黄土-砂岩二元结构路堑高边坡失稳机制模拟分析

在地质背景复杂的西北地区进行路堑开挖的工程中遇到了大量以上部为黄土层、下部为砂岩层的典型二元结构路堑高边坡。为确定黄土-砂岩二元结构路堑高边坡的失稳变形机制,依托兰永线高速公路K35+092段工程,利用有限元分析软件GEO-studio建立了黄土-砂岩二元结构路堑高边坡开挖全过程的数值模型。通过对边坡在分步开挖卸荷过程中的坡顶水平位移、竖向位移、深层水平位移、边坡稳定性安全系数变化,以及边坡在开挖状态下应变模拟结果的分析,对黄土-砂岩二元结构路堑高边坡的破坏特征以及失稳破坏机制进行了较为系统的研究。研究结果表明:黄土-砂岩二元结构路堑高边坡的结构特点、地层岩性决定了其失稳变形机制,在开挖卸荷过程中,坡顶水平位移不断增大,土体内塑性应变累积,边坡稳定性逐渐降低;黄土-砂岩二元结构路堑高边坡中的软弱夹层充当“滑动垫层”,起到“润滑”以及“弱化边界”的作用,是边坡潜在的不稳定因素之一;随着路堑边坡的刷方卸荷,上覆黄土坡体发生滑移破坏并对下伏砂岩坡体产生巨大的冲击力,而下伏坡体顺层剪出破坏产生的“联动作用”再次引发上覆坡体的滑塌下错,致使边坡整体失稳。为避免类似黄土-砂岩二元结构路堑高边坡失稳滑塌的发生,可采用框架预应力锚杆支护结构对边坡进行加固。     

郑西客运专线黄土路堑高边坡植被防护技术

以郑西客运专线DK297+183至DK298+420的黄土路堑高边坡为试验段,探讨了采用工程防护与植被防护相结合的方法对黄土路堑高边坡进行防护的可行性,从边坡稳定和坡面植被根系特性两个方面分析了黄土路堑高边坡的适宜坡型,在此基础上进行了植被防护试验。试验结果表明,采用合理坡型,在坡面形成适宜植物生长的土壤环境,并进行植物的合理配置,该植被防护技术可应用于黄土路堑高边坡的防护且有利于植被恢复。     

浅析湿陷性黄土地区高边坡治理

为保证湿陷性黄土地区最大坡高78m的高边坡安全稳定运行,通过调查、地质勘察及试验数据分析高边坡老黄土的特性,采用简化毕肖普法对高边坡抗滑稳定安全系数进行计算,确定陡坡比、多级宽平台的设计方案,为类似高边坡治理工程的设计提供了参考。     

某水库工程左岸高边坡稳定性评价

在水利水电工程中,高边坡稳定问题常常是影响工程的重要地质问题之一,文章针对新疆某工程的高边坡稳定问题,采用结构面统计与边坡稳定性分析程序-YCW,对岸坡分布的结构面进行统计分析,在结构面分组的基础上进行了边坡的稳定性分析评价。     

基于FLAC的极限状态黄土高边坡强度参数反演

评价边坡稳定性关键问题是确定滑动面和可靠的抗剪强度参数。基于数值模拟技术,提出一种新的方法,可在无需事先假定滑动面的情况下得到可靠的强度参数。通过对兰州地区30个极限状态黄土边坡的坡高和坡宽参数进行统计,发现二者呈线性关系,且拟合度较高。根据所得到的回归方程,采用FLAC建立边坡模型,利用强度折减法对兰州地区边坡进行强度参数反演,将4个邻近高度边坡得到的参数反演曲线绘于同一坐标系中,得到该坡段综合强度参数值。反演结果表明:随着坡高的增加,黄土内摩擦角逐渐减小,黏聚力增大。根据计算结果,绘制60～120 m边坡高度下强度参数综合反演曲线,可直接进行黄土高边坡稳定性评价,提高了工作效率,也为高边坡几何形态的设计提供可靠的数据支持。     

水布垭水电站马崖高边坡稳定性分析

水布垭马崖高边坡地质结构复杂，是坝址区自然稳定状况最差的高陡边坡，在正面坡与西侧坡的转折地带选取一典型剖面，该坡段3面临空，危岩体与卸荷裂隙极为发育。通过采用二维有限元和极限平衡方法对典型部位边坡的天然状态、削坡减载及泄洪冲刷3种工况下的变形、应力状态及其安全系数进行计算及分析，对马崖高边坡在天然状态下与工程荷载作用下的稳定性进行了评价。     

大岗山水电站右岸边坡安全监测设计

大岗山水电站右岸坝肩开挖高边坡区地质条件复杂,岩体风化卸荷较强烈,浅表部风化卸荷强烈,呈碎裂-块裂结构,岩体质量较差,坡体深部发育有中缓倾坡外的XL316和XL9-15两个长大裂隙密集带。在右岸边坡监测设计中,遵循边坡地质条件、开挖支护设计及边坡稳定计算,并根据施工地质进行动态调整和优化,为右岸边坡稳定性分析提供资料。     

基于三维精细模型的水利工程高边坡稳定分析

水利工程高边坡的稳定分析对于边坡支护措施的设计具有重要意义,二维边坡稳定分析无法考虑坡面和岩层的空间变化,不能满足高边坡稳定分析的精度要求。充分考虑边坡体地形、地质的空间形态变化,通过建立基于地形、地质精细模型的三维边坡开挖模型,采用基于强度折减法的三维有限元软件,实现对水利工程高边坡三维开挖的稳定分析。以西藏某水利工程为例,分别通过二维边坡分析和三维边坡分析计算在不同工况下的稳定系数和滑动带,结果表明,与二维分析相比,三维边坡稳定分析得到的结果更加符合工程实际。     

石山地区某工程岩质高边坡的赤平投影解析

岩质高边坡的稳定性除了受构成边坡岩体、岩石风化情况、坡脚和坡高、临空卸荷效应等因素的影响以外,主要受结构面的控制和影响。根据岩体地质条件对四川某工程存在的岩质高边坡进行分段,并运用赤平投影来分析各段边坡的稳定性。结果表明:赤平极射投影是一种有效的定性分析方法,对岩质高边坡的稳定性分析起到一定的作用,为高边坡的稳定性计算和支护设计提供有力的依据。     

官地水电站右岸导流洞斜出洞方案边坡稳定分析及处理

介绍了官地水电站右岸导流洞出口边坡工程地质概况,根据地质情况对导流洞斜出洞方案边坡进行稳定分析评价以及出口边坡支护处理。监测成果表明,坡体处于稳定状态,出口边坡优化设计合理,同时为复杂地质高边坡条件下超大断面地下洞室出洞布置积累了经验。     

折射波法在边坡岩体卸荷风化分带中的应用

边坡岩体卸荷风化层厚度及其性状是边坡设计的基本依据.目前,边坡岩体卸荷风化分带主要采用的波速分带方法是利用岩体波速与边坡距离之间的变化关系来进行的.边坡各卸荷风化层岩体波速差异不大,因此对测试波速精度有较高要求.与常规折射勘探相比,小排列折射波法具有如下特征:采集仪器应具有高采样率,接收换能器为宽频带高频,接收道数为2～3道,道间距小,沿勘探平硐轴线布置测线,不需要钻孔,利用勘探平硐爆破开挖时产生的低速松动层所提供的折射波探测条件能直接求出原状岩体波速的测试方法.工程应用表明:折射波法计算原状岩体波速公式简单可行,能有效克服地形影响,测试精度高,应用该波速能有效地划分出边坡卸荷风化层厚度,并对分层岩体性状进行分析评价.     

基于灰色关联度的黄土边坡稳定性因素敏感性分析

敏感性分析是黄土边坡稳定性研究的一个重要方面。基于灰色关联分析理论,以兰州地区的黄土边坡为工程实例,采用灰色关联度分析坡高、坡率、重度、黏聚力、内摩擦角和地震作用6个不相关因素对黄土边坡安全系数敏感性的影响。研究结果表明:黏聚力和内摩擦角的变化对黄土边坡稳定性的影响最敏感,其次是重度和地震作用,而坡高和坡率对其影响则相对较小。灰色关联度法可较精确直观地表示各参数对稳定性系数的影响程度,能将分析结果定量化,并能清楚地显示出主要因素和次要因素,是一种既简单又实用的分析方法。研究成果为兰州地区类似黄土边坡的防护治理和设计提供重要参考。     

蒙特卡洛法在岩质边坡稳定分析中的应用研究

以岩质高陡边坡为研究对象 ,运用可靠度分析方法中的蒙特卡洛法对边坡进行稳定性分析 ,求出边坡失效概率值 ;提出边坡处理优化模型 ,对边坡进行优化设计 ,并运用经济分析方法得出边坡处理最优方案     

铜湾水电站左岸高边坡稳定性分析与评价

通过工程地质分析,监测资料分析和有限元数值模拟分析对铜湾水电站左岸船闸高边坡的长期稳定性进行分析与评价,并通过计算结果与实测资料对比,验证了计算结果的可靠性。分析结果表明:开挖后边坡不存在整体稳定问题;边坡的潜在危险区域主要在Z0+70.0桩号附近,降雨时边坡的稳定性明显降低;边坡满足长期稳定的要求。建议加强坡体排水,注意坡面防渗。     

南水北调中线穿黄南岸黄土高边坡稳定性分析

采用静力有限元数值分析法计算了南水北调中线穿黄工程南岸连接段明渠黄土高边坡的变形场、应力场等,利用计算得到的应力水平值分析了边坡在各种工况下的稳定性,并按照"陡边坡、大平台和控制单级坡高"的思路对边坡进行了优化。优化设计方案静力有限元计算结果表明:优化设计方案具有减少开挖土方量,增强边坡稳定性,防止雨水冲刷边坡等优点,满足边坡安全要求。     

不同进洞高程隧道洞口段大型振动台模型试验研究

随着我国“一带一路”战略对中西部铁路建设投资力度的进一步加大,黄土地震区隧道安全问题日渐突出。如目前已建成的宝兰客运专线、兰渝铁路,正在修建的成兰铁路、银西铁路等都穿越黄土地震带。长期以来,进洞高程作为影响黄土隧道洞口段边坡隧道系统动力响应的重要参数,很少得到关注。因此,将进洞高程作为一个关键参数,借助振动台模型试验与数值模拟分析,定性研究了坡-隧系统动力响应的特点,设计了相似比为1∶70的隧道洞口段边坡隧道系统大型振动台模型试验。坡脚进洞和1/2倍坡高进洞模型试验震害观测结果表明:坡-隧系统坡高、坡角、入射地震波、岩土体材料、填筑方式、衬砌结构相同,进洞高程不同,洞口段破坏形态不同,破坏程度各异。进洞高程对衬砌结构加速度响应的影响与激振幅值的大小密切相关,坡脚进洞的加速度响应远远小于1/2倍坡高处进洞衬砌结构的加速度响应。     

夯击荷载对黄土边坡动力性能的影响分析

通过工程实例,应用有限元软件ＧＴＳ,对路基夯击荷载激励下某高速公路黄土边坡的动力响应 规律进行了模拟研究。结果表明:水平和竖向加速度、速度、位移均随夯击荷载作用产生并迅速衰减, 水平动力响应和竖向动力响应基本同步;边坡对水平动力反应有放大效应,且放大效应随坡高的增加 而增加;坡体中、上部坡表部位对夯击振动的反应幅值较之内部存在放大现象。动力反应幅值随埋深 的增大而衰减,且水平方向动力反应幅值较竖直方向衰减快,衰减速率随坡高的增加而减小。     

基于动力有限元法的落石运动轨迹研究

落石运动轨迹的研究是进行落石拦截系统设计的关键,它直接关系到落石拦截系统的成败。采用落石质点模型与ANSYS/LS-DYNA有限元软件研究落石运动轨迹特征,并对2种方法在变坡点处的偏角大小进行比较分析,然后基于实际落石灾害案例对2种方法进行比较,结果表明:忽略形状和大小的质点模型运动轨迹在变坡点处,其弹跳高度与运动距离大于数值模型;以质点模型计算结果作为防护依据,工程造价过高;对于单个典型落石而言,质点模型只能大致反映落石运动趋势,而有限元计算结果能真实反映空间范围内不同形状落石在坡面微地貌影响下不同位置的运动姿态,可以提取任意时刻落石运动特征参量,更接近实际工程情况,可预测落石运动轨迹。研究成果可为落石灾害防治提供指导。     

某水电站坝肩工程边坡稳定性三维数值模拟分析

根据对某水电站坝肩工程边坡详细的野外实地调查,通过查阅和整理大量的资料总结出工程区边坡工程特性,得到边坡稳定性定性评价;利用FLAC3D数值模拟方法对开挖边坡稳定性进行了数值模拟分析研究?根据边坡稳定性定性分析和数值模拟计算分析结果对坝肩开挖边坡稳定性提出综合分析评价,得出结论:整个坝肩边坡在开挖状态下整体处于稳定状态,为坝肩边坡安全开挖和治理提供了依据?