地震作用下金沙江某跨江桥梁岩质岸坡动力响应分析

由于地震波的随机性及地质构造的复杂性,导致岩质边坡的地震响应特征变得十分复杂。以金沙江地区某跨江桥梁岩质岸坡为例,采用有限元方法研究了地震波在岩质边坡内的传播特征,分析了不同类型结构面对边坡动力响应特征的影响;采用振动台模型试验验证了数值计算结果,探究了边坡的动力变形演化规律及其破坏机制。研究结果表明：软弱结构面对岩质边坡的波传播特征影响较大,在波传播过程中结构面使坡内出现局部的放大效应,相同条件下边坡的动力放大效应为：块状边坡>顺层边坡>反倾边坡。边坡高程、坡表微地貌及结构面对边坡的动力放大效应具有较大的影响,边坡动力放大系数随高程增加而增加,坡表微地貌变化使平台区域出现局部放大现象,块状边坡中放大效应主要集中于最上层顺向结构面以上的表层坡体。地震作用下块状边坡的动力放大效应随激震强度的增加而增加,边坡动力变形演化过程主要包括弹性变形、塑性变形和滑动破坏3个阶段。软弱结构面对块状边坡的地震破坏模式具有控制性作用,最上层顺向结构面为潜在滑面,其地震破坏模式为拉裂-滑移-倾覆式破坏。     

巴鹤公路K169＋600～K169＋800段边坡危岩稳定性及防治措施分析

实地勘察查明,巴鹤公路K169＋600～K169＋800段岩质边坡整体稳定,主要地质灾害问题为路基左侧上方边坡危岩失稳破坏问题。在详细分析了其发育特征及变形破坏模式等基础上对其稳定性进行评价,并提出针对性防治措施建议,具有实际工程指导意义。     

地震作用下节理岩质边坡的动力稳定性分析

基于离散数学的思想,将边坡离散为众多子区域,利用离散元强度折减法,以子区域特征点的位移时程曲线是否收敛作为岩体的失稳判据,研究节理岩质边坡的动力稳定性.通过分析边坡的动力响应规律,验证了由该方法确定的边坡滑面位置及安全系数是合理的.在此基础上,以某大型节理岩质边坡为例,分析了地震作用下边坡的变形破坏特征.计算结果表明,边坡的变形破坏存在浅表层动力效应,该效应在汶川震区边坡震害中多有体现.通过分析边坡浅表层动力效应的产生机理,为节理岩质边坡的防护提供一定的参考.     

滑坡防治格构梁锚杆地震动力响应分析

针对锚杆格构支护的均质土坡在地震作用下的动力响应,通过振动台模型试验,研究锚固边坡在地震作用下的动力响应差别、不同坡高锚杆在地震作用下的受力机制,揭示了均质土坡及其支护结构在地震作用下的变形破坏机理。结果表明:地震激励作用下,锚杆的动应变对低频、高量级加速度的地震波反应较为敏感;加速度量级由低→中→高变化时,锚固边坡中承担较大荷载作用的锚杆位置也发生着变化,对应的调整顺序为：中层→顶层→中层;地震强度足够大时,中层锚杆首先破坏,其次是底层锚杆。所以地震荷载作用下锚固边坡的设计不仅要遵循传统的设计思想“强腰固脚”,而且要对上部锚杆的锚头及坡面进行加强处理,防止受到地震浅表效应的影响;并应充分考虑大、小震作用下边坡动力响应的差异。研究结果为更加合理地进行锚杆抗震设计提供了良好的基础。     

露天矿反倾边坡破坏模式及加固机制模型试验

为研究露天矿层状反倾边坡出现的大规模弯曲倾倒破坏模式,开展在未支护及恒阻大变形锚索(NPR锚索)支护条件下的45°倾角多节理反倾边坡开挖物理模型试验.采用多源监测系统采集边坡开挖过程中锚索轴力、应变场及位移场等数据.结果表明：无支护反倾层状边坡开挖过程中表现出4种典型破坏模式：后缘带张拉破坏、坡肩叠瓦状破坏、坡腰弯折破坏以及坡底冲切破坏;采用NPR锚索支护后的边坡在相同的开挖条件下未发生大面积失稳破坏;边坡开挖过程中,NPR锚索轴力呈突增、突降及稳定波动3种模式循环演变,分别对应边坡变形过程中单元板裂缝发育、断裂及坡体复稳3种现象;NPR锚索具有吸能特性,且锚索轴力预警准则同样适用于NPR锚索支护下的岩质反倾边坡.     

节理岩质边坡稳定性分析及其工程应用

采用有限单元法对含节理岩质边坡进行应力应变及稳定性分析,得到边坡岩体的应力分布及变形特征;通过强度折减,得到边坡的稳定安全系数以及可能的最危险滑动面;了解边坡破坏的主要控制因素及破坏过程.以某水电站坝轴线处岩质高边坡为例,采用有限单元法对边坡进行了稳定性分析.结果表明:对于含节理的岩质边坡,有限单元法可以分别研究岩块和节理的屈服情况,为分析边坡可能发生的破坏形式及破坏过程提供依据;通过工程实例验证了有限单元法在节理岩质边坡稳定性分析中的可行性.对于大型工程的含节理岩质高边坡,采用有限单元法分析其稳定性,并与刚体极限平衡方法的计算结果进行对比,能够更好地反映边坡的变形及稳定状态.本研究成果对类似边坡工程具有一定的借鉴作用.     

岩质高陡边坡地震动力响应共性和差异性

以国道G213左侧两处典型的单面、双面岩质高陡边坡为原型,采用新型离散元计算方法CDEM,对高烈度地震作用下单面、双面高陡边坡上的滑体由变形累计到破坏滑动的全过程进行了模拟,并结合振动台试验结果,对单面、双面高陡岩质边坡的地震滑坡响应进行了研究.研究结果表明:单面、双面高陡边坡地震动力响应存在一定的共性和差异性.两者发生滑塌破坏的过程基本一致,即在地震力和重力作用下,滑体顶部先出现拉应力集中,造成滑体沿滑体结构面后缘产生变形,进而造成该处出现拉伸、剪切破坏点,之后随着地震动的持续,滑体结构面上的剪切破坏点逐渐向滑体中前部的锁固段扩展,同时伴随着滑体表面拉伸破坏点的增加,最终造成锁固段发生渐进性破坏,滑体从剪出口滑出形成滑坡.而两者在坡面、坡体加速度的高程放大效应、坡面加速度的傅里叶谱、反应谱等动力响应方面存在差异,说明了坡体形态、坡面角度对上述动力响应具有显著的影响.     

开挖与卸载交替作用对上陡下缓型高陡层状岩质边坡变形失稳影响试验研究(“第六届水利水电岩土力学与工程学术研讨会”推荐稿件)

上陡下缓型高陡层状岩质边坡在我国西部地区典型发育,开挖与卸载交替作用对其变形失稳破坏具有非常重要的影响。以云南磷化集团有限公司所属尖山磷矿上陡下缓型高陡层状岩质边坡为工程背景,依据相似理论开展了模型试验研究,分析开挖与卸载交替作用对这类型岩质边坡变形失稳的影响。结果表明：上陡下缓型高陡层状岩质边坡随开挖深度的逐渐增加,其对应的位移变形量也逐步变大,边坡整体上表现为上部向下运动,下部受压向临空面方向隆起的变形规律,同时当开挖至一定的深度后,坡面与坡中均会发育较多的走向裂缝,且随着开挖深度的不断增加,其不断向坡体深部延伸发展;在整个开挖过程中,坡体中会发育形成“平面与圆弧面复合型”类型的潜在最危险滑移面,且表现为“滑移-弯曲-剪切”的变形失稳破坏特征;对边坡开展的浅部卸载作用效果不理想,虽其位移变形量有所减小,但没改变坡体整体的变形失稳趋势,然对边坡施加的深部卸载作用效果非常明显,使坡面及坡顶产生的裂缝几乎完全消除。研究结果可为我国西部大开发过程中面临的上陡下缓型高陡层状岩质边坡的预警预报与治理设计提供参考。     

基于离心模型试验的岩质边坡敏感性研究

根据相似理论制作了均质岩质边坡模型,通过离心机增加边坡坡体容重再现边坡失稳过程,并对全长粘结锚杆应力进行监测来研究均质岩质边坡在不同加速度作用下的内部应力场变化规律、边坡破坏形式,并预测锚杆监测最佳位置。研究结果表明,在离心机分级加速过程中,各锚杆应力监测点应力曲线呈阶梯式增长趋势,且各监测点在700 s左右曲线出现反弯点,应力监测比位移监测提前;边坡破坏过程中,坡顶易出现拉裂缝,坡脚处易发生压剪破坏;在实际边坡稳定性监测中,宜选择坡脚附近的潜在滑动面处作为监测点。     

节理化层状岩质边坡变形效应及稳定性分析

基于露天岩质边坡中存在软弱夹层、结构面和节理,利用UDEC软件模拟分析不同条件下边坡的变形效应及稳定性.结果表明:边坡滑移变形明显受边坡岩体结构及水力学作用的影响,顺缓层理边坡稳定性明显低于水平层理边坡,降雨渗透作用加剧了顺缓层理边坡滑坡的趋势;一般情况下,边坡位移随层理倾角的增加先增大后减少,反倾边坡的稳定性低于顺层边坡,更易失稳;随着层理倾角的增大,顺缓层理边坡的破坏模式由滑移—拉裂过渡为滑移—弯曲,反倾边坡主要表现为拉剪破坏.     

高速公路扩建工程路基拼宽动态设计

京台高速公路K1040＋000~1047＋400段于2010年底开工扩建。在某高速公路扩建工程中,老路填土的受压沉降已基本完成,为控制拼宽部分路基的变形沉降,确保行车的舒适性,通过分析计算和有限元模拟,对开挖台阶的尺寸进行了优化设计。设计中采取了提高压实度、清坡、削坡、挖台阶、设置土工织物等措施,保证了拼宽路堤的质量。     

三峡库区高切坡破坏模式分析及防护对策

受三峡水库蓄水影响,大量基础设施工程重建而形成了大量的高切坡,暴露出日益增多的地质灾害隐患.以湖北省宜昌市某高切坡为例,采用现场地质调查、工程经验类比和力学计算等手段,结合高切坡的地形地貌、地质结构及构造、地层岩性、岩体风化等特征,分析了该高切坡可能的破坏模式主要有整体滑移、局部剥落掉块、块体滑移、水砂流冲蚀、风化球滚落等.稳定性计算结果显示,桩号K0＋000～0＋040、K0＋214～0＋280、K0＋420～0＋642段,在暴雨工况下该段坡面稳定性较差,不满足规范要求;桩号K0＋040～K0＋214、K0＋280～0＋420段平面滑移计算安全系数小于1.35,安全储备不够.针对分析结果分段采用格构、锚喷治理措施,同时辅以排水、护脚墙及植被恢复等,形成安全、经济、绿色边坡.     

川北某变电站堆积体边坡的变形破坏机制研究

以川北某变电站后方边坡为研究对象,在综合考量边坡地质环境条件调查结果、变形破坏的地质过程定性分析与颗粒离散元 PFC2D 数值模拟结果的基础上,分析研究该边坡的变形破坏机制。结果表明:该边坡是典型的松散堆积体边坡,开挖卸荷是其发生变形的主要控制条件,强降雨是其破坏失稳的主要诱发因素;边坡的变形经历了开挖卸荷变形、变形扩展延伸、深部蠕滑–潜在滑移面贯通 3?个演化阶段;边坡的变形破坏机制为前缘开挖条件下强降雨诱发的蠕滑?拉裂式滑坡。本研究可为该工程和类似松散堆积体边坡治理提供参考。     

桂柳一级公路K250段边坡变形原因及加固措施

Ｋ２５０段边坡变形的原因是老滑坡的影响，降雨诱发，削坡不当及抗滑桩桩长不足，桩位欠合理等。可采用削坡、排水和再加抗滑桩对该边坡进一步加固。     

基于PFC-Geostudio耦合的边坡降雨变形破坏研究

为研究降雨条件下边坡的变形破坏情况,建立典型边坡模型,通过有限元软件Geostudio进行渗流分析,将不同降雨强度下的边坡土体的含水量情况导入至颗粒流方法中,根据颗粒位置修改其重度、及接触参数,并对渗流区域施加渗流力,当降雨强度大于边坡入渗速度时,增加考虑坡面径流对颗粒的拖曳作用,分析了不同降雨强度下边坡变形情况以及滑坡破坏过程。研究表明,发生降雨时,边坡变形主要为沉降,最大变形产生在坡顶位置;当降雨强度较大时,坡脚颗粒会由于冲刷作用发生滑动,并诱发后部边坡土体发生渐进式牵引式滑坡。     

地震荷载作用下二元结构反倾开挖斜坡的变形破坏模型试验

选取彭州市龙门山镇王家坪滑坡所处斜坡作为二元结构反倾开挖损伤斜坡的典型实例,进行了地震荷载作用下变形破坏的室内物理模型试验。结果表明,开挖加剧了斜坡在地震荷载作用下的变形破坏。从破坏形式来看,反倾斜坡的坡变形破坏分为2个部分,一为浅表覆盖层的整体滑动,二为反倾岩层受浅表覆盖层滑动牵引而发生倾倒—崩塌,与野外调查结果吻合。从整个变形破坏过程来看,可以划分为以下阶段:地震初始阶段(浅表覆盖层与基岩接触面逐渐贯通过程)—浅表覆盖层滑动启动阶段—浅表覆盖层全面滑动及基岩牵引—倾倒阶段。试验重现和揭示了斜坡的变形破坏过程和规律。     

浅谈东干渠傍山渠道衬砌形式的选择及应用

以东干渠已建傍山渠道的春季砌护为例,从渠线地质、环境、设计、施工、运行等诸因素分析了以下4类衬砌形式的优缺点：土工格栅渠底、坡脚＋混凝土预制板护坡;混凝土预制板渠底＋现浇混凝土坡脚＋混凝土预制板护坡;现浇混凝土渠底、坡脚＋混凝土预制板护坡;卵石渠底＋金属格栅护坡基础、坡脚＋混凝土预制板护坡．论证了金属格栅及土工格栅对渠道输水的影响,提出了渠道选择衬砌形式必须与环境相适应,即因地制宜的观点,为今后东干渠衬砌形式的选择提供借鉴．     

边坡变形预测的混沌时间序列全局近似方法

边坡系统的各种参量是不确定的和随机的,在其演化过程中发生一系列的混沌现象.运用现代混沌理论,对边坡变形的预测问题进行探索性研究,把混沌时间序列全局近似方法引入到边坡工程研究中,对该理论的建立及预测方法进行系统地讨论.通过对新滩滑坡的研究结果表明,混沌时间序列方法对混沌序列的预测较线性时间序列具有较高的精度.