高陡边坡引导式落石防护网系统原位冲击试验

针对高陡边坡落石防护,提出了一种引导式落石防护网系统技术。通过落石运动路径全历程的动能特征分析,建立了系统的主动耗能控制方程,明确了防护系统的耗能控制原理,提出了防护技术措施,构建了引导式落石防护网系统的结构模型。设计了防护能量为2500kJ的足尺引导式柔性防护网系统模型,开展了场地冲击试验,系统试验模型铺设于破碎岩体发育的高陡坡面,铺设宽130m,高82m,纵坡约60°。考虑有、无防护系统,开展了6个落石冲击试验工况,对落石轨迹特征、冲击动能进行了对比分析。研究发现,与落石自然滚落相比,设置引导防护系统后,落石沿坡面的运动时间延长超80%,落石的碰撞次数增加约5倍,弹跳高度降幅超80%,横向偏移量降幅超50%,触底动能和坡底逸出距离均减少约65%,综合耗能比例高达89%,新系统实现了对落石崩塌灾害的"拦截-压制-引导"综合控制。     

成雅高速公路K51路段高陡岩质边坡绿色生态防护体系

高陡岩质边坡的绿色生态防护一直是边坡工程的难点,作者在成雅高速公路K51路段边坡防护工程中,在准确分析边坡工程地质环境的基础上,设计了一套适用于该高陡岩质边坡的绿色生态防护体系。该体系通过绿色植被与轻型工程措施的有机结合,实现了灾害防治与环境保护的和谐统一,获得了良好的生态效应。该高陡岩质边坡生态防护工程被四川省交通厅评为边坡防护的样板工程,经过近3年的营运,经济实用、安全可靠,成为绿色生态边坡的示范性工程。     

金属露天矿山高陡顺倾边坡稳定性分析研究

金属露天矿山高陡顺倾边坡易形成大规模变形体或大型滑坡,防治难度大,是矿山安全高效生产的重大隐患。本文通过系统开展滇西北衙金多金属矿区万硐山矿段露天采场顺层边坡稳定性分析实例,研究了不同计算方法和不同工况下该类边坡滑坡失稳条件,采用数值模拟计算分析相结合的方法得出其滑坡类型及失稳模式,并提出了这类结构的露天矿山边坡风险管控措施建议,为矿山后续开采提供依据,指导矿山实际生产。     

新屋隧道出口高陡边坡施工技术

随着高速铁路的兴建,铁路沿线将会遇到许多高陡边坡危岩落石地段。本文结合工程实际,阐述了渝利铁路新屋隧道出口高陡边坡危岩落石的防治技术。     

山地抗落石廊道系统的设计概述

针对地震灾害多发地区边坡结构不稳定,边坡上的碎石、土块滚落的情况进行了分析,提出了使用边坡防护加廊道抵抗的联合系统,阐述了保证山地地区道路行驶安全的措施,以预防落石造成的灾害。     

边坡顶面地基承载力的有限元分析及正交试验

利用ANSYS大型有限元程序建立模型，计算了边坡顶面的地基土体在条形基础作用下的极限承载力，并分析了此时地基土体破坏的发生和发展过程，找出了其主要影响因素。在此基础上设计正交试验，分析评价了各影响因素的显著性，为工程建设提供了重要依据。     

露天边坡与山坡复合体变形随机介质预测方法的研究

露天边坡岩体工程开挖 ,将使周边岩体产生移动和变形 ,从而严重地威胁着边坡本身及周边环境的安全。应用随机介质理论方法建立了岩体开挖量对变形影响大小的预测模型 ;并依据实例对移动参数进行了回归分析 ,然后 ,对后续开挖将产生的变形值大小进行预测 ,为安全生产提供决策依据     

基于BIM技术的岩溶发育区岩质高陡边坡稳定性分析

为解决岩溶发育区岩质高陡边坡研究中特殊地质情况无法可视化表达,以及在复杂地质情况下边坡稳定性分析的数值模拟模型与实际情况不匹配、分析结果不够精确等问题,提出了利用BIM技术对岩溶发育区岩质高陡边坡进行建模并通过多种有限元方法进行对比验证及分析的解决方案。以桂林市兴安至阳朔公路延长线工程K5+420～K5+740段为工程背景,通过地质勘察、钻孔电视、赤平投影和取样试验得到岩土体强度参数等数据,采用钻孔建模与剖面建模相结合的混合建模方法,创建该段边坡BIM三维数字地质模型,将精细化的BIM模型通过布尔运算剖切最不利剖面,无损导入有限元分析软件,并通过有限元分析方法以及摩根斯坦-普拉斯法对该段边坡工程从自然工况到支护加固工况的稳定性及失稳过程进行分析,提高了计算效率和精度。分析了边坡在各种工况下的安全系数、位移及应变云图,查明了边坡在自然工况下易失稳破坏的原因,并进行了支护后再验算。结果表明:在复杂地质情况下构建三维地质模型并结合有限元分析方法进行边坡稳定性分析,其安全系数达到稳定标准; 该研究提高了边坡工程效率,并为边坡工程的设计及施工提供了技术支持和科学依据。     

岩质边坡生态防护现场试验研究

为探讨岩质边坡生态防护工程的生态防护机理、植物与边坡的力学效应及植物根系加固边坡作用机理,在分析岩质边坡生态防护影响因素的基础上,结合某公路一岩质边坡设计并完成该边坡的生态防护现场试验,给出岩质边坡生态防护的关键施工工艺与试验方案,研究不同草种在采用菱形铁丝网固土方式下的生态防护工作特性,获得植物对边坡降雨截留、径流延滞、土壤防渗、土层固结等效应的规律曲线,有助于进一步掌握岩质边坡生态防护的抗冲刷机理,并指导工程设计与施工。     

基于Midas/GTS高陡岩质边坡稳定性分析

高陡岩质边坡地质条件复杂,其稳定性分析一直是研究的重点。本文以深圳地铁深云车辆段开挖形成的多级岩质边坡为例,运用Midas GTS NX有限元计算软件,采用强度折减法,分别计算边坡在自重、地震、边坡防护加固条件下边坡稳定的安全系数,进而分析其潜在滑动面,为类似岩质边坡稳定性分析提供一定借鉴。     

复杂地质条件下露天矿边坡稳定的相似模型研究

针对东北抚顺西露天矿复杂的地质条件,利用物理模拟方法对岩体开挖、边坡形成过程进行相似模拟,并对全场边坡岩体位移变化跟踪观测。通过对该露天矿在边坡在开采扰动过程中的位移变形进行统计和分析,可较全面地给出边坡岩体在开挖过程中的位移变化规律,基本掌握该露天矿边坡变形破坏模式及其产生的主要原因,从而得出地质构造对边坡破坏的影响模式。     

柔性防护条件下露天矿山边坡稳定性模拟分析

针对柔性防护系统条件下山区矿山边坡稳定性问题，利用弹塑性理论建立数值分析模型，并对边坡安全系数进行计算分析。研究结果表明，柔性防护系统可有效地提高边坡安全系数，在技术上和经济上都具有一定的优越性。     

基于岩崩动力作用下的斜坡稳定性研究

基于多刚体运动学理论,从功能转化原理和动量定理出发,分析斜坡体在岩崩动力冲击作用下的稳定性,研究崩滑灾害链串发的极限阈值条件(岩体质心下落倾角与有效落矩),建立成链计算理论。以重庆市李子坝—化龙桥危岩–斜坡系统为例,对该计算理论的正确性进行验证;并将其与传统的小变形计算理论进行对比,结果表明,该计算理论能较好地反映崩滑灾害链的实际情况,且具有较高的计算精度,可为定量研究崩滑灾害链的串发机制提供借鉴和参考。     

基于冲量定理的滚石对构筑物冲击力计算方法

 滚石灾害在工程施工过程中对施工人员、设备和构筑物具有较大的威胁,因此研究滚石的运动特性及其冲击力显得非常重要。基于刚体运动学原理建立滚石运动特性的计算方法,通过与数值仿真结果对比来验证其合理性,同时滚石的运动参数作为计算其对构筑物冲击力的基础参数。在考虑滚石自转的基础上,基于冲量定理提出滚石冲击力的计算方法,并结合弹性力学理论解决计算中的撞击时间难以确定的问题。利用提出的方法对长河坝环境边坡的滚石运动特性及冲击力进行分析,计算结果表明：滚石运动过程最大弹跳高度可达25 m、最大平动速度和转动速度分别可达到57 m/s及350 rad/s,滚石运动受地形影响较大。结合运动参数分析结果和冲击力计算模型确定滚石对不同部位构筑物的冲击力数值,冲击力计算结果为构筑物位置的选择及灾害防治提供了一定的参考。     

动力影响下山区露天矿合理边坡角的确定

针对山区露天开挖和岩石边坡工程实际，根据极限平衡理论和模糊数学理论，建立了相应的理论分析模型。考虑矿山生产爆破振动动力因素作用和影响，利用所建立的数学模型对某大型金属露天矿山边坡稳定性进行了具体计算分析，并依此对矿山边坡总体边坡角进行了评价。将理论计算分析结果与露天矿山工程实际情况进行了对比，表明所采用的理论模型和计算分析方法符合矿山工程实际。     

泥石流堆积体边坡失稳机理的试验与稳定性分析

泥石流堆积体边坡失稳现象由于其组成物质、形成年代和堆积部位等方面的特点,与其他岩土边坡失稳有不同的表现。根据泥石流堆积体的形态特点与沉积特征,利用条块侧向推力正弦变化的Spencert条分法进行泥石流边坡稳定性的分析,对山地工程减灾分析有意义。利用Spreadsheet自嵌Visual Basic Application编译器编写了描述沿深度变化土体物理参数的稳定性分析程式。程序从确定性分析开始计算边坡稳定性系数,并利用Spreadsheet的约束优化功能寻找可能的圆弧滑动面,在此基础上计算最可能的非圆弧滑面,最后与实际观测滑面稳定性分析进行对比现场试验人工降雨造成超渗产流,实时测得的数据表明,在距表层土体50 cm以下含水量变化很小,边坡并没有产生明显的后缘张裂隙,在集中降雨导致超渗产流的情况下,泥石流堆积体边坡失稳主要是表层50 cm深度以内土体含水量变幅大的土层中发生,而在50 cm以下深度范围内土体基本保持稳定。程序分析表明,随着给定的滑动土层厚度的增加,安全系数逐步降低,只有平均土层深度为2.4 m才有完全满足约束条件的最优非圆弧滑面。研究结果表明,条分法已经不能适用于强降雨条件下泥石流堆积体边坡失稳机理的研究。     

基于模糊随机理论的边坡可靠度分析

边坡工程中同时存在模糊性和随机性,应进行边坡稳定的模糊随机可靠度分析。采用可靠度分析的蒙特卡罗法对土体参数进行随机抽样,并对样本值进行模糊随机处理,得到土体变异系数。考虑到变异系数的变化对边坡可靠度的影响,由程序计算得到不同变异系数对应的失效概率和可靠度指标。研究表明,进行边坡稳定分析时应综合考虑安全系数和可靠度指标,可靠度随土体变异系数的增大呈减小趋势。     

基于蒙特卡罗法的崩塌涌浪分析方法

 因目前国内外研究涌浪大多采用确定性的计算方法,忽视参数的随机性。故构建蒙特卡罗法求解崩塌涌浪的基本思想,并引入涌浪计算状态函数。以三峡库区箭穿洞危岩体为例,分析水深、崩塌体入水速度和崩塌体入水体积等随机变量的概率分布,利用蒙特卡罗法分析随机变量的敏感性及涌浪值的概率分布。研究结果显示,箭穿洞危岩体形成涌浪的计算变量敏感性强弱排序为入水速度、入水体积和水深;产生的涌浪值分布符合正态分布,其均值为7.02 m。产生涌浪红色预警区的概率为90.8%,建议对其进行治理,以降低涌浪风险。基于蒙特卡罗法的崩塌涌浪分析方法是今后涌浪研究的重要方向,可以更好地理解涌浪风险,并可用于水库地质灾害风险管理和航道风险管理中。     

正交法分析超细砂煤矿充填料配合比

用正交试验法分析研究了水泥、粉煤灰、三种外加剂及充填料质量浓度对充填料各性能指标的影响。结果表明:提高充填料的质量浓度,可以缩短其凝结时间,但其流动度会降低;提高水泥掺量可以提高充填料的强度。充填料最优配合比为普通硅酸盐水泥440kg/m~3、粉煤灰400kg/m~3、减水剂11kg/m~3、激发剂11kg/m~3、促凝剂110 kg/m~3,充填料最优质量浓度为80%。     

滚石离散元数值模拟的参数反演

 离散元法(DEM)是数值模拟崩塌落石运动的一个有力方法,但确定离散元输入参数是个难题。提出一个基于已知落石轨迹的离散元参数的反演计算方法。落石轨迹可以通过现场落石试验或者野外实地调查实际落石过程获得。该方法的特征为反演得到的离散元参数可以间接反映边坡与落石冲击时的变形以及植被缓冲效应。建议的几个保证解的有效性得到验证,稳定性措施效果良好。室内落石试验结果和现场落石工程实录验证证明了该算法的有效性和实用性。