软弱基座型边坡破坏机制的离散元分析

我国西南地区某省某软弱基座型边坡地质条件、坡体结构复杂,边坡临空面陡峭,为边坡变形破坏提供了有利空间。某边坡曾出现失稳破坏现象,经过对边坡工程地质条件以及边坡岩体结构特征调查分析,认为边坡变形破坏主要由下伏软弱层的塑流挤压变形以及上下层的差异风化引起,并在坡肩产生拉裂缝,边坡整体表现为受下伏软弱层控制的倾倒变形失稳破坏模式。采用三维离散元(3DEC)数值模拟软件,模拟边坡变形破坏机制、特征,模拟过程和结果表明,上部岩体拉裂缝的产生和发展受下部软弱岩体的变形导致上部拉应力集中所致,加之上部岩体自身的裂隙发育,由此可能产生整体失稳破坏。     

基于河谷下切面与软弱层关系的顺向坡破坏机理

为弄清河谷下切面和软弱层组合特征对顺层斜坡的破坏失稳模式和成因机制的影响,采用UDEC建立了相应的数值模型,结合该区域内顺层滑坡的工程地质特征进行了深入探讨。研究结果表明:顺层斜坡坡脚河谷下切面与坡脚处软弱夹层的空间位置关系造成了滑坡失稳的3种变形破坏模式,滑移-剪切、滑移-剪断、滑移-弯曲-溃屈。得出了在坡脚河谷不同下切深度下岩质顺层斜坡变形破坏模式的转化过程及成因机制,并结合三峡库区实际案例验证了相应的变形破坏模式和成灾机制。     

长江巫峡望霞危岩破坏解体特征分析

针对长江巫峡望霞危岩在失稳崩落过程中由整体分解成碎块，形成大量碎块状落石的现象，从能量角度出发建立了崩落危岩系统的能量转化状态函数及能量平衡方程。将危岩破坏解体视为能量耗散与能量释放的综合结果，建立了危岩崩落中危岩体系统的能量释放与能量耗散的计算方法。计算结果表明，当崩落危岩体系统内部释放的能量超过解体所需的耗散能时，危岩解体破坏。关于危岩解体破坏特征的分析，为危岩崩落中出现的解体行为与特性提供了科学解释。     

某含软弱夹层花岗岩残积土边坡稳定性研究

福建省地处中国东南沿海地区,花岗岩残积土分布较为集中。花岗岩残积土边坡存在较为发育的微裂隙结构面和一些软弱岩脉风化而成的软弱夹层,由于风化作用、降雨和地下水渗入等外界环境影响,裂隙中的填充物泥化和膨胀,结构面的抗剪强度迅速下降,形成软弱夹层,造成边坡失稳破坏。以某含软弱夹层花岗岩残积土边坡为例,建立有限元数值模型对该边坡的变形特征进行研究,发现直接开挖后沿软弱夹层将发生较大的相对滑动,最大水平位移达22 cm,同时表明软弱夹层的存在不仅造成了边坡总体变形的增大,还决定了边坡失稳破坏时滑动面的位置。研究成果可为此类含软弱夹层的残积土边坡的设计、施工和治理提供借鉴和参考。更多还原     

西南某水电站坝区岩体深部差异风化成因及分布规律分析

 在野外调查和室内分析的基础上,对西南某水电站坝区典型深部差异风化成因和分布规律进行了分析,指出其发育分布均位于微风化和新鲜岩体内部,主要受岩性和断裂控制,成因与河谷及岸坡形成演化密切相关。深部差异风化不会直接影响岩体的稳定性,但将促使浅表生改造进一步发展,导致岩体沿软弱结构面发生松动、变形、破坏、失稳,最终导致边坡的变形、破坏。     

软弱基座型滑坡形成机制离散元数值模拟研究

软弱基座型斜坡具有“上硬下软”的双层坡体结构,其变形破坏方式和失稳模式也较为复杂。为了详细分析该类型边坡的变形破坏机制,以具有此类坡体结构特征的一库区古滑坡为例,在现场调查的基础上,采用地质分析法和离散元数值模拟方法研究天然、降雨和地震条件下边坡的变形破坏过程。结果表明:活跃的地质时期、陡峭的地形、复杂的地质构造和双层的坡体结构特征构成了该滑坡形成的必要条件,降雨和地震是诱发滑坡的主要外界因素;滑坡表现为倾倒变形和滑移－压制拉裂的复合型失稳模式;利用离散元数值模拟研究了坡体在天然重力、降雨和地震等不同条件下的变形破坏过程,计算结果显示降雨和地震均会导致滑坡发生,其中地震型滑坡具有持续时间更短、发生规模更大、运动距离更远的特点。     

大坝模型变形测试方法对比与分析

以某重力坝地质力学模型为基础,同时采用SP-10A电感式位移计和光纤传感监测两种方法对坝体位移以及坝基软弱结构面相对变位进行监测,得到了坝体变位曲线及软弱结构面变位曲线,分析了在坝基含软弱结构面条件下,重力坝超载过程中坝体与地基的变形破坏过程、坝基失稳模式、失稳机理及超载安全系数。结果表明:光纤传感器成功应用于地质力学模型试验的变形监测中,与传统位移计测得的位移变化规律大致相同,证明光纤传感技术用于地质力学模型试验的内部变形监测是可行的。     

红云金顶变质岩区危岩发育特征及变形破坏机理研究

梵净山红云金顶发育一套浅变质岩层,沿景区登山步道可见十多块形态各异的危岩,基于变质岩危岩的形态特殊性、形成机理特殊性,运用地质历史分析法、层序地层学原理、基于无人机航测、岩体力学等方法手段,对变质岩危岩发育特征、形成演化过程、变形破坏机理进行研究。结果表明:①危岩具有形态特异、体积小、临空面广、岩体力学强度高、劈理片理等发育、卸荷作用强烈等特征;②研究区危岩形成主要经历了武陵运动、雪峰运动、印支运动、燕山运动形成红云金顶孤峰,在冰川作用、风化与卸荷作用、热应力交变作用等因素耦合下形成现今形态特殊的危岩;③研究区主要为悬臂式危岩、坠落式危岩、贴坡式危岩的变形破坏,在外地质营力作用下发生拉裂-坠落、拉剪-坠落、压剪-滑移、压致拉裂-滑移等破坏。研究成果对变质地区崩塌等灾害的防治有一定的参考意义。     

高陡峡谷区危岩防治技术：以三峡库区巫峡典型危岩为例

高陡峡谷区的危岩防治是地质灾害防灾减灾工作的重要组成部分。选取三峡库区巫峡箭穿洞危岩、龚家坊危岩和望霞危岩等典型危岩体，在梳理其破坏模式的基础上，对高陡峡谷区的危岩防治技术进行了总结。对于以箭穿洞危岩为代表的基座岩体溃屈型危岩，其防治以基座岩体补强加固为主，在消落区建造挡墙能有效降低库水对基座岩体的侵蚀作用。对于以龚家坊危岩为代表的反倾倾倒-滑移型危岩，局部削方和表层关键部位加固是最有效的控制方式。对于以望霞危岩为代表的坐落滑移式危岩，爆破清方是消除崩塌隐患最有效的防治手段。研究成果为其它高陡峡谷区的危岩防治研究提供参考。     

西江上游封开段花岗岩边坡变形破坏宏观判据研究

为了查明西江上游封开段花岗岩类边坡地质灾害类型及发育分布特征,以1∶50 000面上调查为基础,取得了翔实的花岗岩类边坡地质灾害调查资料。据此对边坡破坏类型及失稳模式进行划分,对变形破坏机理进行分析,进而对破坏宏观判据进行研究,以作为区内花岗岩类边坡地质灾害早期识别依据。研究区共调查花岗岩地质灾害点87处,均为小型,以全风化和微风化灾害居多,多发育分布在50～220 m、25°～45°的边坡地带;风化程度对其变形破坏模式起到控制作用,总体可划分为"滑移(滑塌)、倾倒、崩落(坠落)"3种类型。风化程度、坡型特征、地形坡度、节理裂隙发育状况、宏观变形特征等5个因素可作为研究区花岗岩类边坡变形破坏模式及失稳前的宏观判据。研究区花岗岩地质灾害主要包括"软化崩解、累进性破坏、刚性破坏"3种变形破坏机理。其中累进性变形破坏机理覆盖了所有花岗岩地质灾害体,软化崩解机理主要体现在中-全风化花岗岩类边坡地质灾害中,而刚性变形破坏机理主要体现在微风化和球状风化花岗岩类边坡中。     

水平岩层软弱基座危岩体演化过程研究

以重庆市甄子岩29号危岩体为研究对象，基于现场调查和分析解剖，建立UDEC离散元数值计算模型，对其演化变形过程进行模拟分析。研究表明，在巨大的自重作用下，由于基座岩体岩质软，岩体较破碎，且基座外侧为直立的陡崖，具有完整的临空面，从而使基座岩体易发生压缩流变及剪切流变，进而使危岩体存在滑移垮塌的危险。     

沙坡头水利枢纽坝基软岩工程地质特性研究

沙坡头坝基岩体主要为石炭系泥岩和页岩。受区域多期构造运动影响,岩体中微结构面发育,泥岩和页岩干密度小、亲水性强、失水干裂、遇水软化、膨胀性,力学强度低,属极软岩。通过对泥岩、页岩物理力学特性、水理特性及变形特性研究,提出坝基软岩保护及处理措施,解决了工程设计和地基处理技术难题。     

直立岩质切向边坡岩体原位直剪试验研究

针对岩质切向边坡发生剪切破坏时其剪切面难以预测,同时在强风化作用下造成岩体性质差异使得岩体强度参数难以准确获得的问题,本文以遵义市花台坡高边坡为工程背景,开展直立岩质切向边坡岩体原位直剪试验研究。得出切向边坡岩体剪切过程受到走向与坡向垂直的结构面控制,剪切面首先沿此方向上的节理裂隙扩展,硬岩剪切过程中剪切面呈现"台阶"型破坏面,粗糙度小;较硬岩剪切破坏面呈现"波浪"型,起伏剧烈,粗糙度大;软岩发生整体剪断,剪切面较为平整;而含贯通性倾坡外结构面的岩体则沿结构面发生剪切破坏,剪切面顺直平滑。与室内三轴试验对比后发现,现场原位直剪试验结果很好地反映了工程实际情况,特别是对于薄层软硬相间的岩体,能提供更为准确的岩体强度参数。     

拉剪应力状态下裂隙岩体动态损伤演化

岩体开挖是一个不断卸荷、变形损伤、质量劣化的动态力学过程。卸荷状态下,拉剪复合断裂是岩体断裂中最危险的一种情况。现应用断裂力学和损伤力学,对裂隙卸荷损伤岩体的力学性质进行研究。总结拉剪应力状态下裂隙岩体损伤力学模型,分析得出：拉剪应力状态下裂隙裂化、损伤积累,损伤演化表现为＂动态损伤＂;而后以某水电站边坡的开挖卸荷为例,验证了岩体裂隙损伤贯通直至破坏的过程。     

黄河沙坡头水利枢纽坝基岩体工程地质特性研究

沙坡头坝基岩体以石炭系泥、页岩为主，具有亲水性强，遇水软化、崩解，失水干裂的特性，且具有膨胀性。泥、页岩中微结构面发育，力学强度极低，属极软岩。系统分析了泥、页岩物理力学特性、水理特性、地球物理特征及基坑变形特征，并对参数选取原则和基础处理措施进行了论述。     

某引水隧洞深埋软岩洞段围岩变形量敏感性分析

通过深入分析西南某深埋长引水隧洞软岩洞段地应力钻孔实测资料,得到了水平构造应力侧压系数随隧洞埋深的变化规律。在此基础上,采用快速应力边界法开展数值计算,探讨洞型、围岩类别、埋深等因素对该段围岩变形量的影响及其变化规律,开展了围岩变形量敏感性分析。结果表明,该洞段围岩变形量随围岩类别降低而增大,随埋深增加而增大。研究成果可为该类隧洞深埋软岩洞段开挖支护设计提供借鉴。     

百东河水库溢洪道尾水渠软岩边坡稳定性分析

百东河水库溢洪道尾水渠段两侧以高陡基岩边坡为主,岩性以三叠系粉砂质泥岩夹泥质粉砂岩为主的软岩,在水库加固过程中需对溢洪道尾水渠边坡实施开挖和治理。对于软岩地区的高陡边坡开挖和治理,应充分考虑施工过程中的各种因素,特别是软岩表层岩体的快速风化影响边坡治理效果。通过对该类型边坡进行稳定分析,提出了相应的处理方法。     

赴法国水利水电技术交流与考察

岩石高边坡稳定性评判和变形规律是一项技术复杂、难度高的工作,法国巴黎矿业学院地质研究中心(ARMINES-CGI)在岩石高边坡稳定性评判和变形规律方面进行过深入研究,在边坡监测和数据分析方面具有先进技术和方法.法国电力结构合理,安全监测管理手段先进,病坝改造方法独特、实用.     

复杂层状建基岩体可利用性及开挖深度优化研究

建基岩体的可利用性及开挖深度关系到水电站工程的可行性、合理性及经济性等,是技施阶段重要研究内容之一。基于对坝基不同岩性及其组合的岩石力学特性试验、岩层厚度、RQD值、波速测试及配套的现场大型变形试验等,研究了复杂层状建基岩体的结构特征和质量标准,并基于岩体波速建立岩体结构、岩体质量及变形参数的预测评价模型,确定了复杂层状岩体的可利用性标准,并对开挖深度进行了优化研究。结果表明：在砂岩类占比约60%的整个坝基岩体中,微新及以下复杂层状砂板岩以坚硬岩为主,且原位状态下岩体层面效应基本消失,完整性大幅提高;岩体波速与岩体结构、岩体质量及变形参数间具有很好的对应性;基于岩体波速建立了建基岩体利用标准,并将河床建基面开挖深度整体抬高约10 m,减少了岩基开挖和混凝土浇筑量并缩短了工期。     

软岩隧洞TBM施工中围岩变形预测研究

TBM施工过程中,为防止软岩变形导致卡机事故的发生,需要对围岩变形进行准确的预测。以巴基斯坦N-J水电站为研究对象,通过对围岩变形监测数据的反演分析,得到其蠕变参数,并采用反演得到的蠕变参数对大埋深洞段的围岩变形进行预测。结果表明,TBM在软岩段掘进过程中,围岩除了产生明显的弹塑性变形外还会出现明显的蠕变变形,且蠕变变形在TBM在开挖后的几小时内会迅速增加,增大了TBM卡机风险。建议TBM在软岩段掘进过程中,在保证安全的前提下尽可能快速通过。