顺层岩质路堑边坡破坏模式及设计对策

 在对大量顺层边坡进行详细调查研究基础上,总结提出顺层岩质路堑边坡的分类及8种顺层边坡破坏模式,并对较为常见的滑移–拉裂和滑移–弯曲破坏模式的稳定性分析方法进行讨论。指出在实际工程中,对于滑移–拉裂型顺层边坡,其稳定性分析可通过计算失稳岩层临界长度进行,为避免开挖过程中边坡出现顺层滑动,宜先加固后开挖或边开挖边加固;对顺层清方边坡,可能出现滑移–弯曲破坏,宜采用弹性受压板稳定理论进行边坡稳定性分析后,确定分级高度和加固措施。水是诱发顺层边坡失稳的主导因素,设计中应加强防排水措施。     

顺层岩质边坡防护措施分析

阐述了顺层岩质边坡的概念,总结了顺层岩边坡的岩层结构面特征以及最常见的破坏形式。结合工程实例,通过分析顺层岩质边坡处理方案中工期、造价、防护效果以及实际施工情况等方面内容,最终确定框架锚索方案,并对方案的计算过程进行详解,以便为今后的施工设计提供科学指导。     

顺层岩质边坡地震动力响应及地震动参数影响研究

 利用FLAC2D建立顺层岩质边坡模型,分析其在地震作用下的动力响应规律,研究地震动参数对其动力响应的影响。结果表明：顺层岩质边坡在地震作用下失稳主要由结构面控制,位移主要发生在潜在滑移面上部岩体中;对地震波存在垂直向和临空面放大作用,其滤波作用没有土质边坡明显,不同岩层会对某一频率的波产生明显的放大效应;当振幅、卓越频率增加时,坡肩下方的加速度放大系数呈递减趋势,且在强度相对较低的岩体内较明显,但随着振幅增加,边坡动力响应增强;各处加速度放大系数受地震动持时影响较小,剪应变增量受其影响较大。当振幅、持时增加时,边坡位移呈增大趋势;当卓越频率增大时,边坡位移减小。同时,证实了地震边坡破坏由上部拉破坏与下部剪切破坏组成,研究结果有助于进一步揭示边坡在地震作用下的失稳机制。     

顺层路堑岩质边坡预支护开挖分析

为研究顺层路堑岩质边坡预支护的可行性与必要性,选取典型顺层路堑岩质边坡坡段作为研究对象,设计了锚杆预支护与抗滑桩预支护两种方案,采用极限平衡分析方法,建立了顺层路堑岩质边坡计算模型,对比分析了采用与不采用预支护措施时边坡在开挖过程中的稳定性。结果表明：边坡不采取预支护措施,在开挖过程中边坡安全系数为0.89,为不稳定边坡;边坡在第二层开挖前采取锚杆预支护或抗滑桩预支护,都可以有效地控制边坡开挖过程中的稳定性,预支护方案可行,可保障边坡开挖过程的稳定。     

顺层岩质边坡大锚杆加固施工

对渝怀铁路DK375工点顺层岩质边坡的稳定性进行了分析,并对加固方法进行了比较,确定采用压力注浆改善结构面力学性能再辅以大锚杆加固的方法施工,解决了顺层岩质边坡加固施工的难题,达到了顺层岩质边坡施工方便、快速、及时,又有效地控制边坡变形的良好效果。     

顺向岩质边坡加固工程实例

开利公路K38+150～K38+350段边坡失稳变形是典型的顺层岩质边坡在施工过程中的失稳变形现象。通过现场地质调查和计算分析,查明了边坡失稳的机理和控制因素。在此基础上,经过综合分析,采取了"清方+锚杆(索)框架梁+排水"的综合治理措施。该加固工程竣工已两年有余,至今该段边坡没有发现失稳变形迹象,表明所采用的边坡处治措施是科学合理的。     

达州环城路加油站顺层岩质边坡稳定性分析

对达州环城路加油站顺层岩质边坡稳定性进行了现状和预测性分析,确定该边坡层面和裂隙面多为不稳定结构面;开挖后,在外部营力作用下,边坡可能沿岩层面发生整体或局部的滑动破坏;以坡脚位置层面为潜在滑动面进行分析,暴雨工况下边坡不稳定;提出了防治方案建议。研究结论能够对类似的工程有一定的借鉴作用。     

顺层岩质边坡稳定性计算强度参数折减方法

由于岩体具有随时间改变而变化,间断性和不均匀性的特征,目前合理的选取参数对于层状岩体边坡工程仍面临一些问题。岩体力学参数取值是边坡设计人员所关心的重点之一,而内摩擦角和粘聚力是设计的重点参数,但是对于顺层边坡完整岩石实验所得的参数不具代表性,所以合理折减其参数十分重要。采用ANSYS建模划分网格,将网格导入FLAC3D,利用强度折减技术和FLAC3D强大的数值计算能力相结合,对顺层岩质边坡进行强度参数折减。模拟在同岩层倾角下不同开挖坡度对岩石强度参数的折减情况。     

含泥化夹层顺层岩质边坡动力响应大型振动台试验研究

 设计制作了两个含泥化夹层的顺层岩质边坡模型,并完成了大型振动台试验。试验结果表明：随着输入地震波时间轴压缩倍数增大,地震波卓越频率增加,边坡坡面水平方向加速度放大效应增强,同时,随着边坡相对高度的增加,压缩比对水平方向加速度放大效应的影响程度增大;当输入地震动幅值小于0.3 g时,坡面加速度放大系数随输入地震动幅值增加而增大,反之,放大系数减小;在水平方向,泥化夹层饱水后坡脚部位加速度放大系数小于饱水前,而坡面中上部加速度放大系数大于饱水前;在垂直方向,泥化夹层饱水后坡面加速度放大系数小于饱水前;泥化夹层饱水前,坡面加速度放大系数大于坡体内部,泥化夹层饱水后,下部坡体内部加速度放大系数大于坡面,中上部坡体内部加速度放大系数小于坡面。分析边坡破坏过程可以发现含泥化夹层顺层岩质边坡的破坏模式为拉裂–滑移–崩落式。     

顺层岩质边坡稳定性影响因素分析

在有限元分析的基础上,采用多层结构模型对顺层岩质路堑边坡稳定性的影响因素进行了分析.指出当边坡走向与岩层走向夹角超过30°后,边坡发生顺层滑动破坏的可能性很小,基本上可不视为顺层边坡,这与试验结果一致.同时也阐明了岩层倾角以及结构面抗剪强度对顺层岩质边坡稳定性的影响.文中结论可为顺层岩质边坡的科研、设计和施工提供参考.     

顺层岩体边坡地震动力破坏离心机试验研究

 使用相似材料分别制作只含有非连续的层面和同时含有非连续的层面和非贯通的次级节理顺层岩体边坡小比例物理模型,进行离心机动力试验,研究边坡的动力响应和破坏机制以及非连续层面和次级节理对其的影响。试验结果证明：顺层边坡的动力响应对地震波的频率和边坡内部结构面的发育特征敏感,边坡结构面发育越复杂,边坡对地震波的频率响应越复杂,地形放大效应也越明显;顺层边坡的动力稳定性和破坏机制受结构面发育特征控制,含有次级节理的边坡动力稳定性更低,破坏范围也更浅,在破坏过程中还会出现次级节理的张拉破坏导致的岩体内部解体破碎,可能诱发岩石碎屑流。     

巴东组红层软岩缓倾顺层边坡破坏机制分析

 在对边坡岩体进行一系列工程地质特性试验研究的基础上,以该类边坡最常见的平面滑动模式建立潜在滑动面上不同位置的稳定性系数表达式,结合实例计算分析边坡开挖对其稳定性的影响,并对潜在滑动面软弱夹层的剪切流变过程进行分析。分析结果表明,巴东组红层软岩缓倾顺层边坡的破坏是从坡脚开挖开始到潜在滑动面,由等速蠕变到加速滑动的渐进过程,期间伴随着坡脚岩体的崩解、节理裂隙的扩展延伸和地表水沿裂隙下渗软化潜在滑动面等因素的共同促进作用。在掌握该类边坡破坏机制的基础上,对其加固方式和施工组织提出相关建议,研究成果对同类型边坡的设计和施工具有重要的参考意义。     

斜倾厚层岩质滑坡视向滑动的土工离心模型试验

 采用石膏、水泥和重晶石按一定比例混合水,制作包含4组结构面的地质力学模型,利用土工离心机进行物理模型试验,研究斜倾厚层岩质滑坡视向滑动机制。离心模型试验成果表明,鸡尾山滑坡视向滑动的主要原因是软弱夹层软化与关键块体失稳,与地质调查结论一致。随着离心加速度的逐级增大,驱动块体首先达到极限平衡,随后进入蠕滑变形阶段,挤压前缘关键块体。当离心加速度达到16.2 g时,关键块体瞬时失稳发生视向滑动,引起斜坡整体失稳。土工离心模型试验结果重现了斜倾厚层岩质斜坡视向滑动的“后部块体驱动–前缘关键块体瞬时失稳”模式。     

大型基岩顺层滑坡滑带形成演化过程与模式

大型基岩顺层滑坡是对人民生命财产及国家重要基础设施安全危害较为严重的滑坡类型,滑带的性质对于这类滑坡具有控制作用,大型基岩顺层滑坡滑带形成演化过程与模式成为这类滑坡研究的重要科学问题。以三峡库区为例,在分析基岩顺层滑坡分布与滑带发育特征的基础上,将滑带形成演化过程划分为3个阶段:原生软岩、层间剪切带和滑带;通过滑带形成过程中原生软岩、层间剪切带和滑带的性质对比,研究滑带形成过程中的物理性质、岩石矿物组成和含量、微结构和连接特征、矿物微观演变、物理化学性质和物理力学性质的演化过程,最后总结得出滑带形成演化模式。     

陡倾顺层岩质斜坡倾倒变形破坏特征研究

 顺层岩质斜坡是常见的斜坡结构类型之一,对该类斜坡的变形破坏特征以及形成机制研究已较深入,一般认为顺层岩质斜坡的变形破坏以滑移–拉裂、滑移–弯曲(或溃曲)模式为特征。通过系统的文献收集及大量现场调查发现,陡倾顺层岩质斜坡还存在一种典型的变形破坏形式,即倾倒变形。结合具体的陡倾顺层岩质斜坡倾倒变形破坏的实例,详细分析、总结该类斜坡发育的地质环境条件及变形破坏特征,在此基础上结合典型斜坡分析陡倾顺层岩质斜坡倾倒变形是在河谷演化、成坡过程中,岩层在平行坡面的最大主应力作用下由坡脚开始从下至上作悬臂梁弯曲,最终导致岩层根部折断,形成倾倒体;当坡体内折断带的剪应力超过其抗剪强度时,坡体将发生滑动形成滑坡。     

顺层滑坡数值模拟与监测分析

 以长晋高速公路K31+160～K31+460段顺层滑坡为例,通过Geoslope软件数值模拟了该滑坡在初始设计状况下全断面开挖后无工程防护时的坡体状态,以及变更设计后工程防护对坡体的加固效果。同时运用监测等手段,对变更设计后坡体的适时状态进行监测分析,根据两者相互综合的反馈信息,为滑坡的“动态设计,信息化施工”提供依据,有效地指导设计及施工的进行。该滑坡成功治理的实践经验表明：(1) 对滑坡的治理不应只注重于单纯的支挡防护,而应根据滑体的实际地质情况,同时加强对滑体软弱夹层影响巨大的地下水疏排工程;(2) 反映坡体整体应力、应变的数值模拟与以坡体关键点为主的监测信息分析相结合的方法,为复杂滑坡的合理设计与成功治理提供一种新的思路。     

高速公路路堑边坡顺层滑坡分析与治理

潭邵高速公路K90 900～K91 080段路堑边坡中有2条次一级断层与公路斜交,山体上部的岩体中存在大量的相互切割的近似垂直的节理,山体内存在顺坡向的劣质煤层和泥岩层,构成了山体滑坡的内因。该段路堑开挖深度最大约30m,边坡开挖后,地表水沿节理裂隙入渗到软弱岩层,使软岩的抗剪强度下降,诱发了该路堑边坡滑动。滑坡计算采用简化Bishop法,通过反分析计算与工程经验类比法,确定滑动带的抗剪强度指标为?=11.5°,c=8.2kPa。经计算分析,如果仅采用抗滑桩或锚杆进行加固,其工程量大、成本高,因此提出以削坡减载为主的初步治理方案。由于在施工过程中坡顶的裂缝未及时封堵,坡面未形成有效的排水系统,以及滑动带的水不能及时有效排出,导致滑动带的抗剪强度指标进一步下滑,使削坡减载治理措施未产生明显功效。经进一步的计算分析,提出在原削坡基础上,增加长锚杆与其他防护和防水补充治理措施,有效地阻止了滑坡的进一步下滑,使滑坡保持长期稳定状态。