危岩锚固计算方法研究

危岩是三峡库区典型的地质灾害类型之一，根据失稳类型将危岩分为坠落式危岩、滑塌式危岩和倾倒式危岩3类，其破坏机理分别属于剪切破坏、压剪破坏和拉剪破坏。支撑、锚固、充填等是治理危岩的常用技术类型，其中锚固技术使用频率最高。作用在危岩体上的荷载主要有自重、裂隙水压力和地震力，其中裂隙水压力包括天然状态和暴雨条件下的裂隙水压力，可构成3种荷载组合。按照坠落式危岩和倾倒式危岩稳定系数不小于1．5、滑塌式危岩稳定系数不小于1．3的治理目标，基于极限平衡理论并遵循每类危岩的破坏机理，建立了每类危岩的锚固计算方法，包括非预应力和预应力锚固2类技术，获得了确定每种锚固技术所需要的最小锚杆数计算式。所提出的计算方法已经在三峡库区数百个危岩体治理中得到成功应用，为重庆市有关地方标准的修订完善奠定了基础。     

宜宾市某危岩稳定性计算及应用

以宜宾市龙头山上山公路危岩体作为研究对象,按照出现频率,将作用在危岩体上的荷载拟定为三种荷载组合,根据失稳破坏的可能模式,分为滑塌式危岩、倾倒式危岩和坠落式危岩3类。基于极限平衡理论和岩体结构理论,建立了倾倒式危岩破坏模式下稳定系数的表达式。其结果表明:WY01危岩在天然状况下危岩稳定系数为1. 43,属于基本稳定岩体,在饱和状态下和地震力作用下,属于欠稳定岩体,计算结果与实际情况大致相当。     

地震工况无裂隙坠落式危岩稳定性计算方法研究

危岩是三峡库区主要的地质灾害之一,根据规范按危岩体发生崩塌时可能的失稳破坏模式将危岩分为倾倒式危岩、滑塌式危岩、坠落式危岩三类。地震力是影响危岩体稳定性的重要因素。文章根据后缘无裂隙坠落式危岩的受力特点,运用极限平衡理论,提出了更为合理的危岩稳定性系数计算公式。     

三峡库区危岩稳定性计算方法及应用

危岩是三峡库区两大主要地质灾害之一，是地层组合、地貌特征、水动力特性及地震等因素耦合异变的结果。根据危岩失稳破坏的可能模式，可将危岩分为滑塌式危岩、倾倒式危岩和坠落式危岩3类。三峡库区内危岩破坏的主要荷载有危岩体自重、天然状态的裂隙水压力、暴雨状态的裂隙水压力和地震力，可以构成3种组合：(1)自重 裂隙水压力(天然状态)：(2)自重 裂隙水压力(暴雨状态)；(3)自重 裂隙水压力(天然状态) 地震力。据此，运用极限平衡理论及岩体结构理论建立了危岩稳定性计算方法。该计算方法已经在三峡库区的危岩稳定性分析及治理工程中得到了应用。     

格八电站危岩稳定性分析及治理

危岩失稳破坏的可能模式有三类,即滑塌式危岩、倾倒式危岩和坠落式危岩3类。根据格八电站危岩破坏的类型,运用极限平衡理论及岩体结构理论对危岩稳定性进行分析,采用岩体锚固技术对危岩进行除险加固治理。     

基于数值模拟研究倾倒式危岩的控制设计工况

危岩是迄今国内外研究最薄弱的地质灾害类型之一，尤其在危岩分类及识别、发育机理、稳定性分析及有效防治方面目前处于定性、半定量阶段。根据危岩失稳模式可将危岩分为滑塌式危岩、倾倒式危岩和坠落式危岩三类，目前在进行危岩稳定性分析中，拟定了三种荷载工况，分别是工况一（自重＋天然状态裂隙水压力）、工况二（自重＋暴雨状态裂隙水压力）和工况三（自重＋天然状态裂隙水压力＋地震）。作者通过对倾倒式危岩进行有限元数值模拟，基于位移场和应力场分析得到工况二为最不利工况的重要结论，换言之，工况二即为倾倒式危岩治理工程的控制设计工况。     

大足县北山石刻谭家湾危岩带特征及防治对策

大足县谭家湾危岩带位于北山石刻风景区中心部位,全长210m,共发育15个危岩体,包括滑移式、倾倒式、坠落式三种破坏模式.文章对谭家湾危岩带的成因、影响因素、破坏机制等进行了详细的分析.根据危岩体范围、规模、危岩破坏模式及已经出现的变形破坏迹象,采用地质类比法对各危岩体的稳定性进行宏观判断和定性分析.在此基础上,分别按滑移、倾倒、坠落三种方式对各危岩体进行了稳定性计算.并按各危体破坏模式和稳定性状况,提出了包括锚固、支撑、排水、清除等综合治理措施设计.     

地震作用下坠落式危岩稳定性分析

构建了地震作用下厚层水平岩体中坠落式危岩块体的震动模型,并基于结构动力学和断裂力学,分别建立了危岩块体水平震动和竖向震动时危岩块体的位移、加速度与惯性力和主控结构面联合应力强度因子的计算方法。从能量的角度出发,获得了危岩块震动过程中危岩主控结构面扩展长度的计算方法,提出了危岩主控结构面的扩展判据,进而建立了考虑地震震动效应的危岩稳定系数计算方法。通过算例分析发现,危岩主控结构面对危岩体震动加速度的影响较大,考虑危岩主控结构面后危岩体的加速度峰值增加了55.56%;此外,将地震荷载视为动荷载,考虑了主控结构面在震动过程中的扩展长度的危岩稳定系数计算方法较传统的拟静力法更加安全,该方法可为地震区厚层水平岩体中坠落式危岩的防治工程设计提供理论依据。     

广元千佛崖北区崖体危岩形成机制及破坏模式

通过广元千佛崖北区崖体危岩进行现场勘察,了解了工程概况和工程地质条件,调查了危岩体位置、形态、规模等发育特征及威胁对象和危害性。根据岩体形态、结构面特征、变形迹象等特征判断了危岩体的变形破坏模式,包括滑移式、倾倒式、坠落式3种类型。同时分析探讨了内、外因对危岩体形成的作用机制和意义。     

FAST台址区危岩稳定性分析

FAST台址存在大量危岩体,对工程安全造成较大影响,勘察期间对危岩体的分布、形态、特征、成因等开展了工程地质测绘工作。通过现场统计,场地存在滑移式危岩和倾倒式危岩,考虑为危岩体主结构面贯通率,将作用在危岩体上的荷载按三种组合(工况)进行计算分析,对危岩体稳定性进行评价,并提出处理措施。     

范数灰色理论在三峡库区危岩形成影响因子综合评价中的应用

危岩的形成是多因子异变耦合的结果。地形地貌、地质构造、地层岩性等是形成危岩的内因,而水体因素、风化作用、地震、植被和不合理的人类活动等是形成危岩外因。将范数灰色理论用于分析危岩形成的影响因子,即引进关联系数列的2个范数近距和远距,对危岩的影响因素进行量化分析,获取其影响因子关联度和权重系数,进而较直观地反映各影响因子对危岩形成的影响程度。以三峡库区万州太白岩危岩为例,进行范数灰关联度计算,结果显示,万州太白岩危岩形成的主控因子为危岩主控结构面,其次为地下水,而危岩体基座前缘斜坡倾向、危岩体临空面倾角、危岩体出露高度以及风化程度等也对危岩形成和失稳产生较大影响,研究成果对于正确认识三峡库区的危岩灾害具有一定的指导意义。     

基于裂隙网络的消落带岩体劣化区域分布研究

经过十多年的145~175 m水位波动,三峡库区消落带碳酸岩岩体出现了明显的岩体劣化现象。根据岩溶岩体劣化形成机理与地表水―地下水的活动密不可分,本文首次提出了基于裂隙网络的连通性和水力边界条件的劣化岩体空间分析方法。利用增强Baecher模型、Levy―Lee分形裂隙模型、双变量fisher分布模型和双变量正态分布模型模拟随机裂隙位置和方位,构建定位裂隙与随机裂隙叠加的三维离散裂隙网络。通过裂隙连通性分析,确定连通区位置。考虑水力边界条件,利用相交分析圈定岩体劣化区空间展布情况。以龚家坊消落带岩体为例,验证了方法的有效性,并讨论了大型结构面和层面的重要作用。这一分析方法将有力推动三峡库区岩体劣化及防灾减灾相关工作。     

三峡库区奉节县新城区T2b3泥质灰岩斜坡变形破坏模式的现象学研究

三峡库区奉节县新城区边坡,由于其变形破坏的成因机制和破坏堆积体的特殊性质,成为三峡库区地质灾害防治和边坡防护工程的重中之重,其主要地层“巴东组”第3段泥质灰岩也成为学术界和工程界多年来争论的焦点问题之一。通过现象学的研究方法,对泥质灰岩边坡变形破坏成因机制得到如下认识:(1)“巴东组”第3段泥质灰岩岩性脆且易碎,“渗入性”风化导致了大范围岩体强度降低并形成“酥松”结构;(2)边坡岩层通过切层压裂和沿陡倾和中倾节理的重力滑移剪切破坏,形成岩层的结构松动和逐级错动的重力弯曲现象,使边坡岩体的结构强度显著降低;(3)“巴东组”第3段泥质灰岩边坡破坏所形成的堆积物成分均一、完全无规则排列、无滑坡滑动面(带),不是滑坡和崩塌堆积物,而是边坡一定范围结构崩溃解体的产物;(4)“巴东组”第3段泥质灰岩边坡的变形破坏过程是由于风化引起岩石力学性质弱化和重力变形导致岩体结构松动,直至整体结构崩溃的复合过程。     

Stability analysis of stratified rock slopes with spatially variable strength parameters: the case of Qianjiangping landslide

Jurassic strata prone to slope failure are widely distributed in the Three Gorges Reservoir region. The limit equilibrium method is generally used to analyze the stability of rock slopes that have a single failure plane. However, the stability of a stratified rock mass cannot be accurately estimated by this method because different bedding planes have variable shear strength parameters. A modified limit equilibrium method is presented with variable water pressure and shear strength used to estimate the stability coefficient of a sloping mass of stratified rock and to identify the potential sliding surface. Furthermore, an S-curve model is used to define the spatial variations of the shear strength parameters c and ? of the bedding plane and the tensile strength of the rock mass. This model can also describe the variation of strength parameters with distance from the slope surface, which depends on the reservoir water level. Also, it is used to evaluate the stability of the Qianjiangping landslide, located at Shazhenxi Town, Zigui County, Three Gorges Reservoir area, China. The results show the most probable sliding surface is the interface between a slightly weathered layer and subjacent bedrock. When reservoir water rises above the elevation of the slide mass toe, the stability coefficient of the slope declines sharply. When the reservoir water level is static at 135 m, the stability coefficient decreases gradually as the phreatic line changes as a result of heavy rainfall.     

深部单裂隙岩体结构面效应的三轴试验研究与力学分析

 通过在类岩石材料中人工预制单裂隙,以常规三轴压缩试验为手段,研究深部单裂隙岩体的强度特征及破坏特性;用断裂力学原理分析单裂隙岩体沿结构面剪切破坏的影响因素,探讨裂隙岩体沿结构面滑动破坏的条件。研究结果表明：(1) 单裂隙试样强度不仅具有明显围压效应,而且与裂隙倾角和尺寸关系密切;(2) 裂隙是试件损伤的外在集中表现,裂隙试样的弹性模量和变形模量与围压、倾角及尺寸相关,裂隙尺寸对模量的影响最大,随着尺寸增加模量显著下降,而围压和倾角对模量的影响较轻微;(3) 预制单裂隙试样的破坏形式既有沿结构面的滑动剪切破坏,也有试样自身的剪切破坏,而当裂隙尺寸较小时,还将产生裂隙重置后沿新结构面的剪切破坏;(4) 单裂隙试样在理想II型剪切破坏时,断裂力学理论与莫尔–库仑强度准则达到较好统一;(5) 单裂隙试样沿结构面滑动破坏不仅取决于结构面倾角,而且与裂隙尺寸及围压大小关系密切,裂隙倾角适当,尺寸较小,围压较高时,试样才能产生沿结构面的滑动破坏,尺寸较大时,沿结构面滑动破坏对围压不敏感;(6) 单裂隙三轴压缩试验中,既有I和II型裂纹产生,也有III型裂纹的扩展。研究成果能为含裂隙或断层的地下工程开挖、支护设计及其稳定性分析提供理论参考。     

危岩主控结构面应力强度因子求解分析

危岩是迄今研究程度极其薄弱的地质灾害类型,而主控结构面受荷损伤断裂是危岩发育机理研究的核心技术。遵循应力强度因子的可叠加性假定,运用断裂力学方法及极限平衡理论,构建了倾倒式危岩主控结构面的应力强度因子计算方法,以及损伤-断裂判别式,并建立了主控结构面的断裂数值模拟方法,为深入研究危岩发育机理以及危岩灾害的有效治理奠定了理论基础。     

塑流–拉裂式崩塌机制及评价方法

 塑流–拉裂式崩塌或软弱基座型崩塌是我国西南山区和三峡库区常见的一种崩塌类型。当危岩体的下部有较厚的软弱岩层时,此类崩塌发生尤为频繁。软弱岩层在上部岩体压力作用、遇水软化、长期风化剥落等因素作用下,不断压缩并向临空方向塑性流动,导致上覆较坚硬岩层拉裂形成塑流–拉裂式危岩体。离散元模拟得到此类崩塌的变形破坏地质过程为：软岩风化剥落→上部硬岩局部坠落→软弱基座挤出变形→上部硬岩产生下宽上窄拉裂缝→变形继续发展→崩塌产生。根据软弱层不均匀变形前后上部被拉裂硬岩的2种不同破坏模式,应用地质力学分析方法,推导塑流–拉裂式崩塌稳定系数计算公式。以三峡地区万州某边坡为例,采用抗压强度–压应力比值分析法和软弱层不均匀变形稳定性分析法进行对比分析。结果表明：静力条件下,危岩体短期内处于稳定状态;高地震烈度条件下,危岩体不稳定。