软质破碎岩体高边坡复合喷锚支护设计及施工

预应力锚索、锚杆挂网喷射混凝土复合喷锚网支护技术是有效的岩石边坡防护措施。结合工程地质条件,对压力分散型锚索方案、构造及施工流程、注意事项进行分析,并介绍加固坡体中部、控制坡面变形,开挖后及时封闭岩体及边坡防排水等关键技术。     

基于Midas GTS的某高速公路边坡稳定性分析

为研究某高速公路开挖后的边坡稳定性变化特征，采用Midas GTS有限元软件，以强度折减法(SRM)为计算原理进行了数值模拟分析，分别计算出在未支护情况时自然工况及暴雨工况下的稳定安全系数、位移变形及潜在滑动面，并根据计算结果对其进行合理支护。分析了两个边坡加固方案，方案一仅增加锚杆(锚索)网格梁，方案二为锚杆(锚索)网格梁与宽平台联合使用。结果表明：仅通过加宽平台虽然能提高边坡的稳定性，但效果有限。通过锚杆(锚索)网格梁与宽平台联合使用能有效提升边坡的稳定性且控制边坡整体位移，达到了降低工程风险的目的。     

基于FLAC3D的多台阶岩质边坡的稳定性分析

为掌握多台阶岩质边坡在开挖过程中的动态变形特性及预应力锚索加固对其稳定性的影响,以具体岩质边坡工程为例,利用FLAC3D模拟分析其在开挖过程中及形成后的变形特征;对比分析两种加固方案时的加固效应。研究结果表明,开挖易使局部岩体发生破坏;预应力锚索的使用使岩体边坡的安全系数提高了21.3%;采用边开挖边支护方案能很好地约束岩体水平位移,并可有效改善边坡的应力分布。     

中空注浆锚杆与普通砂浆锚杆加固效果的比较

锚杆支护是提高岩土工程稳定性的一种经济和有效的方法。以万松岭隧道开挖支护过程的工程实践为依托,通过对中空注浆锚杆与普通砂浆锚杆在锚护结构、受力机理差异等方面的比较分析;利用有限元法分别模拟比较了在开挖无支护、普通砂浆锚杆支护和中空注浆锚杆支护时围岩塑性区扩展规律、隧道顶板沉降量、不同锚杆的轴力分布规律。结果表明:采用中空注浆锚杆技术能有效控制隧道开挖时的沉降量、减少围岩塑性区的扩展,提高围岩的稳定性,实现了锚杆的主动支护作用。     

雅砻江官地水电站料场边坡开挖扰动及其影响因素

 对雅砻江官地水电站竹子坝料场开挖高边坡稳定性及其影响因素进行深入研究;在对边坡失稳破坏模式及岩体力学参数进行分析的基础上,对典型代表性的坡段开挖过程进行非线性有限元模拟,得到边坡应力、位移及其塑性应变等开挖扰动特征及其断层、结构面参数、锚固措施等的影响效应,并对边坡施工过程中及长期稳定性的加固方案提出建议。研究结果表明,采用分步开挖、逐级加固的施工方案对确保边坡的稳定性是有效的,锚固支护不仅可以有效地约束变形,而且还能控制一定方向上的开挖卸荷强度,从而有效降低边坡岩体因开挖卸荷引起的强度损伤或破裂失稳。根据上述研究成果,提出在实际工程应用中进行开挖施工与加固优化的建议;作为重大水电工程的案例研究,所得结论也可对铁路、公路建设中的开挖边坡和矿山的露天矿边坡的治理工程提供一定的参考。     

基于FLAC~(3D)数值模拟的让压锚索边坡加固机理研究

高地应力或软岩地区开挖边坡的卸荷变形量及范围均较大,普通锚杆(索)已不能满足此类变形的需要,探索新型支护措施已成为必然趋势。提出一种能够体现让压锚索工作原理的本构模型,结合FLAC~(3D)软件和FORTRAN编程语言成功实现了让压锚索边坡加固的数值模拟方法。以锦屏一级左岸边坡加固设计为例,对边坡开挖卸荷过程中不同锚索的边坡加固效果和影响规律进行模拟分析。结果表明,较普通锚索加固效果,让压锚索在边坡大变形方面具有明显优势,且其数值模拟方法的实现也为让压锚索支护方案的设计及优化提供了科学依据。     

锚杆与锚索梁组合在开挖边坡加固中的应用

通过对边坡地质条件及其稳定性的分析,提出了采用锚杆与预应力锚索腰梁组合进行边坡加固的措施.根据锚杆与预应力锚索腰梁组合结构在边坡支护中的应用情况,以及支护设计、施工工艺及其支护后的边坡稳定性验算,证明了它是一种安全有效的边坡支护方法.     

某复杂高边坡支护结构设计及变形监测分析

某复杂建筑高边坡紧邻深基坑,边坡采用锚喷支护结构和毛石挡土墙支护结构,基坑采用桩锚支护结构。在基坑开挖过程中,进行了变形和锚索轴力监测,重点对水平位移、深层土体位移及裂缝进行了监测。结果分析表明,桩锚支护结构能有效控制基坑变形,基坑呈倾覆破坏趋势,边坡呈滑动的破坏模式,且滑动面在不断扩展并形成新滑移体。降雨导致坡体易发生突发性变形,由降雨产生的边坡变形占总变形的比例可达50%以上;在支护结构全部锚索张拉锁定后,基坑开挖对坡体的变形影响较小。在边坡发生单次大变形后,软弱结构面以及岩土体的蠕变仍会形成较大坡体的变形。     

京珠高速公路某高边坡稳定及变形分析

结合工程施工实践,在区域地质背景分析的基础上,采用有限元模拟和极限平衡理论分析计算方法,对京珠高速公路粤境段K108高边坡进行了稳定及变形分析,重点考察了不同支护方案时第二排桩的变形和位移发展过程,研究了开挖过程中边坡开挖过程中的应力场、位移场及塑性区分布情况,为确定边坡破坏事故原因,制订合理的处理方案提供了理论依据,并提出了相关的边坡支护综合治理措施建议。     

某高速K103+240～580边坡开挖与支护过程分析

某高速公路K103+240~580段以路堑边坡形式通过,前缘开挖坡度较大,造成前缘边坡侧岩土体变薄,形成有利的前缘临空剪出条件,致使滑坡失稳。为此提出了在合理的削坡下,采用"重力式抗滑挡墙+框架锚索"的联合支护方案。通过geo-studio数值模拟软件探讨了边坡的稳定性和支护方案的效果。结果表明:边坡稳定性系数为0.665,处于不稳定状态;合理的削坡急剧减少了滑面上方的土体质量,致使坡面附近应力应变明显降低,一定程度上控制住了滑坡的变形;"重力式抗滑挡墙+框架锚索"支护体系,对边坡变形起到有效的控制,确保了边坡稳定,保证了公路施工安全和正常运营。     

三峡工程船闸边坡的反馈分析

建立了岩石高边坡力学参数的联合位移反分析模型,该模型可以预测复杂区域材料的弹粘塑性力学参数,且可考虑施工爆破及卸荷的影响。依据反分析得出的力学参数,对三峡工程船闸边坡进行施工过程追踪预报分析,结果表明：边坡整体是稳定的,但存在局部失稳的可能性;边坡直立墙的最大变位可控制在50mm以内,风化层的最大变位可控制在80mm以内;开挖完成后最大为2．63mm的时效位移增长,发生于中隔墩直立墙的顶部,该变形在7－8个月内完成。     

Comprehensive evaluation of the stability of the left-bank slope at the Baihetan hydropower station in southwest China

The stability of the left-bank slope is a crucial geological engineering problem at the Baihetan hydropower station, China. Due to continuous excavations on the rock slope, different regions of the surrounding rock mass undergo varying degrees of unloading deformation. It is important to assess the stability of the rock slope from a macroscopic viewpoint by investigating its deformation characteristics and mechanisms. Therefore, in this work, microseismic (MS) monitoring was first employed to detect the progressive rock mass damage in the rock slope subjected to excavation, including the initiation, propagation, coalescence, and interaction of rock microfractures. Numerical modeling was subsequently performed to understand the deformation and failure mechanism of the rock slope. Moreover, traditional surveying approaches (i.e., multiple-point extensometers and inclinometers) and field observations were also used to analyze the deformation and failure characteristics of the rock slope. The MS monitoring results showed that spatiotemporal regularities in the evolution of seismic source locations were indicators of deformation failure and potential sliding surfaces. MS event clustering can be used to delineate activated pre-existing geological structures (i.e., LS331 and LS337). The simulation results show that the deformation and failure characteristics of the rock slope are mainly controlled by pre-existing weak structural planes (i.e., the intraformational faulted zones LS3319, LS331, and LS337 and fault F17). These results agree well with the results of geological data and conventional monitoring data. Our study reveals that an integrated approach combining MS monitoring, numerical modeling, traditional surveying, and field observations leads to a better understanding of the behavior of the rock slope under the influence of excavation as well as greater control of the working faces, ensuring safety under complex geological and excavation conditions.     

超高路堑边坡治理工程案例研究I：边坡失稳机制模拟分析

 概要介绍龙岩双永高速公路K227超高路堑边坡的地形地貌、地质条件、变形破坏过程及特征,结合边坡稳定度反分析思路、强度折减法和开挖有限元仿真技术对该边坡变形孕育过程进行模拟分析和定量评估。采用一种基于应力张量差值的增减变化及其变化量的正负分区来确定边坡开挖松弛区的数值方法,解释路堑高边坡开挖卸荷松弛的力学机理;模拟重现了挖方边坡经历稳定性缓慢上升的卸荷回弹阶段、稳定性线性下降的剪切破裂阶段和稳定性急剧下降的失稳破坏阶段的全过程中应力调整、塑性屈服、滑面孕育和变形破坏的演化规律和发展趋势,揭示了边坡由于快速工程开挖扰动,使潜在软弱带充分暴露,并切断坡脚力学支撑,伴随岩土卸荷松弛及强度弱化,产生坡顶岩土张裂变形、深层软弱带剪切蠕动和坡脚沿结构面临空剪出的失稳机制;间歇性降雨入渗的岩土增重及附加水压使滑坡表现出时滑时停的特征;边坡整体处于临界状态,在继续开挖或持续暴雨冲击条件下,可能导致稳定性骤降,从滑动阶段转化为剧滑阶段。最后,对应急抢险对策、治理方案规划及线路调整设想等问题进行讨论与反思,为边坡病害治理提供了理论依据。     

地震荷载作用下陡倾角顺层开挖斜坡的变形破坏模型试验

在汶川地震灾区,顺层陡倾斜坡是一类地震山地灾害非常发育的斜坡类型,而开挖往往加剧了斜坡的地震山地灾害。为了重现斜坡的变形破坏过程,分析斜坡在地震荷载作用下的变形破坏规律。选取平武县平通镇桑树坪滑坡所处斜坡作为顺层陡倾角开挖损伤斜坡的典型实例,进行地震荷载作用下变形破坏的室内物理模型试验。结果表明,开挖加剧了斜坡在地震荷载作用下的变形破坏。从破坏形式来看,顺层陡倾斜坡的坡变形破坏兼具崩塌和滑动二者特征,与野外调查结果吻合。从整个变形破坏过程来看,可以划分为以下阶段：a.地震初始阶段,此阶段开挖呈契形体岩层在地震作用下沿层面微小滑动,坡脚应力剧增;b.开挖岩层坡脚溃曲阶段;c.全面下滑阶段;d.岩层滑动受阻倾倒阶段。     

三峡工程临时船闸与升船机开挖中的爆破方案优化和爆破振动控制

 根据三峡工程临时船闸与升船机岩体开挖过程中的施工期安全监测的实践, 对与围岩爆破损伤影响范围有关的岩石基础开挖中的合理爆破方式与程序选择、岩质高边坡及中隔墩的爆破振动控制等几个与爆破开挖相关的主要问题作了概括性的介绍, 文中同时对一些值得进一步研究的问题作了讨论。     

Centrifuge modeling of geotextile-reinforced cohesive slopes

Geosynthetics are widely used to reinforce slopes due to their successful performance and economical efficiency. A series of centrifuge model tests was conducted in order to investigate the behavior of the geotextile-reinforced cohesive slopes and to compare their behavior to unreinforced slopes. The displacement history of the slopes was measured using an image analysis system. The failure process of an unreinforced slope can be categorized into three stages: (1) uniform deformation stage; (2) strain localization stage; and (3) post-failure stage. The geotextile has a significant effect on the deformation of the slope and increases the stability level while affecting the failure modes. On a reinforced slope, two surfaces can result from the distribution of the displacement difference between the unreinforced and the corresponding reinforced slopes; thus, the slope can be categorized into three zones. The front zone is characterized as a restricted region that is subjected to a backward tension via the geotextile while the middle zone is mainly subjected to a forward tension (like a support body). The back zone is unaffected by the geotextile. The reinforcement can take effect when its length is longer than the effective reinforcement length. The effective reinforcement length usually increases with increasing elevation and is significantly affected by the inclination of the slope.     

基于强度折减法的某公路边坡稳定性数值模拟

边坡稳定性的评价对于地质灾害防治具有重要的意义,采用目前应用较多的有限元强度折减法对某公路边坡进行了稳定性计算,得到了该边坡的稳定系数和变形破坏规律;通过对比极限平衡法和有限元抗剪强度折减法对该边坡稳定性进行分析,研究表明,基于抗剪强度折减法的数值模拟方法能更好地反映边坡内应力分布状态,在斜坡稳定性评价中具有广阔的应用前景。     

OPTIMIZATION OF BLASTING PROCEDURE AND VIBRATION CONTROL DURING EXCAVATION OF TEMPORARY SHIP LOCK AND SHIP LIFT IN THREE GORGES PROJECT

Based on the practice of safe monitoring in temporar y ship lock and ship lift of the Three Gorges Project during its rock excavation b y blast ing, several problems related to blasting excavation are overviewed, such as th e choice of blasting method and procedure in accordance with the analysis o n b last induced damage zone during excavation of rock foundation, the control of bl ast vibration on the rock slope and the dividing pier between tempo rary ship lock and ship lift. Some unsolved important problems are discussed fur ther.     

边坡加固机理探讨

笔根据参与的十几个岩土边坡加固设计,审查和施工体验对边坡加固中预应力锚索传力深度,自由段概念,削坡开挖边坡安全系数,群锚形成“岩壳”,补赏张拉等问题进行了讨论。中介绍了边坡治理中开挖控制变形工法。工法的主要素为：安全监测,超前支护,分层分段开挖,及时进行坡面支护,加强边坡底部支护和施工工艺管理。中着重讨论了预应力锚索钻孔中水泥砂浆芯柱受力分析,把问题归结为压杆稳定提出了预应力锚梁结构。该结构大大提高了预应力锚索的承载力。     

考虑岩体开挖卸荷动态变化水电站坝肩高边坡三维稳定性分析

金沙江一双曲拱坝最大坝高277 m,左岸坝肩开挖边坡高约300 m;右岸坝肩开挖边坡高约480 m,由于坝肩槽开挖所形成的边坡属于高陡边坡,其开挖后的稳定状况会极大影响大坝的正常运行。通过对坝址区地质资料的详细分析,建立坝肩边坡三维计算模型,并结合卸荷岩体力学理论,通过弹塑性有限元法研究坝肩边坡在开挖过程中的动态稳定性。研究结果表明：该高边坡在开挖过程中及开挖后,除开挖面附近局部区域不稳定外,整体并无失稳趋向;考虑岩体在开挖过程中的动态卸荷过程后,边坡岩体的位移和塑性区面积比不考虑时有所减小;岩体的破坏区随着开挖的进行不断变化,可根据每步开挖后岩体的破坏情况选择合理的加固措施及加固时间。