“叠合悬臂梁”模型在层状反倾岩石边坡计算中应用的探讨

层状反倾岩石边坡的破坏模式以倾倒折断破坏为主,目前在进行边坡设计和稳定性评价时,一般依据各向同性介质理论,采用极限应力法确定近似圆弧滑面,作为边坡稳定性计算和设计参数选择的依据,这种计算方法用于层状反倾岩石边坡显然是不合适的。本文建立"叠合悬臂梁"计算模型,来对层状反倾边坡进行分析,得出了增大反倾岩层层面之间的粘聚力和内摩擦角,以及增大层状岩体的层厚,均可增大反倾边坡的稳定性的结论,并结合具体的工程案例进行初步计算,给出了初步估算反倾边坡发生倾倒折断破坏的方法,从而为定量的分析层状反倾边坡的破坏机理及影响因素提供了参考依据。     

含单条顺层结构面岩体中爆破振动的规律

为了研究爆破地震波在含结构面岩体中的传播规律,以大冶铁矿爆破开采工程为依托,基于动力有限元数值模拟分析了深孔爆破的荷载特性,建立了坡角为50°的含单条顺层结构面岩质边坡,分别分析了采矿深度、结构面刚度和结构面倾角对坡面质点峰值振动速度分布特征的影响。结果表明:结构面的存在对爆破地震波的传播规律有显著的影响,但采矿深度的影响相对较小;结构面法向刚度的增大在一定范围内能显著提高爆破地震波的透射效应;切向刚度和结构面倾角的影响相对较复杂。     

基于坡面卸荷的土质边坡应力状态及稳定性分析

边坡稳定性分析中极限平衡法难以考虑土体应力状态,坡体滑面应力计算又长期停留在数值方法上。为解决这一问题,提出坡面卸荷应力等效思路,将坡面按半无限边界考虑后利用弹性理论求解坡体应力,并根据滑面应力进行稳定性安全系数计算,最后结合多个算例将潜在滑动面位置、滑面应力分布、安全系数与已有理论进行比较。研究结果表明:坡面卸荷应力等效思路概念清晰,符合边坡受力特征,且通过该思路求得的滑面应力与有限元分计算结果基本一致,搜索得到的潜在滑动面位置,以及对应的稳定性安全系数与有限元强度折减法、极限平衡法计算结果十分接近。此外,该计算方法还能有效与支护结构预应力结合,体现预应力的加固作用。     

基于边坡稳定性的爆破振动控制标准确定方法

基于不良地质条件边坡开挖爆破振动控制的工程实践,通过对爆破作用下边坡沿控制性滑动面的稳定性进行极限平衡分析,提出了基于边坡稳定性的爆破振动控制标准确定方法,并对不同强度参数下爆破振动安全控制标准变化规律进行了分析。结果表明,爆破振动安全控制标准值[PPV]主要与边坡静态稳定性安全系数K_j、动态稳定性安全系数设计值[K_d]以及滑动面倾角、黏聚力和内摩擦角有关。[PPV]与K_j和滑动面内摩擦角呈非线性正相关关系,且随内摩擦角增大,[PPV]增大越快;[PPV]与[K_d]和滑动面倾角呈非线性负相关关系,一定范围内,随[K_d]增大[PPV]降低得越迅速,而随倾角增大[PPV]降低速率减小;[PPV]存在极小值。[K_d]越大,边坡对振动控制越严格。通过分析爆破作用角度可知,超过80%的情况下最大爆破作用力并非位于最不利方位。     

基于强度系数折减有限元法的土质边坡稳定性敏感性分析

土质边坡稳定性影响因素较多,如何抓住关键因素筛选出潜在滑动且安全系数相对较低的边坡,将是提前成功治理的关键。该文基于强度系数折减有限元法,通过简化的土质边坡模型,计算得到不同边坡高度、坡率、土体重度、黏聚力、内摩擦角和地下水位等参数条件下的稳定性系数和无因次单因素分析,从而确定最敏感的参数,为筛选潜在滑动边坡提供依据。     

爆破作用下岩体顺倾软弱夹层的变形规律研究

当炮孔穿过含顺倾软弱夹层边坡时,爆炸冲击波与爆生气体不可避免地对软弱夹层产生推移、使其变形.利用ANSYS/LS-DYNA建立含软弱夹层的顺倾岩质边坡台阶爆破的有限元模型,分析了抵抗线、夹层初始厚度、夹层倾角这3个主要因素条件下,爆破作用下岩体顺倾软弱夹层的变形规律:1)随着抵抗线的增加,爆腔范围也越来越大,其厚度也随之越变越厚;2)夹层初始厚度越薄,爆破后夹层厚度增加率越大,同时也越容易被推移;3)随着夹层倾角的增加,夹层厚度峰值也随着增加,但其最终夹层厚度随夹层倾角的增加而减小.     

二级支护边坡重力式挡墙地震动力特性的振动台试验研究

根据顺层岩石倾角20°,30°和40°,设计了3个比尺为1∶8、重力式挡墙与格构式锚杆框架结构二级组合支护的厚覆盖层与顺层岩石边坡模型,开展了3个大型振动台模型试验,对比研究多级支护和不同顺层岩石倾角条件下重力式挡墙的地震动力响应特性。大型振动台模型试验以汶川波作为激振波,采用水平(X)向、竖直(Z)向和水平竖直(XZ)双向等三种激振方式,测试了重力式挡墙加速度、动位移和动土压力响应特性。通过分析加速度动力响应特性,得到了加速度放大系数随激振方式、激振加速度峰值、墙高和顺层岩石倾角的变化规律;通过分析动位移响应特性发现,重力式挡墙主要产生水平向动位移响应和动位移模式,且主要由水平向激振所产生,其动位移响应特性、动位移模式不因激振方式、岩层倾角而变化;通过对动土压力响应特性分析,得到了不同岩层倾角、激振方式条件下的动土压力沿墙高分布形式,以及动土压力响应峰值与岩层倾角、激振方式的变化规律。试验研究结论为二级支护边坡中重力式挡墙抗震设计及其地震动力反应特性的进一步研究奠定了良好的基础。     

强度储备法在岩质高边坡稳定性分析中的应用

强度储备法抓住影响边坡稳定因素中最关键最难确定的强度指标，通过研究不同强度参数所对应的破坏区域的演变关系来分析边坡的稳定性和潜存的破坏机理，是切实可行的。受材料及试验水平限制，以往在该方面的研究仅局限于少数数值分析。本文结合具体边坡工程实践探索强度储备法在岩质高边坡稳定性分析中的应用。在边坡稳定性三维非线性有限元分析中用强度储备法求这坡在各种工况下的安全系数，并在三维地质力学模型试验中用该方法寻求     

深基坑复合土钉支护稳定性分析方法及其应用

探讨计算复合土钉支护边坡稳定性安全系数的一种方法,为设计提供较为科学合理的分析手段。基于土坡稳定性分析的Bishop法,建立了稳定性安全系数的计算公式。采用几何控制参数法对最危险滑移面进行搜索。通过分别移动基底、地表水平面和位于基坑高度一半处的水平面上的三个几何控制点,寻找到边坡最危险滑移面并计算出对应的稳定性安全系数。计算表明:(1)用几何控制参数法搜索的最危险滑移面有且仅有一个;(2)改进后的搜索方法趋于完善、合理和准确;(3)对于软弱土层,当边坡侧壁垂直时,滑移面通过坡趾的假设不合理;(4)用该方法计算的工程实例安全系数与实际情况吻合较好,具有较高的工程应用价值。     

用有限元强度折减法进行边坡稳定分析

通过对边坡非线性有限元模型进行强度折减,使边坡达到不稳定状态时,非线性有限元静力计算将不收敛,此时的折减系数就是稳定安全系数,同时可得到边坡破坏时的滑动面。传统条分法无法获得岩质边坡的滑动面与稳定安全系数。该方法开创了求岩质边坡滑动面与稳定安全系数的先例。文章对此法的计算精度以及影响因素进行了分析。算例表明采用摩尔-库仑等面积圆屈服准则求得的稳定安全系数与简化Bishop法的误差为3%～8%,与Spencer法的误差为1%～4%,证实了其实用于工程的可行性。