缓倾顺向软弱夹层岩体边坡变形机理及稳定性研究

以贵州某边坡为例,基于FLAC3D平台建立含软弱夹层岩体边坡模型,等间距监测边坡垂直开挖后软弱夹层的变形特征可知,此类边坡失稳是沿软弱夹层向临空面缓慢滑动的过程,具有明显的渐进性,属于滑移-拉裂模式。为探究软弱夹层力学参数对此类边坡稳定性的影响,适当扩展软弱夹层参数粘聚力c、内摩擦角φ的范围,采用控制变量法对比分析强度折减法和极限平衡法的计算结果表明,极限平衡法计算偏于安全;软弱夹层参数对边坡稳定的敏感性为:内摩擦角φ>粘聚力c。     

某含软弱夹层花岗岩残积土边坡稳定性研究

福建省地处中国东南沿海地区,花岗岩残积土分布较为集中。花岗岩残积土边坡存在较为发育的微裂隙结构面和一些软弱岩脉风化而成的软弱夹层,由于风化作用、降雨和地下水渗入等外界环境影响,裂隙中的填充物泥化和膨胀,结构面的抗剪强度迅速下降,形成软弱夹层,造成边坡失稳破坏。以某含软弱夹层花岗岩残积土边坡为例,建立有限元数值模型对该边坡的变形特征进行研究,发现直接开挖后沿软弱夹层将发生较大的相对滑动,最大水平位移达22 cm,同时表明软弱夹层的存在不仅造成了边坡总体变形的增大,还决定了边坡失稳破坏时滑动面的位置。研究成果可为此类含软弱夹层的残积土边坡的设计、施工和治理提供借鉴和参考。更多还原     

地震作用下含软弱夹层的顺倾岩质边坡加速度放大效应探究

基于ＦＬＡＣ３Ｄ数值软件，建立含软弱夹层的顺倾岩质边坡模型，合理考虑地震波输入方式、模型边界条件、网格尺寸和力学阻尼，探究地震作用下含软弱夹层的顺倾岩质边坡加速度放大效应和软弱夹层区域加速度放大系数的变化规律，探究和分析软弱夹层的负效应。研究结果表明:在软弱夹层区域，加速度放大系数增加的速度更快；软弱夹层厚度越厚，软弱夹层位置越低，放大效应越明显；当软弱夹层倾角相差不大时，软弱夹层位置变化不大，此时软弱夹层倾角变化对加速度放大效应的影响较软弱夹层位置变化更为显著，即软弱夹层倾角越大，放大效应越明显；当软弱夹层倾角相差较大时，软弱夹层位置变化也较大，此时软弱夹层位置变化的影响更为显著，即软弱夹层位置越低，放大效应越明显。     

软弱夹层位置变化对地震荷载作用下的动力响应数值研究

为了研究软弱夹层布置位置在不同地震荷载作用下对边坡稳定性的影响,选择单脉冲、双脉冲和无脉冲3种不同波形的地震荷载,同时将软弱夹层分别布置在边坡坡脚、四分之一坡高、中间位置、四分之三坡高和坡顶5个位置,对边坡的坡面和坡内加速度放大系数进行分析。结果表明,随着高程增加,边坡加速度放大系数先出现平稳增加,然后出现跳跃迅速增加,最后平稳增加;边坡加速度放大系数随着软弱夹层布置位置增加逐渐减小,边坡越来越稳定,建议将软弱夹层布置在较高位置来提高边坡的稳定性。     

含软弱夹层的边坡稳定性及加固分析

在进行某水利工程坝址野外地质勘察时,发现在坝址右岸边坡中存在3条软弱夹层,这些夹层控制着边坡的稳定性。通过对软弱夹层的调查及对该边坡破坏模式的分析,建立了边坡三维地质模型,确定了岩体及控制性层面的物理力学参数。运用数值分析方法,模拟边坡实际的开挖和锚固过程,计算边坡在开挖加固过程中边坡体的应力、应变、位移和塑性区分布、稳定性系数等。通过分析计算结果及评价边坡加固效果,为水电站安全运营提供了一定的参考依据。     

某水库库岸边坡开挖加固弹塑性有限元分析

为进一步分析边坡开挖加固过程中位移、稳定性和危险滑裂面的变化情况,以弹塑性有限元法为计算工具,对某水库边坡的开挖加固过程进行数值模拟分析,计算考虑了开挖不加固和开挖并及时加固2种情况。计算结果表明:开挖不加固时,边坡整体发生很大位移,开挖完成后安全系数小于1,塑性破坏区贯通内部的软弱夹层,边坡不能保持自身稳定,将沿着软弱夹层发生滑动;开挖并及时加固后,边坡发生位移得到有效控制,安全系数提高141%,软弱夹层内部的塑性区分布范围也大大减少,且锚杆将软弱夹层两侧岩体连接起来,滑裂面往内部发展趋势明显。说明采用的加固措施能有效保证边坡开挖过程中的施工安全,成果对类似边坡工程有一定参考价值。     

基于应变软化的软弱夹层边坡渐进破坏

含软弱夹层的顺层岩质滑坡是常见的地质灾害,研究其渐进破坏过程对于滑坡防治具有重要意义。基于软弱夹层的应变软化特性,推导了开挖工况下含软弱夹层的顺层岩质边坡渐进破坏的微分方程,并理论分析了渐进破坏的过程和阶段;对比摩尔-库伦本构模型下的数值计算结果,证明了应变软化摩尔-库伦本构模型能更准确地反映边坡软弱夹层的渐进破坏过程,并以实际工程案例进行了检验。研究结果表明:含软弱夹层的顺层岩质边坡的渐进破坏过程可分为初始、等速与加速变形3个阶段;在开挖工况下,破坏首先产生自坡脚,而后剪切破坏区不断扩展,沿软弱夹层延伸至坡顶,并在坡顶产生拉张破坏,边坡的整体破坏模式表现为滑移-拉裂式。     

含软弱夹层的岩质边坡稳定性分析

在地质活动过程中,软弱夹层和断层等结构面改变了边坡的力学性状,使得岩质边坡稳定性面临严峻的挑战。以白石水库为例,将刚体极限平衡法和有限元软件ANSYS相结合,对水库含软弱夹层的岩质边坡抗滑稳定性能进行分析,探究倾角和主抗滑面起点位置对边坡稳定性的影响规律,寻求安全系数最小值时的主抗滑面,得到边坡临界滑裂面的准确位置,研究表明:在点(62.3142,71.2063)位置条件下,倾角为155.3125°时安全系数达到最小值K=1.96231,为含软弱夹层的岩质边坡的稳定性分析提供理论依据,有着重要的现实意义。     

含缓倾软弱夹层的矿山高边坡长期稳定性分析

选取常规力学试验参数与反演环剪流变试验得到的流变参数,采用基于Burgers流变模型的数值计算方法对四川省峨胜水泥采矿场含缓倾软弱夹层的变形体边坡进行长期稳定性分析。结果表明:可用Burgers模型来描述二叠系含泥软弱夹层的流变变形特性;Burgers流变模型的数值计算结果显示该边坡已出现破坏,且监测点的位移曲线与实际监测点曲线拟合度较高,表明软弱夹层的流变特性在边坡破坏机制中起主导作用。对比传统的极限平衡法与强度折减法,含此类缓倾软弱夹层边坡的长期稳定性分析宜采用基于Burgers流变模型的数值计算方法。     

考虑张拉的强度折减法在岩质边坡稳定性评价中的应用

岩质边坡的安全稳定性一般由其内部的软弱夹层控制.建立了几种典型的软弱夹层分布的岩质边坡,基于强度折减法,并考虑破坏过程中的张拉作用,逐步增大折减系数,得到不同折减系数的岩质边坡的稳定性计算结果,并与传统强度折减法的计算结果对比.结果表明,在软弱夹层控制的岩质边坡的顶部存在张拉破坏;考虑抗拉强度计算得到的塑性区更加符合实...     

边坡次生软弱夹层对青山冲水库工程溢洪道布置方案影响分析

青山冲水库工程溢洪道边坡强风化带底部,发育次生软弱夹层R1,呈泥夹岩屑或岩屑夹泥状态,对边坡整体稳定起到较大影响,进而影响到溢洪道布置方案的选择.受次生软弱夹层R1影响,综合考虑泄洪安全、运行管理、开挖形成永久边坡高度、投资和工期等因素,最终选择竖井旋流泄洪洞的溢洪道布置方案,以规避边坡稳定问题带来的泄洪安全风险.     

引江济淮工程江淮分水岭软弱夹层对边坡稳定的影响

引江济淮工程江淮分水岭局部存在顺坡向缓倾角夹层,施工期部分深挖方河渠因开挖时间长,已经出现了局部滑坡,初步分析结果表明这与夹层岩土体在大变形条件下强度已接近残余状态有关。为了分析夹层对边坡稳定的影响,对滑坡渠段的原状地层进行了取样,分析了渠坡软弱夹层的强度特性,并结合实际工程断面开展边坡稳定分析,提出了处理措施建议。研究表明,本工程渠坡稳定性取决于渠坡软弱夹层的位置、倾向和力学指标,滑坡部位软弱夹层在大变形的持续作用下已处于残余强度状态,并引发了局部滑坡。为此,对本工程深挖方渠段应结合渠坡岩土的分层结构及强度特性,采用抗滑桩和锚固等支档措施进行加固,同时应做好渠坡排水。     

渌吝水库左坝肩边坡滑坡原因分析

渌吝水库工程由于地质条件复杂且变化大,开挖过程中坝轴线上游边坡发育有泥岩条带软弱夹层,倾角倾向下游,与左岸发育的J1、J2两组节理裂隙组合形成不利结构面,加上强降雨,老滑坡体覆盖层及软弱层上部基岩吸水后重度增大,地下水下渗后沿软弱层渗出,产生顺坡向的渗流压力,降低老滑坡体覆盖层及软弱夹层、节理裂隙的抗剪强度,导致滑坡产生。利用赤平投影边坡稳定性分析得出该滑坡现状整体稳定性差,雨季易再次发生坍塌、滑坡等不良地质作用,建议采用削坡减载措施,同时需做好边坡的排水及防水措施,并对坡面进行防护,防止暴雨冲刷、避免雨水下渗软化边坡岩土体。     

降雨条件下顺层边坡稳定性分析

为了研究顺层边坡在降雨条件下的稳定性,以某铁路路堑顺层边坡为研究对象,采用饱和-非饱和理论建立了降雨入渗条件下的流-固耦合模型,得到了顺层边坡在不同降雨历时条件下暂态饱和区与应力场的分布情况,并分析了顺层边坡在持续降雨条件下的破坏机制,得到了边坡对应的安全系数。研究结果表明:持续降雨条件下,降雨主要沿软弱夹层下渗,并在坡顶局部形成暂态饱和区,导致坡顶岩土体容重增大，软弱夹层力学性质降低;边坡浅表小主应力逐渐减小,并在深部沿软弱层面形成小主应力较小的条带,最终导致边坡稳定系数降低,造成边坡沿深层软弱层面整体下滑。     

含软弱夹层库盆边坡稳定分析方法探讨

极限平衡法与有限元强度折减法是目前边坡稳定分析计算中常用的两种方法。以中东某混合坝边坡稳定计算为例,该混合坝基础内存在软弱夹层,采用极限平衡法与有限元强度折减法对边坡稳定性进行计算,总结分析两种方法的计算结果及差异,并对分析方法进行探讨。结果表明:极限平衡法和有限元强度折减法求解得到的安全系数较为接近,均可对含软弱夹层边坡进行模拟。     

基于局部强度折减法的某水电站边坡稳定性分析

边坡的稳定性问题一直是水电工程研究的重点和难点,目前普遍采用整体强度折减法进行分析,其考虑了对所有岩土体单元强度折减,与实际不相符合.基于局部强度折减法基本理论,采用有限元软件对某含有软弱夹层的水电边坡进行稳定性分析评价.结果表明:自然工况下,边坡稳定安全系数为1.28,边坡基本稳定;但在降雨过后,软弱夹层抗剪强度迅速降低,塑性区贯通,边坡稳定安全系数仅为0.96,边坡将沿着软弱结构面滑动;对上部危岩体进行加固后,边坡稳定安全系数分别提高75.8％和90.6％,塑性区范围减小.计算结果可为同类边坡工程的稳定性评价和加固施工提供借鉴.     

有软弱夹层岩体边坡稳定分析安全系数的确定

具有软弱夹层的岩体边坡稳定性分析，是水利水电工程设计和施工中经常遇到的重要问题．在我国软弱夹层引起岩体边坡失稳的情况较多，已造成巨大的损失．从岩体边坡整体滑动的几种型式出发，述及了以往稳定分析方法与安全系数的选取，以及稳定安全系数大小与边坡失稳的关系，从而根据我国抗剪强度参数的取值原则与设计经验，建议了设计应该遵循的稳定安全系数．     

顺层边坡开挖变形破坏特征模型试验研究

以辽宁一处公路开挖边坡为研究对象,在现场调查的基础上获取边坡的工程地质条件。以相似原理为基础,使用底摩擦试验对边坡开挖后的变形破坏特征进行研究。试验结果表明:该含软弱夹层的顺层边坡的变形破坏机制为由下及上的渐进整体性破坏,开挖出露的底层软弱夹层控制了斜坡的整体破坏范围,其上的软弱夹层控制了各岩层间的相互错动。顺层斜坡在开挖时需尽可能降低开挖高度,提前采取防治措施治理。     

含缓倾软弱夹层矿山高边坡降雨渗流特性研究

为探究缓倾软弱夹层对矿山高边坡降雨渗流特性的影响,以西南地区典型的石灰石矿山高边坡为例,结合现场实际的工程地质与水文地质条件,建立了含缓倾软弱夹层矿山高边坡的降雨渗流模型。基于饱和-非饱和渗流理论,模拟了边坡在最大降雨量条件下降雨和雨后两个时间段雨水的浸润过程,揭示了边坡孔隙水压力的动态变化规律。研究结果表明:软弱夹层作为一种隔水层,改变了雨水浸润曲线的形态及降雨的渗流路径,浸润曲线呈现V字型结构,渗流路径由垂直入渗改为沿软弱夹层上表面渗流;在降雨和雨后两个时间段,上部裂隙风化岩体的孔隙水压力先增后减,但始终为负值;软弱夹层上表面会产生雨水积聚,孔隙水压力先增大到正值随后逐渐减小,孔压减小的时间相对于降雨时长具有滞后性,即孔压在雨停后一段时间才开始降低;坡脚处的孔隙水压力在降雨和雨后两个时间段始终呈增大之势;由于软弱夹层良好的隔水性,软弱夹层内部及边坡底部灰岩的孔隙水压力并无太大变化。研究结果可为揭示类似地质条件下边坡的降雨渗流规律提供有益参考。     

开挖岩质边坡失稳机制与防治失败启示

某场地边坡开挖后在内外影响因素作用下而呈现"后退-前进"渐进式失稳特征,通过探槽勘察和室内外试验对其失稳机制进行分析。结果表明:滑面位置为软弱夹层的上层面与岩层面的接触部位,而非软弱夹层内部剪切面;失稳坡体运动特征为两个阶段,前进式渐进牵引失稳破坏和推移式下滑运动;对该类边坡进行设计、支护时,要进行正确的稳定性计算,滑面确定尤其是关键,同时要判定可能是的失稳演化机制,且不能忽略层间软弱夹层蠕变性质。可为该区域类似边坡的设计支护以及后期监测评价提供的理论基础和经验。