堆积层边坡位移矢量角的形成作用机制及其与稳定性演化关系的研究

通过对堆积层边坡不同稳定性演化阶段的变形性质和基本构成的分析，发现堆积层边坡表层位移矢量角是由整体滑移矢量角、压缩位移矢量角、塑性变形位移矢量角及蠕动变形矢量角构成。且其构成比例是随着边坡的不同位置及不同稳定性演化阶段而变化。同时，对表层位移矢量角在堆积层边坡不同稳定性演化阶段的形成作用机制进行了深入分析与探讨，分别建立了堆积层边坡压缩变形阶段和塑性变形阶段的表层位移矢量角与相应位移速率及其他参数的定量关系，总结了位移矢量角在不同演化阶段及不同部位的变化规律。最后运用新滩滑坡不同演化阶段的实际位移监测资料进行了验证分析，发现新滩边坡稳定性不同，则演化阶段的坡体位移矢量角具有不同变化规律，而且这些动态变化规律与该边坡实际变形失稳阶段相吻合。     

路堑边坡扩建开挖过程中的变形分析

为研究路堑边坡开挖过程中岩体边坡和变形稳定性,确保路堑边坡施工及运营期的安全,以路堑边坡扩建工程为依托,采用地表变形及岩体内部位移监测数据分析边坡开挖过程中的变形规律。边坡表面变形通过布设监测点进行监测,边坡深部位移通过钻孔安装多点变位计和测斜管进行监测,得到边坡开挖和变形关系。分析结果表明:在开挖前边坡整体较稳定,随着边坡开挖量的逐渐增多,边坡岩体位移量逐渐增大,边坡深层位移先增加后收敛,最后趋于稳定;边坡发育的断层、拉裂缝、开挖临空面等对边坡在施工期的稳定性产生较大影响;开挖结束后边坡各方向的位移均趋于收敛,地表监测点中水平最大累计位移量为12.30 mm,其方向平行道路走向,而垂直最大累计位移量为10.60 mm,发生在第三级台阶;边坡内部岩层最大水平位移为11.02 mm,主要发生在岩层分界处的断层软弱结构面位置;在边坡的软弱岩层开挖期间,边坡岩体易出现相对较大的位移变形,开挖结束后短期内边坡地表位移趋于收敛,深层岩体的位移基本稳定;在边坡开挖过程中,边坡地表位移及深层水平位移在第二级边坡开挖时均变化较大,第二级台阶岩体的合理开挖是控制整个边坡稳定的关键。     

干坞边坡稳定性计算及边坡变形规律研究

采用简化毕肖普(Bishop)法，对干坞边坡各阶段的稳定性进行了计算分析，计算结果表明，稳定系数Fs在干坞施工及使用各阶段呈先增加后减小的变化规律。基于干坞边坡施工现场监测数据，分析研究了边坡坡顶水平位移的变化规律，得出坡顶水平位移在干坞开挖阶段呈直线变化，而在使用阶段呈自然对数变化的规律，且施工开挖阶段的位移约占总位移的2/3；建议用边坡变形角点效应比Rc来描述边坡变形随空间的变化规律。建立了边坡变形的经验公式，该公式为时间T和角点效应比Rc的函数。     

大变形有限元确定边坡潜在滑面的位移判据

边坡潜在滑面的确定是边坡稳定性分析的主要任务之一，鉴于坡体位移可在现场监测中直接得到，本文提出边坡潜在滑面确定的位移判据，采用大变形有限元，首先计算出边坡的塑性区和位移场，然后在开挖面的不同高度作塑性区内的水平位移参考线，依次连接参考线上的位移突变点，即得到边坡失稳的潜在滑面位置。     

削山填沟高填方边坡变形演化规律与稳定性评估

随着我国山区城镇化建设力度逐步加大，削山填沟带来的高填方边坡稳定性与地基沉降变形问题日益突出。以湖北省十堰市郧西县河夹扶贫产业园为例，综合力学性质试验、有限元与极限平衡分析、自动化监测等手段，开展了削山填沟高填方边坡变形演化规律与稳定性评估研究。研究结果表明，在时步填筑过程中，场地最大沉降增量位移均出现在地表区域，并呈以其为中心，随填筑深度及水平距离的增加位移响应值逐步减小的特征，具有较为明显的空间影响范围；填筑后安全系数为2.531,高边坡处于较安全状态，但考虑到后续降雨和施工荷载影响，应当及时施加工程防护措施；结合沉降、测斜长期监测数据，可以认为边坡变形主要发生在离地表10 m范围内。研究成果能为削山填沟高填方边坡风险评估与地质灾害防治提供技术与实践经验。     

连拱隧道边坡变形的三维监测分析

连拱隧道诱发的滑坡，不但威胁着现场施工人员的安全，还可能使隧道结构出现大量裂缝或者破坏，甚至导致工程整体报废，造成不可挽回的经济、社会损失。以云南元（江）磨（黑）高速公路小曼萨河隧道为例，对隧道边坡变形进行三维监测及洞内变形监测，确定该隧道边坡三维变形的基本模式。边坡变形的三维监测表明：（1）边坡位移三维特征明显，潜在滑面位于隧道以下：（2）边坡向山外（y正方向）方向的位移量最大，主滑方向和隧道洞身斜交，以向山外运动为主，边坡测点总体的运动趋势为向隧道内部和山里转动。在隧道边坡治理中，考虑隧道边坡主滑方向的三维变形特征，取得良好的效果。对隧道边坡变形进行三维监测及洞内变形监测，并将其用于隧道边坡的稳定性分析以及后期治理具有重要的理论意义和实用价值。     

基于空间分布的边坡位移测量数据质量评估方法研究

滑坡灾害预警依赖于边坡位移等监测数据，因此数据质量评估具有重要意义。对边坡剖面位移多点测量数据进行了分析，结果表明边坡在变形破坏过程中一般可划分为不同位移特点的3个区域，同区域各点的位移测量数据具有相关性并且该相关性随着测点间距离的增加而衰减。基于规律认识，设计了边坡区域划分算法，提出一种测点相似度衰减方程，建立了一种边坡位移大数据质量快速评估方法。针对边坡离心模型试验位移测量结果进行分析，验证了方法的有效性。该方法更新迭代时间复杂度较低，能够满足大数据快速处理的要求。     

边坡变形的多因素时变预测模型

在深入分析边坡变形的影响因素及因子模式的基础上，通过融合回归分析和递推模型的优点，结合边坡位移时间序列实测资料，建立了边坡变形的多因素回归时变预测模型，并考虑了降雨和温度变化的影响。通过模型的预测值与实测数据的对比分析，可以监控边坡的变形和稳定性。工程实例表明，该方法具有预测精度较高且实时性强等特点，有较大的应用价值。     

边坡非线性位移的神经网络–时间序列分析

边坡的变形表现出复杂的非线性演化特征，大量的工程实践表明利用部分实测的边坡位移时间序列来预测未来边坡的位移更为准确。以神经网络和时间序列分析方法为基础，使用零均值化和标准偏差预处理方法，以及规则化能量函数法和贝叶斯规则化方法进行BP神经网络建模，利用BP网络对边坡位移非平稳时序进行趋势项提取，使非平稳监测时序转化为平稳时序以进行常规ARMA时序分析。结合滚动预测方法，建立了适合岩土体位移预测的神经网络–时间序列分析联合模型，以隔河岩水电站进水口边坡变形和水布垭水电站大岩淌滑坡位移为例进行预测分析。研究结果表明：新模型的预测精度高、实时可靠，可应用于实际工程。     

江阴大桥南岸边坡安全性综合评判模型的建立

随着工程开挖、工程荷载的增大以及环境因素的变化，岩土体必然产生相应的变形，甚至失稳破坏。安全监测的目的在于预测、发现失稳征兆。实测的边坡外部变形值，通常可由3部分组成，即边坡岩体的弹塑性变形、沿滑动面的剪切位移以及测量误差，而且目前尚难以将对判别边坡稳定性具有重要意义的沿滑动面的剪切位移分离出来。所以，对于在破坏之前变形量不大的岩质边坡，往往不易根据外部变形来判别稳定性。在阐述岩质边坡和地基外部变形特征的基础上，提出了根据外部变形观测成果对工程边坡安全性进行评判的非单点原则、一致性原则、累进性原则、合理性原则、无因果原则和可视性原则，并采用模糊数学方法，建立考虑多因子边坡安全性的综合评判模型，按地基和边坡的结构类型和边界条件分区，给出了江阴大桥南岸工程边坡的安全性评判实例。     

基于极限平衡原理的地震边坡浅层和深层耦合滑移分析

边坡地震位移是评价边坡地震稳定性的重要指标，现有的地震位移分析方法主要针对单一滑动面边坡。基于Spencer极限平衡分析原理，提出了一种滑面为非平面的双滑面土质边坡地震位移计算方法。该方法基于考虑惯性力的极限平衡条分法建立双滑面滑块体系在地震过程中的动力平衡方程，考虑地震引起两个滑动面滑移变形过程中浅层和深层滑体之间的相互影响。将研究方法的结果与有限差分软件FLAC的数值模拟结果进行对比，证明了方法描述地震引起边坡浅层和深层耦联滑移变形模式的合理性和正确性；并将建立的方法分别用于分层土堆积层边坡以及川藏俄岗公路老折山边坡，阐明了该方法用于实际双滑面边坡地震位移计算的可行性。     

高等级公路高填路堤的加固处治技术分析探讨

本文结合工程实例,在高路堤边坡稳定性的分析与计算的基础上,对路堤产生变形的原因及相应的边坡加固处理措施进行了详细阐述,同时对公路表面位移监测、路面沉降监测等监测以及边坡不稳定情况下路堤表面位移及路堤沉降变形的规律进行深入探讨和评价,确保路堤及边坡的稳定。     

开挖和堆载作用下黄土边坡变形特征离心试验研究

为了研究开挖和堆载对黄土边坡变形破坏特征的影响,采用原状黄土在离心机上模拟黄土边坡在开挖和堆载作用下的变形过程,得到了两种工况下黄土边坡的位移变化规律和破坏特征。位移矢量图表明:开挖和堆载前,坡体变形以自重应力作用下的竖向变形为主;开挖和堆载后,坡体中后部土体以垂直向下变形为主,前部土体变形以水平变形为主;对模型边坡控制点位移特征分析,发现开挖对前部土体变形影响较大,堆载对后部土体变形影响较大,但开挖是影响边坡变形的最主要因素;开挖和堆载作用下黄土边坡的变形过程完全不同。     

高等级公路路堤边坡稳定性分析及加固处理效果监测评价

本文结合工程实例,在高路堤边坡稳定性的分析与计算的基础上,对路堤产生变形的原因及相应的边坡加固处理措施进行了详细阐述,同时对公路表面位移监测、路面沉降监测等监测以及边坡不稳定情况下路堤表面位移及路堤沉降变形的规律进行深入探讨和评价,确保路堤及边坡的稳定。     

边坡非线性位移的神经网络-时间序列分析

边坡的变形表现出复杂的非线性演化特征，大量的工程实践表明利用部分实测的边坡位移时间序列来预测未来边坡的位移更为准确。以神经网络和时间序列分析方法为基础，使用零均值化和标准偏差预处理方法，以及规则化能量函数法和贝叶斯规则化方法进行BP神经网络建模，利用BP网络对边坡位移非平稳时序进行趋势项提取，使非平稳监测时序转化为平稳时序以进行常规ARMA时序分析。结合滚动预测方法，建立了适合岩土体位移预测的神经网络-时间序列分析联合模型，以隔河岩水电站进水口边坡变形和水布垭水电站大岩淌滑坡位移为例进行预测分析。研究结果表明：新模型的预测精度高、实时可靠，可应用于实际工程。     

深挖路堑施工与变形监测分析

结合隰吉高速公路深挖路堑施工与变形监测实践,根据监测结果分析边坡稳定性。结合深挖路堑实际情况,制定施工方案,开展路堑开挖和边坡防护。分别布置测点和钻孔测斜仪,对路基边坡地表位移和深部位移开展监测,分析监测结果得出施工后边坡变形逐步趋稳,现场未发现边坡出现明显变形破坏,边坡稳定性良好。     

公路边坡位移监测与稳定性评价

结合公路边坡变形特点,选取代表性的公路边坡横断面和边坡位移跟踪监测点,利用地表位移监测桩来实地测量边坡的表层位移和利用多点位移计来监测边坡坡体内部的深部位移,依据位移监测结果可以判定该公路边坡在施工开挖过程中的失稳状态.最后结合现场监测数据与实地调查表明,表层和深部位移监测对边坡信息化施工和稳定性的评价具有指导作用.     

三峡工程永久船闸边坡位移反分析回顾

总结了1994～2000年间，作者在三峡工程永久船闸高边坡的第一期和第二期位移反分析方面的主要研究成果，包括理论与工程应用、边坡岩体变形机制及其数值模拟方法等。认为位移反分析理论研究很重要，但足由十岩体变形的非连续性，工程应用上应该加强岩体的宏观变形行为及其数值模拟方法的研究。就三峡工程的块状结构边坡而言，岩体的变形主要由松动区的变形构成，在变形分析中将松动区等效为一种弱化的线弹性材料，模拟其宏观变形行为是合适的。     

节理岩质边坡地震时程响应分析

通过对节理岩质边坡输入6组不同频率、波形的模拟及实测地震波进行计算,研究边坡在地震过程中的变形时程响应。根据对预置监测点的位移时程曲线的分析,将边坡在地震过程的变形可划分为变形启程、变形累积及稳定(失稳)3个阶段及启程剧动、临界变形2个关键点;并通过对边坡动力响应规律的总结和探讨,验证节理岩质边坡在地震过程中,位移的边缘放大效应。计算结果表明：等效地震波波形和频率对计算结果有较大影响,4种不同波形的正弦波产生的极限位移相差1倍,采用振幅由小到大的正弦波替代实测地震波能获得更为接近实际情况的计算结果。地震波频率的高低对边坡的累积变形影响较大,高频快速振动会加速边坡变形的累积和失稳,地震波的高频部分控制边坡的累积变形,低频部分控制边坡变形的启程。     

复杂地质条件下露天矿边坡稳定的相似模型研究

针对东北抚顺西露天矿复杂的地质条件,利用物理模拟方法对岩体开挖、边坡形成过程进行相似模拟,并对全场边坡岩体位移变化跟踪观测。通过对该露天矿在边坡在开采扰动过程中的位移变形进行统计和分析,可较全面地给出边坡岩体在开挖过程中的位移变化规律,基本掌握该露天矿边坡变形破坏模式及其产生的主要原因,从而得出地质构造对边坡破坏的影响模式。