基于分段反演的岩质边坡力学参数反分析方法

为反映岩质边坡力学参数随时间演化的真实特性,文章采用分段反分析遗传算法,基于位移增量结合外部因素(开挖、降雨、防渗措施等),划分南俄Ⅲ水电站厂房后边坡的反分析时段。研究发现降雨对岩体弱化影响随风化减小,各时段位移增量拟合值与实测值平均相对误差分别为11.61%、7.81%。监测结果显示各时段增量变形值与拟合值吻合良好,满足工程需求。研究成果可为复杂赋存环境下边坡工程参数反分析提供技术支持。     

岩质边坡控稳夹层的物理力学参数选择

由于岩质边坡结构在深度与广度或微观与宏观方面所表现出来复杂性，使得现代高精度数值计算方法的发展同计算参数选择方面的停滞不前，形成了显而易见的矛盾。为提高岩土高边坡稳定分析数值计算成果的可靠度。以岩土力学连续介质理论为基础，在通过大量的微观测试和室内外物理力学试验。并结合工程类比法和专家意见，提出了确定软弱夹层物理力学参数的综合分析方法。该方法经工程实际应用，表明其计算成果真实可信，对准确分析边坡破     

岩质边坡倾倒破坏模式与机理分析

通过对国内外已报道的近80个倾倒边坡实例进行统计,从岩体几何形态、工程地质特征和失稳诱因3个方面分析归纳了边坡倾倒的变形演化规律和破坏特征.以地质力学分析模型建立为出发点,提出了一种更为全面的边坡倾倒分类系统;并结合典型倾倒边坡实例,从工程地质的角度阐述了各失稳模式的演化特性和机理.新的分类系统拓宽了边坡倾倒破坏的研究...     

地下水对岩质节理边坡稳定性影响研究

针对岩质节理边坡,采用UDEC离散单元法中水力全耦合分析模型,研究了地下水位变化时,在渗流-应力耦合作用下,边坡应力、渗流变化的过程以及渗流作用下边坡的位移分布和破坏形式。研究结果表明:随着地下水位的升高,主应力迹线发生偏转的范围增大,相应的最大主应力增大;水位的升高导致节理张开度增大,进而坡内节理中的渗流流量增大,最大孔隙水压力呈线性增大;渗流作用下,位移等值线沿节理呈块状分布,当岩质节理边坡应力与渗流不能平衡时,坡面上节理切割形成的三角形块体在重力和孔隙水压力作用下顺坡面向下滑,边坡发生破坏。     

岩体力学参数对反倾边坡稳定性影响的数值模拟研究

应用离散元软件UDEC,以秦岭南部略阳县菜籽坝反倾边坡为例,研究岩体物理力学参数(主要为抗拉强度、节理刚度、内摩擦角及黏聚力)对边坡稳定性的影响。通过比较三者所引起的边坡位移及变形破坏情况,得到以下主要结论:抗拉强度对反倾边坡稳定性的影响有限,但随着抗拉强度的大幅降低,边坡失稳范围也会加大;节理刚度的合理选取至关重要,极大影响着结构面的弯曲变形;随着内摩擦角及黏聚力的不断降低,边坡潜在破坏范围逐渐增大;三者对倾倒变形影响大小关系为:内摩擦角、黏聚力节理刚度抗拉强度。     

软弱结构面位置对岩质顺倾边坡稳定性的影响

为研究软弱结构面的位置对岩质顺倾边坡稳定性的影响,以耿马县河底岗某石灰岩矿山为例,采用GeoStudio及MIDAS/GTS软件,对该岩质顺倾边坡的稳定性进行研究。结果表明,软弱结构面愈接近坡脚,边坡沿软弱结构面发生失稳破坏的可能性越大,潜在滑移面可能穿越软弱结构面;随着软弱结构面距离坡脚位置越远,其对对边坡稳定性的影响越小,此时边坡失稳的潜在滑移面与软弱结构面无关。     

顺倾层状岩质边坡失稳破坏机制及稳定性影响研究

为探讨顺倾层状岩质边坡的失稳变形破坏机制,基于SRM强度折减法,采用Midas-GTS NX岩土分析软件对一坡角为60°的硬质岩夹软岩顺层边坡进行数值模拟,通过改变边坡的几何条件,探讨并查明了该形式边坡的变形破坏形式及稳定性。结果表明:结构面倾角对顺倾层状岩质边坡变形规律影响明显,以水平层状边坡和直立层状边坡为临界点,随着结构面倾角不断增加,顺倾层状边坡破坏模式体现为:压剪破坏→滑移-压致拉裂破坏→滑移-拉裂破坏→滑移-劈转破坏→滑移-弯曲破坏→弯曲-崩塌复合破坏,边坡安全系数随倾角的增大先减小再增大,在结构面倾角为40°时稳定性最差,在90°达到最大值;随着结构面厚度的增加,边坡安全系数呈线性减小趋势;随着结构面间距的不断增加,边坡安全系数呈增大趋势,不过增加速率逐渐减小。     

卸荷作用下岩质边坡开挖稳定性的数值研究

岩质边坡开挖过程中,边坡稳定性一直是工程建设过程中较为复杂、关键的技术问题之一.本文在掌握金佛山水库地质构造、施工工况、岩体物理力学参数的基础上,通过ANSYS软件建立不对裂隙进行处理、灌浆的方法对裂隙进行处理、考虑锚索的加固效应、考虑岩体开挖过程的卸荷效应的四种不同工况下的有限元组模型.通过比较分析左岸岩质边坡开挖过...     

充水隙宽对顺层岩质边坡稳定性的影响

基于Navier-Stokes方程推导了倾斜单裂隙中水流的立方定律,并结合质量守恒定律,给出了分段式裂隙内水压分布的确定方法.在此基础上,采用极限平衡方法分析了充水裂隙隙宽对顺层岩质边坡稳定性的影响.结果表明:①边坡内潜在滑面出水段隙宽较大时,随着隙宽的减小,潜在滑面内的水压力将显著增大,边坡稳定性将明显减小;②裂隙进...     

雅砻江某水电站坝肩边坡稳定性研究

从工程需要出发,在大量现场调研、平硐资料搜集及室内分析的基础上,运用数值模拟软件(FLAC3D及ANSYS)对雅砻江某水电站左右坝肩边坡在不同条件下(天然、降雨及地震工况)的稳定状况进行计算分析,结果表明,左岸坝肩边坡为斜顺向坡,地形较完整,未见整体变形破坏迹象,仅局部块体发生滑移破坏。岩体受构造影响较弱,裂隙以中、陡倾角为主。右岸坝肩边坡为斜反向坡,地形欠完整。主要表现为块体的滑塌破坏、楔形体破坏两种破坏模式。左、右岸坝肩边坡在自然工况、降雨工况以及地震工况条件下均存在局部失稳的可能性,整体稳定性较好。     

地震作用下岩体边坡破坏机制及稳定性研究进展

从岩体结构控制论的观点出发,分别从理论分析、数值模拟和试验研究等方面,综述了近年来块状结构、层状结构、碎裂状结构及散体状结构岩体边坡的地震稳定性及破坏机制的研究进展,系统总结了地震作用下不同结构岩体边坡的破坏模式。针对当前地震荷载作用下岩体边坡破坏机制和稳定性研究中存在的不足,指出应当考虑地震动空间变化对岩体边坡变形与稳定的影响,加强岩体内部结构特征研究,提高物理模型试验的准确性,并深入研究地震与地下水共同作用下岩体边坡的破坏机制。     

上覆土层节理岩质边坡稳定性数值分析

采用Mohr-Coulomb和Ubiquitous-Joint本构模型,运用强度折减法,研究节理面倾向与倾角、土层与岩层的厚度比例对上覆土层节理岩质边坡稳定性的影响。结果表明: 节理面顺倾角度大小与岩体中岩石的内摩擦角接近时,坡体稳定性较差,破坏区域较大;节理面反倾角度与坡体潜在破坏裂隙近似正交时,坡体稳定性较好; 随着坡角的增大,节理面倾角变化对坡体稳定性的影响逐渐减弱;当节理面倾角大于坡角时,边坡角度是影响坡体稳定性的主要因素; 上覆土层厚度小于4m时,安全系数随土层厚度的增加而增大,土层厚度大于4m时,安全系数随土层厚度的增加而减小;上层土体的厚度较小时,应重点对坡脚处进行支护;上层土体厚度接近或超过坡高一半时,应重点对上层土体临空侧进行支护。     

软硬岩互层边坡的破坏模式及稳定性研究

采用FLAC^3D强度折减法研究软硬岩互层边坡在不同岩层厚度组合h、不同岩层倾角下边坡的破坏模式和稳定性系数k。结果表明h对边坡的破坏模式影响较小,θ对边坡的破坏模式影响明显①水平层状边坡破坏模式为滑移—压致拉裂;随着θ的增大,顺倾向边坡破坏模式为滑移—拉裂、顺层滑移、滑移—溃曲、弯折—溃曲;直立边坡为弯折—崩塌破坏模式;反倾向边坡为滑移—溃曲和弯折—倾倒破坏模式。②缓倾向顺层边坡中,h的变化对边坡k影响很小,k由靠近坡脚处的软岩决定;其余层状边坡中,当软岩厚度不变时,k随着硬岩厚度的增大而增大,当硬岩厚度不变时,k随着软岩厚度的增大而减小。③随着θ的增大,顺倾向边坡中,k曲线呈现出先减后增的形状;反倾向边坡中,k曲线呈现出先增大后减小再增大的形状;软硬岩互层边坡总体稳定性趋势为,近直立层状边坡>陡倾向顺层边坡>反倾层状边坡>近水平层状边坡>缓倾向顺层边坡。     

顺层岩质边坡抗滑桩弯折破坏模型及试验研究

悬臂式抗滑桩是边坡工程有效防护手段,由于岩土体介质及滑坡结构的特殊性,其在滑坡推力及锚固反力共同作用下的桩身力学行为有待进一步研究。基于顺层岩质边坡的地质结构特性及顺层滑移模式,对抗滑桩锚固段的桩后土体抗力进行分析,分别考虑土体抗力为矩形、三角形和梯形分布情况,建立悬臂式抗滑桩力学模型,研究抗滑桩在顺层边坡滑坡推力及土体锚固反力共同作用下的弯折破坏位置,得到了抗滑桩锚固段弯折破坏位置与抗滑桩的长度、埋深以及滑移面的剪切力的关系及其表达式。通过试验对模型进行验证,对抗滑桩的理论弯折破坏位置进行实际对比。结果表明:在此种滑移模式下,悬臂式抗滑桩的锚固反力按梯形分布计算时,理论模型计算结果与试验结论有较好的一致性,而在按照矩形或三角形分布计算时,理论结果与试验结论相差较大。所以,在施工设计过程中,应在计算得出的悬臂式抗滑桩弯折破坏位置布置较密的抗弯钢筋或按最不利条件计算最大弯矩,确保抗滑桩的承载能力满足要求。     

反倾向层状岩质边坡失稳模式及支护对策

在对反倾向层状边坡进行地质调查研究基础上,提出了4种反倾向岩质边坡失稳模式,并就其破坏机制和稳定性分析方法进行讨论,根据不同失稳模式的反向坡情况,采用相应的支护措施.水是诱发反向坡边坡失稳的重要因素,设计中应合理布置排水措施.     

吉林省水利水电工程硬基主要地质问题综述

我省大中型水电站及引水隧洞等建筑物多建于岩体内（上），主要工程地质问题有：坝基骨稳定、边坡稳定、围岩稳定和软岩强度问题，以及玄武岩的工程地质问题，本文对此问题做充分论述。     

岩体开挖卸荷后边坡失稳判据研究

岩体开挖是一个不断卸荷、变形损伤、质量劣化的动态力学过程.只有考虑岩体开挖卸荷过程才能较真实地模拟实际边坡因开挖而达到的位移场和应力场状态.如何根据有限元计算结果来判别边坡稳定性,是边坡稳定分析的一个关键性问题.强度折减有限元法的失稳判据主要有3种:①以有限元解的收敛性判定失稳状态;②根据计算域内最大节点位移与折减系数之间关系曲线变化特征判定失稳状态;③通过计算域内塑性区是否贯通判定失稳状态.结合岩体开挖卸荷后力学参数变化和3种失稳判据综合判定了实际边坡的稳定性,对一般边坡工程有一定的指导作用.     

风化花岗岩单轴损伤力学特性试验研究

为研究风化花岗岩弹性力学参数的劣化程度,选取弱风化、中风化及强风化的花岗岩进行单轴压缩力学特性试验研究。结果表明:风化作用对花岗岩力学特性有重要影响,会造成弹性参数不同程度的劣化。其中抗压强度和弹性模量随风化作用加强可大幅度降低,强风化花岗岩较之弱风化时抗压强度和弹性模量分别降低到30%和50%,而泊松比成增大趋势且可以增加至弱风化时的1.15倍。受不同风化作用的花岗岩破坏模式均为拉剪破坏,但宏观表现略有不同。根据损伤理论描述了风化花岗岩的损伤演化过程,得出风化花岗岩的相对损伤变量及损伤本构关系。该结论对指导管线穿越河床工程岩体力学及路基土工程有一定参考价值。     

基于结构面几何参数的深部隧洞围岩破坏机理研究

岩体的强度主要由结构面控制,为确定结构面对隧洞围岩的影响,在对围岩中单一结构面的应力分布和破坏形式进行理论分析的基础上,研究了结构面倾角以及结构面到隧洞中心的距离对节理围岩破坏机理的影响。并利用3DEC离散元程序分别对不同结构面分布、不同岩石强度和结构面强度下18种组合的围岩变形进行了计算,分析了结构面不同分布情况下围岩的破坏模式;对比分析岩石、结构面强度不同组合下岩石强度和变形特征,研究了结构面力学变形性质在岩体损伤破坏中的贡献。研究结果表明:结构面距开挖轮廓线越近越容易发生破坏;结构面倾角影响结构面首先发生破坏的位置;结构面的分布决定围岩首先发生破坏的位置,结构面的破坏不一定会导致围岩的破坏。研究成果对不同结构面组合分布的围岩变形和破坏分析具有一定的指导意义。