虎跳峡龙蟠右岸边坡稳定性的数值模拟

虎跳峡龙蟠右岸边坡的稳定性问题对拟建的虎跳峡水电站具有重要的意义。在钻探及平硐勘查过程中尚未发现该边坡有连续的滑动面,因此无法用传统的极限平衡法对其稳定性作出判定。本文运用有限元强度折减法对虎跳峡龙蟠右岸边坡的稳定性进行了稳定性分析研究,得出该边坡在现今应力场状态下的稳定性问题、潜在的破坏模式及相应的滑动面。此外,还结合离散元模拟进行了对比,结果表明有限元强度折减法和离散元方法获得的滑动面基本一致,增强了计算结果的可靠性。     

岩质边坡最危险滑裂面的GA-Sarma算法研究

 基于现有国内外边坡极限平衡法稳定性分析软件在岩质边坡滑裂面搜索中的局限性,将遗传算法(GA)和Sarma法相结合,提出岩质边坡最危险滑裂面的GA-Sarma算法。GA-Sarma算法解决以折线形为滑面形态、以层面等结构面为边界任意条分并满足条块间边界力平衡原理、滑裂路径可追踪顺坡向不连续结构面的岩质边坡最危险滑裂面的全局优化问题。     

青海八大山滑坡群形成机制及稳定性评价研究

在对青海八大山滑坡群进行现场勘查、室内试验和相关论证的基础上,阐述该滑坡群的基本特征和形成机制,并运用极限平衡分析法和数值模拟对该滑坡群在预设不同工况下的稳定性进行计算和评价;同时,对与750 kV官亭-兰州东输电线路塔基稳定性关系密切的滑坡H3,H4,H5进行重点研究.研究结果表明,天然状态下,滑坡H3,H4,H5的整体稳定性系数均大于1.10,处于基本稳定及稳定状态,该状态下的20#,21#,22#塔基稳定性可满足要求;在暴雨工况下,滑坡H3的稳定性系数略小于1.05,处于欠稳定状态,滑坡H4处于基本稳定状态,而滑坡H5仍然处于稳定状态.受此影响,20#塔基安全性受到威胁,而21#,22#塔基仍可满足稳定要求;在烈度为VII度地震状态下,滑坡H3,H4,H5的稳定性系数均小于1.0,处于不稳定状态,20#,21#,22#塔基的稳定性也因此而无法得到保障.此外,敏感性分析结果表明,滑体内摩擦角是影响滑坡群稳定性的最敏感因素.最后,基于滑坡形成机制和定量评价结果,提出为提高滑坡稳定性应采取的工程加固措施,为输电线路的安全运行提供了物质保障,具有较高的实践和理论意义.     

数字基坑系统在深大基坑工程中的应用

随着信息化技术的发展及城市深大基坑工程建设的需求,发展健全的基坑工程的信息化管理系统成为必然。在总结已有的基坑信息化系统的基础上,提出数字基坑系统理念与构架。在此基础上,基于面向对象语言、数据库技术及三维可视化技术,研发一套数字基坑系统,从而实现了现场工程地质条件、监测点、工程结构的三维可视化动态查询与管理,以及现场监测数据的可视化查询与预测分析。将所研发的系统成功地应用于天津文化中心深基坑工程中信息化管理中,并在此基础上根据现场监测数据对复杂深基坑工程中坑角效应、坑中坑等的地连墙变形规律进行了系统的分析,得出一些基本规律。利用系统中的非线性预测功能,根据现场监测数据对未来的发展趋势进行预测,通过与实际监测结果对比表明,系统嵌入的预测方法可以达到很好的预测效果。通过应用表明,所提出的数字基坑理念,将对于推动我国大型基坑工程及其他岩土工程信息化施工具有重要的意义。     

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。     

土石混合体细观结构及力学特性数值模拟研究

土石混合体是一种非常复杂的不连续介质。随着数字图像处理理论的飞速发展,数字图像处理技术已经成功地应用于多种学科领域。通过利用数字图像处理技术建立土石混合体细观结构“概念模型”,并对其内部块体分布的结构特征进行统计分析研究,研究结果表明土石混合体的“混乱”状态只是其外在表现,其内部块体的分布具有良好的统计自相似性特点。利用几何矢量转换技术,将二元数字图像下土石混合体的概念模型转换为有限元软件可以接受的矢量格式,从而为土石混合体细观结构数值模拟提供基础。土石混合体大尺度直接剪切试验的数值模拟结果表明,土石混合体中的块石对其内部应力场具有明显的影响,从而影响了其相应的变形破坏形式。提出了内部塑性区扩展可能存在的3种模式。     

FCJ-GIS动力区划模型及其在斜坡灾害危险性评价中的应用

斜坡灾害是地质体在各种内外动力耦合作用下的产物，为描述斜坡成灾的动力耦合作用系统中各种内、外动力作用（因子）的贡献程度，提出内外动力因子指标体系和强度等级，引入模糊综合评判法（FCJ），且建立基于FCJ-GIS的内外动力区划模型，用之来表征内外动力耦合强度特征。然后，将内外动力耦合作用强度和静态环境条件进行叠加分析，提出基于FCJ-GIS内外动力区划模型的斜坡灾害危险性评价新方法。通过虎跳峡河段斜坡灾害的实例研究表明，88％的斜坡灾害体发育在内外动力耦合作用强度高～较高的区域。说明在内外动力耦合作用强度高的区域，斜坡失稳破坏的几率较高；已有的61个斜坡灾害均位于高～较高的危险性区划域内，空间预测的有效率为95％，验证了该方法的可靠性、准确性和可操作性。这一方法可望成为斜坡灾害危险性评价和空间预测新途径，并服务于工程决策与环境管理。     

基于附加质量的土石混合体边坡地震响应研究

 基于附加质量法,并利用ABAQUS强大的二次开发功能,对金沙江中游梨园水电站左岸一土石混合体边坡在蓄水后地震作用下的稳定性进行分析研究。结果表明：在整个地震历程中,边坡岩土体运动速度不但在数值上呈现波动,而且其运动方向也呈现急剧的变化,这种循环往复的变化将是导致岩土体失稳的重要原因;在地震波传播过程中,由其产生的巨大冲击波使边坡浅部岩土体整体朝向坡外运动,但由于库水压力的作用,库水位以下边坡体呈现向坡外水平运动,而库水位以上边坡岩土体呈现向上运动现象;在地震作用下该边坡虽然出现不同程度的塑性屈服,但是未形成贯通的塑性区,整体稳定性较好。     

地震作用下边坡岩体动力稳定性数值模拟

 以金沙江龙蟠边坡变形岩体为例,采用人工合成地震动为输入条件,并考虑超静孔隙水压力的作用,运用离散单元法进行边坡岩体的全时程动力分析,探讨地震作用下边坡岩体的动力响应规律及稳定性。数值模拟结果表明：地震惯性力的作用引起剪应力的积聚效应;岩体结构面对岩质边坡的地震动力响应起控制性作用;边坡最危险状态是地震刚刚开始时由静态到动态所发生的巨大系统改变之时;地震作用导致岩体变形破坏的主要机制是剪应力积聚和超静孔隙水压力累积效应的耦合作用。同时,计算结果还表明,龙蟠边坡变形岩体在遭受地震时不会发生整体性的远程滑动,这一结论对金沙江宽谷坝址的抉择具有重要的工程应用价值。     

考虑水岩物理化学作用的库岸堆积体边坡稳定性研究——以金沙江下咱日堆积体为例

 以金沙江下咱日堆积体为例,阐述在考虑水岩物理化学作用的情况下,如何利用大型原位推剪试验求取堆积体天然状态下和与库水反应后的力学参数c,j值,并利用所求得的参数建立随库水位上升时边坡稳定性计算的数值模型。通过计算得出：在只考虑水岩力学作用和考虑水岩力学、物理化学作用2种情况下,边坡的稳定系数随库水位上升的变化趋势是一致的,都是先减小,后升高,但是后者的稳定系数比前者有相当程度的降低,下降程度可以达到35.34%,甚至更多。所以,在实际的工程应用中只考虑水岩力学作用计算出来的稳定系数是不可靠的,误差非常大。