分析进水口边坡可能的失稳模式及变形特征,评价边坡的整体稳定性,并对边坡设计拟采用的加固支护措施进行模拟,为边坡设计提供依据.     

御临河生态调节坝岩质边坡稳定性评价

御临河生态调节坝工程在导流明渠施工过程中,右侧边坡在连续降雨天气下,岩土体发生沿顺坡向结构面塌滑,使边坡贴坡挡墙发生变形破坏。根据对失稳边坡的定性和定量分析,结果表明,岩质边坡岩体中的结构面的产状、组合关系和结构面的抗剪强度,对岩质边坡稳定性起控制性作用。     

层状岩坡变形破坏及其治理的离散元分析

某大型水电站为顺倾层状人工高边坡,坡体软弱层面、断层、节理和后缘陡倾卸荷张裂隙对坡体稳定性影响大,在自上而下的挖坡过程中,局部坡体发生了失稳座滑。本文分析了边坡的地质条件和岩体结构特征,采用离散单元法模拟了边坡的变形破坏过程,探讨了坡体的变形破坏机理;研究了在滑坡体上继续挖坡,坡体可能发生的变形破坏形态;另根据坡体变形破坏机理及后续开挖边坡可能发生的变形破坏形态,基于离散元数值模拟优化了边坡预应力锚杆和抗滑桩的工程加固支护措施,确保了边坡稳定,监测表明,后续坡体开挖及开挖完成后未出现明显变形破坏迹象。     

董箐水电站高边坡开挖与支护施工技术

贵州北盘江董箐水电站右坝肩、厂房后边坡及放空洞出口边坡均属高陡、薄层顺向坡,边坡开挖的稳定性问题十分突出。通过现场边施工、边勘察、边调整,查明了边坡的工程地质和水文地质条件,掌握了影响边坡稳定的主要因素及边坡可能的破坏模式,之后对各部位边坡采取了相应的施工技术措施,成功抑制和减少了边坡岩体的顺层滑塌,使边坡开挖的轮廓尺寸保持较完好,开挖后的坡面完整,取得了良好的工程效果。     

龙滩水电站左岸高边坡支护与施工程序设计

针对龙滩水电站左岸典型反倾向层状结构岩质高边坡的稳定和变形问题,通过边坡稳定性分析和施工程序的模拟,结合边坡开挖后岩体应力调整和分布规律,有针对性地选择各种支护措施的实施时机,并对各种支护措施在施工时序上进行优化组合,确定合理的边坡施工程序。在保证施工期边坡稳定的前提下,为锚索施工赢得了时间,较好地解决了高边坡工程施工中存在的因支护制约开挖及难以组织快速施工等方面的问题。     

某路堑高边坡稳定性评价及优化设计

镇清高速回龙寨服务区Ｋ９＋７００左侧属于典型破碎顺层软岩路堑高边坡,由于坡体岩质复杂,出现坡顶变形开裂和小型浅层土质滑坡等问题,施工过程中面临整体滑坡风险,由此产生边坡下部开挖及加固问题。以此高边坡工程为研究对象,利用历史和现状地面勘察的方法定性分析了潜在安全问题以及关键技术难题,基于坡体目前临界稳定状态,结合现场地质调查及参数反分析方法综合确定了现有条件下的边坡岩土力学参数,结合实际情况设计３种开挖及加固方案,并基于数值模拟方法综合评价了该边坡的稳定性。主要结论:不施加加固措施直接开挖和按初始加固设计的两种情况均不满足边坡稳定性安全控制标准;通过不同开挖及加固方案的费效性对比,开挖方案２在保证稳定的基础上最经济,为最优开挖加固设计方案。     

龙滩水电站枢纽区工程地质条件概述

对龙滩水电站坝址区进行了大量的地质勘探工作，对坝址岩体力学特性、大型地下洞室群围岩稳定性、建筑物高边坡稳定性、左岸倾倒蠕变岩体及天然建筑材料等关键性工程地质问题进行了专题研究，较为全面地揭示了枢纽区工程地质情况、主要建筑物工程地质条件及高边坡地质条件和工程处理措施。继而，还提出了关于坝轴线布置、坝基开挖、洞室围岩稳定及支护、边坡开挖等方面的看法。龙滩工程进展顺利。     

锦屏水电站缆机平台高陡边坡开挖支护数值模拟

以锦屏水电站缆机平台高陡边坡为例,采用有限元法对其分级开挖支护过程进行数值模拟计算,分析不同的单级开挖高度、岩体强度参数和支护时间对高陡边坡变形和稳定性的影响。结果表明边坡的变形、安全系数受岩体强度参数影响较大;较好岩体条件下,单级开挖高度和支护时间对边坡的变形、安全系数影响很小,较差岩体条件下,单级开挖高度和支护时间对边坡的变形、安全系数影响显著,且单级开挖高度越大,支护的作用效果越明显。研究成果可为实际高陡岩石边坡工程开挖支护方案优化和施工提供参考。     

隧洞典型断面围岩稳定性数值模拟研究与支护设计效果分析

隧洞开挖过程中,由于开挖卸荷及扰动的影响围岩出现大变形、局部塌方等工程地质灾害,严重威胁到施工安全及进度。本研究依托杨房沟水电站引水隧洞工程,选取了典型断面,开展了数值分析研究,获得了应力场、变形场和塑性区分布特征。通过有限元数值模拟方法,对不同类型围岩区隧洞开挖后围岩稳定性特征以及初期支护效果进行分析,为优化支护设计提供了合理的参数,为地下工程安全施工方案的制定提供了强有力的支撑。     

浅析瀑布沟水电站地下厂房系统洞室群围岩变形

瀑布沟水电站地下厂房系统洞室群由于地应力高,开挖时围岩变形大,施工中曾多次发生岩爆,对围岩稳定造成了不利影响。通过对施工期围岩变形监测进行分析研究,为地下洞室的开挖、支护及稳定性评价提供了一些可借鉴的经验。     

瀑布沟水电站泄洪洞出口段偏压应力及边坡稳定性分析

瀑布沟水电站泄洪洞出口段隧洞偏压问题十分突出,运用非线性有限元法模拟泄洪洞开挖过程,分析了天然边坡和加固边坡条件下隧洞与边坡的相互作用、隧洞围岩的变形与稳定性。结果表明：设计上提供的现有边坡加固方案总体上较为合理,可以有效地改善边坡的整体稳定性,建议加强泄洪洞上半洞开挖过程中顶拱的及时喷锚支护。     

三峡永久船闸高边坡变形监测设计及成果分析

三峡永久船闸高边坡变形及稳定是船闸施工安全和运行正常的关键。在边坡开挖过程中有效观测岩体变形量,掌握岩体变形特性,进而分析预测岩体的变形趋势,对指导边坡开挖及动态设计,确保船闸后期施工和运行期的安全是至关重要的课题。变形监测的优化设计、成功实施及准确的监测成果是完成这个课题的重要保证。永久船闸监测设计遵照“突出重点,兼顾全局,统一规划,分期实施”的总原则进行,变形监测项目主要有表层岩体变形监测,深层岩体变形监测。永久船闸高边坡变形监测系统主要由水平和垂直位移监测网、监测点、倒垂线、引张线、伸缩仪等项目组成,通过三峡工程永久船闸变形监测的设计与实施,证实三峡永久船闸高边坡变形监测资料能正确反映岩体变形情况,为危险块体及岩体裂缝的处理及时提供了准确的监测数据,使施工措施和设计更完善。     

三峡永久船闸高边坡变形监测设计及成果分析

To ensure the stability of the high rock slopes of the permanent shiplock of the Three Gorges Project is the key to the successful construction and normal operation of the shiplock. In the course of the slope excavation, effective deformation monitoring, well understanding of the deformation characteristics, and reasonable analyzing and predicting of the deformation trend of the high slopes are important aspects of work for the slope excavation and dynamic design of the shiplock. The optimized design, successful implementation of deformation monitoring and accurate monitoring results are the important guarantee for carrying out the project. The monitoring design of the permanent shiplock was conducted in accordance with the general principles of "laying stress on the key points, considering parts as well as the whole, planning uniformly and conducting in stages". The deformation monitoring system of the permanent shiplocks is composed of survey network for horizontal and vertical displacements, monitoring points, inverted plumb lines, tension wires, extensimeters, etc.