基于最大周向应力准则的滑塌式危岩稳定性分析

我国山地地形分布广泛,山体危岩崩塌是山区的主要地质灾害之一.为了研究不同裂缝角度、水平地震力和垂直地震力等因素对危岩体安全系数的影响规律,运用最大周向应力准则对贵州高原与四川盆地交接地带的赤水河深切"V"型河谷的某危岩体进行稳定性分析,得出如下结论:危岩体安全系数随着裂缝角度的增大而减小,但在裂缝角度小于55°时,危岩体安全系数减小速度较快,裂缝角度大于55°时,安全系数减小速度较慢;危岩体安全系数随水平地震系数或垂直地震系数的增大而减小,且为线性减小趋势;水平地震力对危岩体的危害程度高于相等大小下的垂直地震力.     

基于极限平衡法的危岩稳定性分析

危岩是三峡库区的主要地质灾害之一。为了研究不同裂缝角度、水平地震力和垂直地震力等因素对危岩体安全系数的影响规律,文中运用极限平衡法,对中国重庆万州太白岩南部边坡某危岩体在4种工况下,进行稳定性分析,并研究了裂缝角度、垂直地震力、水平地震力对危岩体安全系数的影响。     

月牙山坠落式危岩稳定性离散元数值分析

危岩崩塌作为一种常见的地质灾害,严重威胁着山区居民的生命和财产安全。为做好危岩稳定性判别和灾害防治工作,选取月牙山具有代表性的Ｗ１坠落式危岩作为研究对象,采用离散元（Ｕｎｉ-ｖｅｒｓａｌＤｉｓｔｉｎｃｔＥｌｅｍｅｎｔＣｏｄｅ,ＵＤＥＣ）软件建立分析模型,根据应力、位移和速度矢量图确定危岩体的破坏发展形态。研究结果表明:在重力影响下,危岩体裂缝、裂隙逐渐加深、变宽,下裂隙、裂缝下部以及山体与危岩体的连接处会产生应力增大和应力不断集中的现象,岩体处于欠稳定状态。将ＵＤＥＣ与工程实例相结合模拟真实危岩体稳定状态,为危岩崩塌的有效治理提供参考。     

T应力对脆性材料初始裂纹起裂角影响研究

为检验和提高MTS准则对线弹性材料复合型裂纹扩展预测的精确性,考虑了T应力在脆性断裂中的作用,建立了广义MTS准则。该准则描述了变量Ⅰ型和Ⅱ型断裂应力强度因子、断裂韧性KⅠ和KⅡ、平行裂纹的应力分量T应力以及临界裂纹扩展区半径对裂纹扩展的影响,对裂纹尖端应力分布的描述更加精确。研究结果表明：考虑T应力后,初始起裂角随裂纹倾角增大呈现先增大后减小的趋势;相比于GMTS准则预测结果,在β>45°时MTS准则预测起裂角偏大,且起裂角对T应力变化更加敏感;而在β>45°时预测结果受T应力变化影响均偏小;对于复合型裂纹,由GMTS准则计算得到的断裂角与传统MTS计算得到的结果区别很大。脆性材料裂纹扩展受到裂纹尖端奇异应力K及常数项T应力的共同控制,通过考虑裂纹尖端Williams级数解高阶项的影响提高了对裂尖应力分布的描述精度。     

Hoek-Brown准则参数对边坡稳定性影响的敏感性分析

Hoek-Brown经验强度准则具有能够反应岩体的固有特点和非线性破坏特征,解释低应力、拉应力区及最小主应力对强度的影响等特点,已成为岩体工程中应用最广泛的准则之一。但是,在确定Hoek-Brown准则参数时主观因素影响较大。分析了Hoek-Brown准则中完整岩石经验常数mi、完整岩体单轴抗压强度σci、地质强度指标GSI、岩体弱化因子D等参数对内摩擦角φ、粘聚力c以及边坡安全系数F影响的敏感性,以期对Hoek-Brown准则参数取值提供帮助。     

基于离散元的滑塌式危岩体失稳机理研究

为了研究滑塌式危岩体在地震动作用下的响应规律和失稳机理。以大渡河双江口水电站２７＃ 危岩体为例,利用离散单元法对滑塌式危岩体在地震作用下的动力破坏情况进行数值模拟。结果表明: 滑塌式危岩体在地震荷载作用下发生破坏后,失稳块体的运动主要分为三个阶段:启动准备阶段、加速 下滑阶段、滞留稳定阶段。结论揭示了地震作用下块体以滑动为主,滚动为辅的失稳规律,为危岩防灾 减灾提供参考和借鉴。     

基于RBF-Markov串联模型的危岩裂缝变形预测

基于危岩裂缝变形的渐变性及随机性,将径向基网络(RBF)预测模型与马尔科夫(Markov)概率转移模型结合起来,建立危岩裂缝变形的RBF-Markov串联预测模型.该串联模型主要是在RBF模型中输入已有数据进行训练,通过相应的径向基函数输出拟合结果,然后对拟合结果与实测值的残差进行分类,运用Markov概率转移模型计算出未来k步时间序列的相对误差,当输入最近的实测值,结合RBF模型预测值及Markov残差修正值可实现对危岩裂缝变形的最终预测.经忠武管道张家沟C1危岩裂缝变形实例验证,该串联模型既充分发挥了RBF模型反映裂缝历史发展趋势的特点,又考虑了Markov模型反映随机波动性对变形预测的影响.结果表明:串联模型具有预测精度高、收敛快等优点,且短期预测效果较好,为危岩裂缝的短期变形预测提供了新的途径.     

T应力分量对压剪闭合裂纹张拉起裂角的影响研究

传统的断裂力学理论仅考虑裂纹尖端应力场Williams展开项中的奇异应力项,对于裂纹起裂角的理论预测值和试验值存在较大差异。为研究T应力(非奇异应力项)对压剪闭合裂纹张拉起裂角的影响,首先,推导得出压剪应力状态下闭合裂纹尖端附近应力的理论解,并将T应力引入传统断裂准则,对周向应力准则进行修正;其次,针对考虑不同T应力分量的3种情况分别进行参数敏感性分析;最后,将理论预测值与已有文献试验值进行对比。结果表明:T应力分量对闭合裂纹起裂角预测值有显著影响;通过参数敏感性分析发现临界距离对裂纹起裂角影响最大;同时考虑T_x、T_y和T_(xy) 3种应力分量起裂角预测值居于仅考虑T_x应力分量和考虑T_x和T_y分量之间,且同时考虑3种T应力分量起裂角预测值与试验值吻合较好。     

基于不同地震力偏角的边坡稳定性分析

针对边坡在地震力作用下的稳定性问题,在毕肖普法中考虑受地震力影响产生切向力和竖向力,建立线性边坡受力模型。对不同地震力偏角范围内边坡安全系数计算公式进行推导。编写VB工程计算软件进行迭代计算,得出在不同地震力偏角时边坡的安全系数和最小安全系数所对应的地震力偏角以及安全系数随不同地震加速度与震动时刻的变化规律,为边坡抗震设计提供重要的参考依据。     

基于应力监测的软岩隧道支护结构稳定性分析

为研究铁路隧道开挖过程中的岩体力学行为,评价隧道稳定性,以西南地区某隧道软岩为研究对象,对其支护结构进行应力监测。根据现场施工状况与监测结果,分析围岩和支护结构的应力状态等信息,进而可以修正设计、优化施工方案,从而确保结构稳定性和隧道安全;同时采用二维有限元Ｐｈａｓｅ进行数值模拟,计算钢拱架及钢筋混凝土的安全系数,判断支护结构的稳定状态。研究的方法、结论可为类似条件下隧道工程的设计、施工、监测和进一步的理论研究提供参考和借鉴,具有一定的工程应用价值。     

锚杆加固恩施大峡谷绝壁危岩的稳定性数值分析

以恩施大峡谷绝壁陡崖的锚杆危岩治理工程为例,采用有限元数值模拟的方法研究了降雨前后危岩以及不同锚杆的长度、入射角、数量、间距参数选择对危岩受力及变形情况,并综合评判其稳定性。结果表明:采用单根锚杆时,在锚杆超过推测滑动面后不受长度变化影响,而锚杆入射角越小,对其控制效果越好;在同一剖面上采用２根锚杆、锚杆间距为２．５ｍ时控制效果最好;在同一剖面上采用３根锚杆、锚杆间距为３．５ｍ和４．５ｍ时其控制效果基本一致;同一剖面上位置偏下的锚杆受应力更大,因而应加大下部位置锚杆承受应力的能力。     

Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝应力强度因子和应变能释放率的关系

为了探究复合型裂缝的应力强度因子K和应变能释放率G的关系,基于最大应力准则,采用能量法对Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝的扩展进行理论分析。根据单一型裂缝应力强度因子和应变能释放率的关系,推导出Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝K与G的关系公式,利用Abaqus软件建立Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝的有限元模型,计算Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝的应力强度因子和应变能释放率,与推导公式的计算结果进行对比,二者误差仅为2.5%,验证了推导公式的合理性。     

基于两种准则下降强法的边坡稳定性对比分析

文章以沙洋大碑湾泵站岩质边坡工程开挖处理后分析其稳定性为例,利用ABAQUS商业软件,基于MC和DP两种不同准则下降强法对开挖后边坡稳定性进行数值仿真。通过有限元方法对该边坡进行等效塑性变形与位移分析,得到两种模型中边坡的屈服滑动面形态和倾角接近,一般而言,MC模型计算得到的屈服略大于DP模型的结果,可为此类工程开挖及建设提供参考。     

基于多参数强度准则的安全系数定义问题

从一般的多参数强度准则出发,分别给出了传统安全系数、超载系数和强度折减系数的定义,根据其物理、几何意义,结合最简单的多参数强度准则——Mohr-Coulomb准则,对各种安全系数进行了分析与讨论,指出现有各种安全系数的定义均存在局限性,很难直接应用于一般的多参数强度准则,说明了重新定义适用于各种应力状态和强度准则的点安全系数的必要性。     

基于主控结构面锁固段模型的危岩稳定性计算

基于危岩体主控结构面地质结构特征,探讨了危岩体主控结构面模型中“规范法”和“贯通率法”在等效抗剪强度参数取值上的不足,提出了包含主控结构面贯通段和锁固段的危岩主控结构面计算模型。建立了基于主控结构面锁固段的三类危岩体稳定性计算的物理模型和力学模型,提出了三类危岩体危岩稳定系数计算方法。以重庆万州首立山5个典型危岩体为例开展了算例验证。分析结果表明,利用提出的计算方法得到的结果与原始勘探资料及2009~2013年现场观测资料相符合,弥补了重庆市地方标准在危岩体稳定性计算方面的不足,为规范的进一步修订提供了理论依据。     

堆石坝悬挂式防渗墙应力变形分析

防渗墙应力变形分析对保证大坝的安全稳定运行具有重要意义.文章以辽宁省赵家堡子水电站为例,利用数值模拟研究的方法,研究了悬挂式防渗墙在运行期的力学位移特征.结果显示,在施工运行期间大坝防渗墙整体安全,仅在0+154 m断面顶部存在一定的拉裂破坏危险,建议加强日常巡查,对出现的问题及时补救.     

基于Hoek-Brown准则的地下洞室围岩稳定性分析

基于Hoek-Brown准则,针对该准则中与围岩稳定性相关联因素,如最大主应力σ₁、最小主应力σ₃、岩石强度指标GSI和岩石单轴抗压强度σ_ci,对水电站大型地下洞室围岩稳定性的影响开展分析,建立相关数值计算模型和方案,分析σ₁、σ₃、GSI和σ_ci影响下大型地下洞室围岩变形、塑性区深度的变化规律。研究结果表明：根据不同σ₁、σ₃、GSI和σ_ci条件下地下洞室围岩变形、塑性区深度的变化规律,可将围岩变形和塑性区深度划分为3个阶段：基本不变阶段、缓变阶段、陡变阶段。根据洞室围岩的塑性区特征,并结合洞室变形趋势等可将围岩变形和塑性区划分为自稳域、可控域、不可控域,得到基于Hoek-Brown准则的水电站地下洞室地应力-岩体强度-围岩稳定关系。自稳域对应地下洞室围岩处于稳定或基本处于稳定状态;可控域对应围岩有一定的变形或松弛破坏,但在一定支护策略下可控制变形或维持围岩稳定;不可控域对应围岩变形或松弛...     

基于离散元的危岩群体崩塌影响因素分析

为研究危岩群体崩塌因素,给工程施工提供依据,以新疆喀什地区盖孜河狭窄区域的危岩群体为研究对象,用离散元软件对该区危岩群体崩塌过程进行了模拟.结果表明:危岩破碎度与崩塌时间呈正相关,危岩高度、震动强度以及背立面角度与崩塌时间呈负相关,节理面角度对崩塌时间的影响不明显;另外,块体发生崩塌的位移角与块体大小有着直接关系,块体...     

基于移动平均法的危岩点云数据处理及变形分析

传统危岩监测存在布点困难、效率低等不足,而三维激光扫描技术因采用非接触测量而可快速获取点云数据,但数据处理是难点。提出了一种基于移动平均法的危岩点云数据处理方法以提高变形识别率。首先根据危岩节理特征构造新的空间坐标系,使得某一轴向可直观反映危岩主要滑移方向,再通过曲面拟合计算移动窗口内的特征点,有效缩减了点云数据,在此基础利用ICP算法搜索对应点。依托温州某隧道工程,分析开挖边坡出现的危岩沿潜在滑移方向的位移,结果表明该方法极大提高了危岩变形识别的正确率,危岩在两次监测时间内存在约10 mm的变形,需采取一定的防治措施。