秦岭山前某滑坡稳定性及变形模拟分析

以秦岭山前某滑坡为研究对象,在分析其工程地质条件及破坏机理的基础上,借助GEO-Modeler软件准确建立数值计算模型,采用数值模拟方法分析坡体的稳定性及变形特征.结果表明:天然状态下坡体处于基本稳定状态,饱和工况下坡体将失稳,坡体失稳时基岩面附近滑面最先发生剪切破坏.     

软弱基座型滑坡形成机制离散元数值模拟研究

软弱基座型斜坡具有“上硬下软”的双层坡体结构,其变形破坏方式和失稳模式也较为复杂。为了详细分析该类型边坡的变形破坏机制,以具有此类坡体结构特征的一库区古滑坡为例,在现场调查的基础上,采用地质分析法和离散元数值模拟方法研究天然、降雨和地震条件下边坡的变形破坏过程。结果表明:活跃的地质时期、陡峭的地形、复杂的地质构造和双层的坡体结构特征构成了该滑坡形成的必要条件,降雨和地震是诱发滑坡的主要外界因素;滑坡表现为倾倒变形和滑移－压制拉裂的复合型失稳模式;利用离散元数值模拟研究了坡体在天然重力、降雨和地震等不同条件下的变形破坏过程,计算结果显示降雨和地震均会导致滑坡发生,其中地震型滑坡具有持续时间更短、发生规模更大、运动距离更远的特点。     

地震作用下顺层岩质滑坡稳定性离散元模拟

以金沙江溪洛渡水电站库区恩子坪2^#滑坡为例,采用宁河地震天津记录数据作为地震动参数,运用离散元程序UDEC(Universal Distinct Element Code)对滑坡在未来地震作用下的响应特征和变形破坏机制进行数值模拟。数值模拟计算结果显示:在地震波作用下,坡体表现出明显的放大效应,其中加速度放大程度最大,位移次之,速度最小;地震波达到峰值后,坡体中的剪应力集中范围和滑带的剪应变均急剧增大,由于剪应变累积效应,变形破坏从滑带前端向尾部传递、扩展;地震结束时,滑坡的稳定性系数已经低于1.0,最大累积位移达到了1.58 m。通过分析数值模拟计算结果可知:运动放大效应、剪应力集中和剪应变累积效应是导致滑坡变形破坏的主要机制,滑坡的失稳模式依然为顺层滑移;滑坡已经失稳破坏,建议采取适当的锚固工程,以降低滑坡在地震作用下失稳堵江的风险,从而保证溪洛渡水库的正常运营。     

黄土-砂岩二元结构路堑高边坡失稳机制模拟分析

在地质背景复杂的西北地区进行路堑开挖的工程中遇到了大量以上部为黄土层、下部为砂岩层的典型二元结构路堑高边坡。为确定黄土-砂岩二元结构路堑高边坡的失稳变形机制,依托兰永线高速公路K35+092段工程,利用有限元分析软件GEO-studio建立了黄土-砂岩二元结构路堑高边坡开挖全过程的数值模型。通过对边坡在分步开挖卸荷过程中的坡顶水平位移、竖向位移、深层水平位移、边坡稳定性安全系数变化,以及边坡在开挖状态下应变模拟结果的分析,对黄土-砂岩二元结构路堑高边坡的破坏特征以及失稳破坏机制进行了较为系统的研究。研究结果表明:黄土-砂岩二元结构路堑高边坡的结构特点、地层岩性决定了其失稳变形机制,在开挖卸荷过程中,坡顶水平位移不断增大,土体内塑性应变累积,边坡稳定性逐渐降低;黄土-砂岩二元结构路堑高边坡中的软弱夹层充当“滑动垫层”,起到“润滑”以及“弱化边界”的作用,是边坡潜在的不稳定因素之一;随着路堑边坡的刷方卸荷,上覆黄土坡体发生滑移破坏并对下伏砂岩坡体产生巨大的冲击力,而下伏坡体顺层剪出破坏产生的“联动作用”再次引发上覆坡体的滑塌下错,致使边坡整体失稳。为避免类似黄土-砂岩二元结构路堑高边坡失稳滑塌的发生,可采用框架预应力锚杆支护结构对边坡进行加固。     

陡倾顺层岩质斜坡动力倾倒变形机理研究

通常认为顺层岩质斜坡动力变形破坏以滑移—拉裂、滑移—弯曲模式为主,但是通过现场调研发现,在陡倾顺层斜坡中存在一类特殊的动力变形破坏方式——倾倒变形。为了得出该类型斜坡动力倾倒变形机理,以四川汶川县水磨沟陡倾软硬相间顺层斜坡在"5.12"汶川地震作用下失稳为例,在充分总结滑坡区工程地质条件和分析其动力破坏特征后,利用二维离散元数值模拟方法开展研究。结果表明:在地震荷载作用下,在斜坡表面PGA放大系数随着高程的增加总体表现节律性变化,在坡肩呈现峰值;斜坡失稳机理为坡内软岩和硬岩差异式拉剪破坏导致层面抗剪强度急剧降低,岩土体沿优势层面下滑;由于坡体下部岩层锁固作用,坡体向下滑动受阻,坡脚附近岩土体翘曲隆起,而坡顶震裂松弛岩土体在巨大地震惯性力下沿优势结构面滑动剪出过程中,受坡肩"关键块体"阻挡而向临空面发生倾倒变形,整个斜坡发生滑移—下部弯曲—上部倾倒式失稳破坏。研究成果为类似地区的边坡工程地震失稳分析提供参考和依据。     

推移式滑坡模型试验推力加载方法的研究

滑坡物理模型试验过程中采用的加载方式常与所模拟的滑坡原型相关,为了准确模拟推移式滑坡的变形破坏过程,采取在模型坡体后缘施加推力的方式进行加载。为验证该方法的可行性,以简化的刚性滑块为例,将推力加载方法与模型试验中常用的倾斜模型加载方法进行对比分析。结果表明推力加载方法与倾斜模型加载方法相同,均可连续地改变安全系数。为研究整个坡体在后缘施加推力后其坡体内部的应力应变场与推移式滑坡的相似性,分别进行了数值模拟试验与滑坡物理模型试验。试验结果表明,滑坡体随着坡体后缘推力的增大,其剪切破坏逐渐由后缘向前缘发展,直至剪切面贯通发生滑动失稳,其变形破坏特征与推移式滑坡特征基本吻合,验证了后缘施加推力的方法模拟推移式滑坡变形破坏过程的可行性。     

岑水高速六活口滑坡稳定性分析与治理研究

为研究路堑边坡开挖后滑坡的变形失稳特征,以六活口滑坡为例,在工程地质勘察的基础上,分析了滑坡变形破坏与形成机理,并结合极限平衡分析和数值模拟计算,再现了六活口滑坡的变形破坏过程。认为该滑坡为推移式切层破碎岩土滑坡,存在浅层和深层滑面,由于第一次削坡卸载治理未及时完成,导致坡面长时间暴露,坡体应力经松弛、集中的重新调整,同时受降雨等不利因素的影响而再发生开裂、坍塌等变形。根据分析结果提出二次削坡和补充治理措施,有效地阻止了滑坡的进一步发展,确保了滑坡保持长期稳定状态。     

坡面降雨和坡脚浸泡对土坡影响的模型试验研究

降雨是诱发边坡失稳破坏的重要因素,为研究降雨条件下土质边坡的滑动破坏规律,为了便于制模和坡土位移的PIV观测,开展了无黏性土降雨滑坡的模型试验,利用体积含水率传感器测试了降雨条件下坡土不同位置处含水率的变化特征,利用PIV技术研究了边坡渐进变形破坏的发展过程,分析了变形场特征,并进一步研究了长时间降雨坡脚浸泡导致的破坏规律。结果表明:持续降雨入渗条件下坡土体积含水率依次可分为初始平稳期、上升期和最终稳定期三个阶段,坡脚土体的积水会导致边坡进一步滑移破坏。边坡破坏模式为渐进式滑移变形破坏;根据边坡速度场和位移场随厚度分布特征,可将坡土从下往上分为稳定层、剪切层和随动层。     

黑河水库引水洞上部滑坡的稳定性数值模拟分析

以黑河引水洞上部滑坡为例,采用二维离散元软件对滑坡的变形过程进行了数值模拟,分别从应力、应变、塑性区分布等方面分析滑坡的变形特征,并对坡面一点的速率、位移情况进行监测,模拟结果与实际观测结果大体上是吻合的,离散元数值模拟在一定程度上反映了坡体变形破坏的总体趋势.     

恩子坪2#滑坡体稳定性数值模拟

恩子坪2^#滑坡体位于白鹤滩水电站下游约8.6 km处,属于典型的基岩—顺层滑坡。为了研究该滑坡体的变形破环特征,通过物理模拟试验从成因机制对其稳定性进行定性分析;同时,结合工程勘察资料,采用数值模拟方法,论述了不同工况下滑坡体的位移、应力及变形规律。结果表明:物理模拟试验与数值模拟相结合是分析滑坡成因机制的有效途径;滑坡体的位移量由基岩到滑体逐渐增大,洪水位工况下最大位移量为185 cm,其变形主要发生于滑体;最大拉应力出现在滑坡体的水下堆积物处。自然状态下,滑坡体基本稳定,安全系数为1.065 6;洪水位工况下,滑坡体安全系数降低至0.76,此时,滑坡体趋向于不稳定,滑体前缘可能出现局部失稳下滑。通过对典型滑坡稳定性的深入研究,可为类似破坏机制的滑坡稳定性分析提供参考。     

厄瓜多尔德尔西水电站右坝肩边坡稳定性模拟分析

基于厄瓜多尔德尔西水电站前期地质勘查资料,用Gocad软件建立右坝肩边坡的三维地质模型,导入Flac3d做弹塑性分析和强度折减计算,根据计算所得位移场和应力场的分布规律,分析评价右坝肩边坡的天然稳定性,探讨边坡的可能破坏情况。     

澜沧江上游梅里石3号巨型古滑坡成因机制研究

以梅里石3号滑坡为例,经过详细工程地质勘察,定性分析了滑坡的成因机制。结果表明,该滑坡是反倾岩体倾倒变形破坏的产物,其成因机制具有一定的特殊性及研究价值。采用离散元和有限元相结合的方法,研究澜沧江快速下切过程中原始斜坡发生倾倒变形破坏的全过程,即弯曲变形、倾倒—弯曲、倾倒—折断、蠕滑—拉裂4个阶段。地质分析表明滑坡为倾倒变形体发生整体失稳形成,数值模拟中岩体倾倒变形各阶段的变形破坏特征与地质分析相互印证,与实际情况相符。     

阶地型降雨滑坡的发育特征及成因机制分析——以大仁烟村滑坡为例

为探索降雨因素—河流阶地孕育滑坡的相关性,更深入地认识这类河流岸坡的变形破坏过程,在广泛分析大仁烟村滑坡地质结构的基础上,研究阶地型滑坡的失稳控制边界以及变形失稳机制模型。结合滑坡地质调查,利用有限元数值软件对降雨条件下的斜坡稳定性进行了模拟分析,进一步对降雨条件下斜坡的应力场、应变场和位移场进行了综合分析。研究结果表明:(1)中陡的地形、结构松散且易软化的阶地堆积体物质,以及陡倾的控制性结构面为该滑坡的形成创造了地质条件,而强降雨是主要触发因素;(2)滑坡剪出口位置位于坡脚施工开挖区域,滑坡的滑带位置位于强、弱风化基岩接触部位,岩土体的失稳高度达到200 m;(3)通过降雨条件下的应力、应变、位移场变化,推断其形成机制属于降雨作用下的推移式滑坡,滑体造成坡脚的桥墩瞬间被剪断。这些分析对阶地型降雨滑坡失稳机制的研究及稳定性评价具有一定的意义。     

岩土参数空间变异性对滑坡滑动深度的影响

在边坡相关的研究中考虑岩土参数的随机性和不确定性,可充分了解岩土参数空间变异性带来的影响.为此,通过随机有限元方法建立二维土性参数随机场,基于Monte Carlo方法构建随机有限元计算程序,进行了8 400组数值模拟实验,运用概率分析方法,通过对比确定性情况下得到的均质边坡滑动面的深度来研究岩土体参数空间变异性对边坡...     

十堰500kV变电站滑坡变形特征与稳定性研究

十堰500kV变电站站场西南侧地表出现贯穿性裂隙,滑坡迹象明显.以翔实地质勘察资料为依据,将地质调查与深部位移监测成果结合起来,系统分析了该滑坡的变形影响因素、变形现状与发展趋势,预测了滑坡变形失稳模式;将宏观分析与变形监测成果结合起来,对滑坡的稳定性作出了比较客观准确的评价,为应急抢险及综合治理提供了重要依据.     

雅砻江右岸某巨型滑坡变形机理及稳定性分析

某滑坡位于雅砻江流域内拟建卡拉水电站水库右岸单斜构造带内,呈方形展布,为方量1.22×108 m3顺层巨型滑坡,主滑方向为NE向。滑坡变形表现在中下部的局部表层蠕滑变形,其机理为蠕滑-拉裂-滑移式。据野外调查和勘探成果,并结合该滑坡所处地质环境条件,运用弹性有限元方法对其进行数值模拟。结果表明,该滑坡在天然状态下稳定性较好,最大剪应力集中在滑带附近,其值约0.27MPa。滑体中下部主要为水平位移,且滑体在重力作用下对力的约束最为敏感;上部则表现为以竖向位移为主。     

三峡库区万州金金子滑坡动态变形规律分析

万州区金金子滑坡是三峡水库右岸涉水覆盖层滑坡,在降雨、人工活动等诱发因素影响下,局部发生了较大的变形破坏。该滑坡于1996年发现变形迹象,2003年库区大坝蓄水后仍存在变形,滑坡近20 a来变形持续,2016年滑坡体局部发生了变形破坏。在深入分析滑坡变形特征基础之上,充分利用现场监测数据,从地质因素和环境因素两方面对滑坡成因及变形破坏规律展开研究。通过地质调查发现,斜坡区大量松散崩坡积物堆积于下伏近水平粉砂泥岩上,斜坡形态呈阶梯状,其上冲沟发育,大片覆盖人工种植苗木。滑坡监测数据显示,位移变形曲线存在突变,突变后趋于平缓,在突变前期研究区内有明显的降雨过程。分析认为：滑坡整体仍存在持续变形,局部区域变形失稳后趋于平缓;阶梯状斜坡上覆的松散堆积体和下伏的软弱地层为滑坡变形的地质基础;降雨以及人类工程活动则为该滑坡的主要诱发因素。     

茅坪与新滩滑坡体变形机理类比研究

 为了研究清江茅坪典型滑坡体稳定性,基于失稳前长江新滩滑坡实测曲线进行了滑坡体变形分析。清江隔河岩水库库岸茅坪滑坡体约有2350×104m3, 是由十分复杂的物质构成的典型滑坡体,而水库蓄水直接影响了滑坡体的稳定性;后部白岩底部采煤造成陡壁崩塌,又对滑坡体产生了巨大加载效应。通过监测茅坪滑坡体变形过程,类比长江新滩滑坡体在破坏前几个阶段的变形特征,为预测茅坪滑坡体破坏提供了有价值的参考。     

边坡群稳定性耦联分析方法在三峡库区的应用

针对库区边坡群地质资料、水文信息等数据缺乏的问题,提出了一种库区边坡群稳定性分析方法。该方法首先利用遥感信息技术提取相关库区边坡群岩土整体特征;然后,依据某一个边坡变形破坏的实际监测数据,反算整个边坡群的详细地质信息数据;最后,使用库区边坡稳定性耦联分析模型,跟踪和预测边坡群各个边坡体的变形情况。将提出的方法应用于三峡库区一个典型边坡群的稳定性分析,结果表明预测的滑坡体位移大小和方向与野外观测结果基本吻合,预测的主要滑坡趋势轨迹方向与实际趋势形态吻合良好。