某变形体特征及形成机理研究

变形体位于贵州省铜仁市凉水井镇,斜坡属于典型的软弱基座型缓倾坡内斜坡。基于斜坡工程地质条件及斜坡基本特征,定性分析了斜坡整体变形破坏模式。通过Geostudio2007数值模拟软件,研究斜坡整体变形破坏特征及模式,结果表明:暴雨与天然状态下,因下部泥页岩的塑性变形导致上部灰岩拉裂,斜坡整体失稳模式为塑流—拉裂;暴雨状态下,水对下部泥页岩的软化作用和裂隙充水静水压力及动水压力,加快了岩体破坏,推进斜坡破坏进程。     

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。     

平缓反倾采动滑坡形成的地质力学模式研究——以贵州省马达岭滑坡为例

 马达岭滑坡是典型的采矿诱发型滑坡,自然斜坡为平缓反倾层状结构。以马达岭滑坡为原型,采用物理模拟方法,研究两层开采条件下采动斜坡的变形过程,并分析该类斜坡变形破坏的地质力学模式。研究表明：煤层开采后采空区边界上覆岩体产生应力集中,导致采动裂隙首先产生于该部位,以陡倾竖向倾倒式裂隙为主,裂隙向采空区中部扩展并逐渐形成离层裂隙和剪切裂隙;变形稳定后采空区上覆岩层弯曲,在地表形成沉陷区;受采空区上覆岩层沉陷的推挤作用,外侧坡体沿煤层向坡外滑移,导致坡体下部隆起。该类斜坡变形破坏的地质力学模式可以分为：弯曲–拉裂(“表生”改造阶段)、塑流–拉裂、蠕滑–拉裂3个阶段。     

饱和黄土滑坡形成中的侧压力作用——以甘肃黑方台为例

由于长期农业灌溉水的入渗,甘肃黑方台黄土台塬区自1984年以来已发生滑坡130余次,以黄土层内滑坡为主,占90%以上。其形成机理具有特殊性,灌溉水大量入渗在黄土层底部形成20余米厚的饱和软弱基座,除使该层土体抗剪强度降低外,也使抗压强度降低,变形能力增强,在上部土体自重作用下,使饱和黄土向斜坡外侧发生强烈塑流变形。同时,在斜坡后部饱和黄土层中产生较大的侧压力,水平作用于前部斜坡体,助推其变形破坏和高速启程滑动,也是区内饱和黄土滑坡形成的动力来源之一。现场不同深度的侧压力观测资料表明,黑方台黄土台塬区侧压力主要产生在23.5m以下的饱和黄土层中,达30~230k Pa,随着深度的增加而增大,作用于滑坡体的水平推力可达2236kN/m。以黑方台2015年发生的4·29罗家坡滑坡为例,按不考虑侧压力和考虑侧压力分别计算其稳定系数为1.12和0.94,可见滑坡后部饱和黄土层中产生的侧压力对其形成有重要作用。     

饱和黄土滑坡形成中的侧压力作用——以甘肃黑方台为例

由于长期农业灌溉水的入渗,甘肃黑方台黄土台塬区自1984年以来已发生滑坡130余次,以黄土层内滑坡为主,占90%以上。其形成机理具有特殊性,灌溉水大量入渗在黄土层底部形成20余米厚的饱和软弱基座,除使该层土体抗剪强度降低外,也使抗压强度降低,变形能力增强,在上部土体自重作用下,使饱和黄土向斜坡外侧发生强烈塑流变形。同时,在斜坡后部饱和黄土层中产生较大的侧压力,水平作用于前部斜坡体,助推其变形破坏和高速启程滑动,也是区内饱和黄土滑坡形成的动力来源之一。现场不同深度的侧压力观测资料表明,黑方台黄土台塬区侧压力主要产生在23.5 m以下的饱和黄土层中,达30~230 kPa,随着深度的增加而增大,作用于滑坡体的水平推力可达2236 kN/m。以黑方台2015年发生的4·29罗家坡滑坡为例,按不考虑侧压力和考虑侧压力分别计算其稳定系数为1.12和0.94,可见滑坡后部饱和黄土层中产生的侧压力对其形成有重要作用。     

不等厚互层顺层磷矿高边坡变形机制研究

以云南晋宁磷矿东采区顺层高边坡为研究对象,通过现场勘察,对现场滑坡形态、破坏情况、滑面及滑体特征等进行分析,并从地质、力学角度上分析滑坡变形破坏特征、力学机制及滑坡演化形成过程。最后采用离散元分析验证。研究结果表明:滑坡变形破坏模式为滑移—拉裂破坏,降雨及磷矿开采是滑坡滑动的重要诱因。磷矿层开采坡前缘切断岩层,形成临空面,岩体卸荷松弛发育裂隙,雨水下渗到全风化粘土层面附近富集,层间含水化强的物质,在长期浸泡软化、不等厚互层差异风化等作用下,岩体力学性质大幅衰减,滑体沿软弱层面向临空方向滑动,坡体后缘岩体被拉开,形成张拉裂缝,软弱滑动面贯通,边坡发生变形破坏,主要是以岩石的拉张破坏为主,拉应力对岩石的破坏起主导作用。从计算的位移、滑动形态、变形速率及应力分布判断,滑坡的变形机制为滑移—拉裂破坏模式。其研究成果为矿区高边坡稳定性分析及加固设计提供一定参考依据。     

陡倾顺层岩质斜坡倾倒变形破坏特征研究

 顺层岩质斜坡是常见的斜坡结构类型之一,对该类斜坡的变形破坏特征以及形成机制研究已较深入,一般认为顺层岩质斜坡的变形破坏以滑移–拉裂、滑移–弯曲(或溃曲)模式为特征。通过系统的文献收集及大量现场调查发现,陡倾顺层岩质斜坡还存在一种典型的变形破坏形式,即倾倒变形。结合具体的陡倾顺层岩质斜坡倾倒变形破坏的实例,详细分析、总结该类斜坡发育的地质环境条件及变形破坏特征,在此基础上结合典型斜坡分析陡倾顺层岩质斜坡倾倒变形是在河谷演化、成坡过程中,岩层在平行坡面的最大主应力作用下由坡脚开始从下至上作悬臂梁弯曲,最终导致岩层根部折断,形成倾倒体;当坡体内折断带的剪应力超过其抗剪强度时,坡体将发生滑动形成滑坡。     

虎跳峡龙蟠右岸斜坡变形的地质力学机制探讨

龙蟠为拟建虎跳峡水电站的比选坝址之一，其右岸斜坡发育大规模的松动变形岩体。结合晟新钻孔、平硐等工程地质勘察和CSAMT法物探资料，在分析区域地质环境效应和剖析斜坡岩体变形特征的基础上，否定了该斜坡为“古滑坡”的定论，并基于其特殊的斜坡地质结构和特殊的地质孕育环境提出了斜坡岩体变形的地质力学机制：断裂活动的构造挤压作用造成了近岸岩体的深层破碎；区域构造应力场的转化使岩体呈先压后拉的受力效应，地壳抬升、河流下切使深部岩体卸荷一拉裂和斜坡后部反倾的软硬相间地层发生了弯曲一蠕变和局部倾倒变形；以坡脚深厚覆盖层压缩和塑性变形为主因，斜坡后期主要表现为岩体的局部错滑、扩容等自适应性结构调整和追踪顺坡向结构面的累进性破坏变形，但尚未形成贯通性剪切变形带。龙蟠斜坡的地质结构和变形模式在虎跳峡工程区具有代表性，因此，该结论不仅为虎跳峡电站龙蟠坝址抉择提供了理论依据，也为分析库区斜坡成因演化和评价其稳定性奠定了基础。     

金沙江结合带高位远程滑坡失稳机理及减灾对策研究——以金沙江色拉滑坡为例

金沙江结合带是一条以强烈挤压为主的活动性断裂带,带内经强烈侵蚀切割形成褶皱高山与深切河谷地貌,岩体结构复杂破碎,软弱岩层发育,流域性特大高位地质灾害频繁发生。以金沙江色拉滑坡为例,采用现场调查测绘、多期遥感数据分析、InSAR动态观测、物探、地表位移监测等手段,详细分析了色拉滑坡的基本特征、变形过程、形成机理及发展趋势,并结合金沙江水电开发及特殊地质条件探讨了高位堵江滑坡早期识别与灾害风险管理问题。形成认识如下:色拉滑坡前后缘高差693 m,体积约6520×104 m3,属于典型特大高位滑坡。可分为后部下错变形区(Ⅰ)、中部拉裂变形区(Ⅱ)和前部应力集中区(Ⅲ)3个变形区。受地质构造、地层岩性、降雨与河流冲刷侵蚀等作用影响,失稳模式为多级渐进式破坏,未来滑坡前部发生破坏失稳的可能性较大。采用空天地一体化等先进技术手段,可及时识别高位滑坡变形区域与变形量等信息,为此类流域性灾害链防灾减灾提供科学依据。     

滑坡型泥石流转化机制环剪试验研究

 以四川省达县青宁乡滑坡为研究对象,在查明青宁乡滑坡转化泥石流过程的基础上,利用环剪试验模拟青宁乡滑坡失稳以后滑体长距离滑动剪切的过程,分析在剪切过程中土体的物理力学性质变化。结果显示,滑坡型泥石流的转化,除了目前国际上普遍关注的超孔隙水压力的作用外,软弱基座效应也是重要的转化机制之一。滑体在滑动剪切过程中,滑体的剪缩效应以及颗粒的破碎和分层,使滑体土的体积减小,孔隙水压力上升,滑体土的剪切强度降低;同时,滑体的底部形成粉土液化层,且剪切距离越大,黏质粉土液化层的厚度越大,托着滑体快速向前滑动,大大降低了滑体的整体稳定性,该效应为软弱基座效应。     

紫坪铺水电站2#泄洪洞进水口边坡变形特征及其机理研究

四川省紫坪铺水电站2#泄洪洞进水口高边坡地质条件复杂,坡脚和中部的L9,L10软弱岩带上盘均出现明显倾倒变形迹象,并发生过几次垮塌。通过对该边坡的物质组成、结构特征、以及边坡开挖等因素的分析研究,阐述了其变形机理说明这类由下软上硬岩性组成的反倾边坡,其变形破坏模式为压缩–倾倒和滑移复合型。变形首先以层间软弱岩的不均匀压缩变形为先导,进而引起上部岩体倾倒,沿顺坡向结构面拉裂。采用二维有限元数值模拟,分析了这类边坡在开挖过程中的应力和变形的特征及其变化规律,进一步验证了上述的机理模型。     

三峡库区巫峡段反倾岩石边坡的破坏机制及判据

 三峡库区巫峡段龚家坊2#斜坡属反倾岩石边坡,发育薄厚互层和软硬相间的岩体结构,在库水位抬升后发生了大型滑塌。为了研究该类岩石边坡的破坏机制和判据,基于龚家坊2#斜坡岩体结构的调查成果,分析厚薄互层的反倾岩石斜坡弯曲变形过程,及库水作用下斜坡的破坏机制。基于叠合悬臂梁模型、独立悬臂梁模型,提出薄厚互层反倾岩石斜坡各破坏阶段的应力判据。采用有限元分析库水软化作用下,龚家坊2#斜坡岩石的强度折减参数及变形破坏规律。研究结果表明：(1) 上硬(嘉陵江组)下软(大冶组)的沉积结构和快速下切的河谷,是巫峡龚家坊至独龙段反倾斜坡普遍发育弯曲变形的关键因素;(2) 厚薄相间的岩层结构,使反倾岩石边坡表现为多阶段破坏,其中,薄层弯曲岩层和厚层坚硬岩层,分别以叠合悬臂梁模型和独立悬臂梁模型建立破坏判据;(3) 库水对该区薄层泥灰岩软化后的抗剪强度小于天然强度的85%,斜坡发生自下而上的渐进式破坏。     

土钉支护工作性能的现场监测分析

对土钉支护的深层水平位移和钢筋应力测试数据的分析表明：基坑水平位移随施工日期的延续而增加，土钉最大拉力与边坡的内在滑动趋势有关，软土地基中下排土钉端部受力较大。实测结果显示：软土地基土钉宜上长下短，下部土钉间距宜适当加密，基坑坡脚处土体最易发生剪切破坏，应重点保护和防范。     

三峡临时船闸及升船机高边坡岩体变形特征

以现场实测资料为依据 ,分析了三峡临时船闸及升船机高边坡岩体变形特征及其形成机制 ,认为岩体变形形式和机制与岩体地质结构面类型及其在边坡中的分布密切相关。并且 ,即使是在坚硬的花岗岩边坡中 ,岩体流变变形是存在的 ,对边坡稳定具有重要的工程意义     

顺向坡岩层倾向与坡向夹角对斜坡稳定性的影响

 顺向坡是岩质斜坡中稳定性最差、最易变形破坏的斜坡类型,顺向坡岩层倾向和坡向夹角的上限与岩质密切相关。为了分析不同岩质顺向坡岩层倾向与坡向夹角对斜坡稳定性的影响,建立考虑侧限顺层平面型斜坡的稳定性计算模型。考虑斜坡侧向边界阻滑效应,结合直剪试验岩桥贯通理论计算侧向阻力,以T2b2和T2b3分别作为软、硬岩代表,分析不同岩质顺向坡岩层倾向和坡向夹角变化对斜坡稳定性影响的敏感程度,最终给出顺向坡岩层倾向和坡向的上限夹角。结果表明：在考虑侧限时,硬质岩岩层倾向与坡向夹角变化对斜坡稳定性影响的敏感程度高于软质岩,取30°为顺向坡岩层倾向与坡向夹角的上限较合适。通过三峡库区库首至巴东段滑坡统计,验证分析结果的合理性。结论为经验判断顺向坡危险性提供了依据,也可作为区域滑坡危险性评价等工作中坡体结构划分的参考。     

泥化夹层对边坡工程稳定性影响及控制方法研究

岩体边坡工程的稳定性往往由岩体结构 (尤其是泥化夹层 )所控制 ,因此边坡工程一般需对控制边坡稳定的主要结构面进行控制处理 .以某边坡工程系统进口顺向及出口“上硬下软”逆向岩石边坡为例 ,分析了泥化夹层对边坡稳定的控制作用 ,介绍了采用洞挖方式设置混凝土阻滑键及采用混凝土置换泥化夹层以改善边坡稳定性的方法 ,通过阻滑键内、置换体内及边坡的实际应力、应变监测 ,分析了这两种加固处理方法对改善边坡稳定性的作用 ,提出了有待解决的问题     

应力对裂隙岩体等效渗透系数影响的离散元分析

 基于现场调查的裂隙网络信息及裂隙网络模拟技术--Monte-Carlo法,采用UDEC中的Fish语言编制裂隙岩体计算模型生成程序DFN-GEN。此程序解决由于裂隙繁多而引起的网格离散困难的问题,可生成大量随机节理,直接进行网络离散,生成裂隙岩体计算模型(DFN),最终用于水力耦合数值计算。结合DECOVALEX国际合作项目TASK C子课题,利用DFN-GEN程序生成裂隙岩体计算模型,研究裂隙岩体水力学特性,探讨应力对裂隙岩体等效渗透系数的影响规律,为研究核废料处置库、坝基、边坡等裂隙岩体工程实践提供方法。     

深基坑支护技术在金成大厦的应用

金成大厦工程地上17层,地下5层,基坑深度20.4m。基坑边坡支护上部采用土钉墙、下部为护坡桩施工方法施工。施工前,编制技术、安全专项方案,保证了工程质量,取得了很好的施工效果。     

某预应力混凝土管桩工程质量评价及处理

结合桩基检测结果 ,对在“上软下硬、软硬突变”地基上出现预应力混凝土管桩断桩、承载力不足进行了成因及计算分析 ,在对桩基施工质量进行评价的基础上 ,采取措施进行有效处理 ,并提出了以高应变动力检测来调整设计、指导施工的建议     

高频次微小地震下顺倾软硬互层边坡动力稳定性研究

三峡库区(TGR)自蓄水以来微震活动加剧、强度增大,频发微震会对库区边坡产生一定影响。采用振动台模型试验和UDEC数值模拟方法,对库区顺倾软硬互层边坡在不断微、小地震作用下的破坏失稳演化过程及动力稳定性进行了研究。研究成果如下:在不断地震作用后,边坡自振频率下降、阻尼比上升,自振频率下降的速度随加载次数和加载幅值的增加而增大;在不同加载阶段,边坡坡面PGA放大系数不断降低,动力响应呈现减弱趋势;弱层成为顺倾软硬互层边坡变形破坏的优势区域;边坡的破坏失稳演化过程为分段式的滑移破坏过程,上部软、硬层滑落后,剩余滑体沿着由上部弱层剪切裂缝、中部硬层次级节理拉裂缝和下部弱层剪切裂缝贯通形成的滑移面滑移破坏;UDEC数值模拟表明顺倾软硬互层边坡的累积永久位移随微震作用次数的增加而增加,稳定性系数则呈现递减趋势。研究成果对库区滑坡形成机制的认识和减灾、防灾有一定的价值。