四川资中某危岩体发育特征及稳定性分析

四川某危岩体位于资中县境内,文章在调查该危岩体形成的地质环境背景基础上,分析了危岩体发育特征、形成机制,查明了危岩体空间几何特征、结构面组合特征与失稳模式的相关性并将危岩体分为:滑移式、倾倒式和坠落式三种失稳模式,根据不同的模式对各单体危岩进行了稳定性计算。稳定性计算结果表明,危岩体在天然状态下处于稳定状态,在暴雨工况下处于欠稳定状态,在地震工况下处于基本稳定状态。     

基于极限平衡法和强度折减法的危岩稳定性分析

为了分析评价陡倾结构面相互组合切割形成的危岩体的稳定性,本文以龙寺CIV-1边坡危岩体为例,根据地质调查数据,建立了危岩体的简化地质模型、失稳概化理论模型以及在冻胀、地震、水力等因素影响下的力学分析模型,利用极限平衡理论推导出了危岩体的滑移稳定性系数和倾覆稳定性系数的无量纲表达式,重点分析了不同工况下危岩体的稳定性,并借助UDEC强度折减法对危岩体的形成、破坏机理进行分析研究。结果表明：不同工况下的危岩稳定性为天然工况>地震工况>暴雨工况>组合工况;层面与陡倾结构面的组合关系以及陡倾结构面的贯通程度直接控制着危岩体的稳定性和破坏模式。通过极限平衡法和UDEC强度折减法相结合的危岩体稳定性评价方法,不仅可以通过简单的数学公式高效地获取危岩体的稳定性,还可以通过力与变形的信息,直观的辨别出危岩体易失稳的部位,为陡倾结构面切割形成的危岩提供防治参考。     

宜宾市某危岩稳定性计算及应用

以宜宾市龙头山上山公路危岩体作为研究对象,按照出现频率,将作用在危岩体上的荷载拟定为三种荷载组合,根据失稳破坏的可能模式,分为滑塌式危岩、倾倒式危岩和坠落式危岩3类。基于极限平衡理论和岩体结构理论,建立了倾倒式危岩破坏模式下稳定系数的表达式。其结果表明:WY01危岩在天然状况下危岩稳定系数为1. 43,属于基本稳定岩体,在饱和状态下和地震力作用下,属于欠稳定岩体,计算结果与实际情况大致相当。     

FAST台址区危岩稳定性分析

FAST台址存在大量危岩体,对工程安全造成较大影响,勘察期间对危岩体的分布、形态、特征、成因等开展了工程地质测绘工作。通过现场统计,场地存在滑移式危岩和倾倒式危岩,考虑为危岩体主结构面贯通率,将作用在危岩体上的荷载按三种组合(工况)进行计算分析,对危岩体稳定性进行评价,并提出处理措施。     

三峡库区危岩稳定性计算方法及应用

危岩是三峡库区两大主要地质灾害之一，是地层组合、地貌特征、水动力特性及地震等因素耦合异变的结果。根据危岩失稳破坏的可能模式，可将危岩分为滑塌式危岩、倾倒式危岩和坠落式危岩3类。三峡库区内危岩破坏的主要荷载有危岩体自重、天然状态的裂隙水压力、暴雨状态的裂隙水压力和地震力，可以构成3种组合：(1)自重 裂隙水压力(天然状态)：(2)自重 裂隙水压力(暴雨状态)；(3)自重 裂隙水压力(天然状态) 地震力。据此，运用极限平衡理论及岩体结构理论建立了危岩稳定性计算方法。该计算方法已经在三峡库区的危岩稳定性分析及治理工程中得到了应用。     

基于数值模拟研究倾倒式危岩的控制设计工况

危岩是迄今国内外研究最薄弱的地质灾害类型之一,尤其在危岩分类及识别、发育机理、稳定性分析及有效防治方面目前处于定性、半定量阶段。根据危岩失稳模式可将危岩分为滑塌式危岩、倾倒式危岩和坠落式危岩三类,目前在进行危岩稳定性分析中,拟定了三种荷载工况,分别是工况一（自重＋天然状态裂隙水压力）、工况二（自重＋暴雨状态裂隙水压力）和工况三（自重＋天然状态裂隙水压力＋地震）。作者通过对倾倒式危岩进行有限元数值模拟,基于位移场和应力场分析得到工况二为最不利工况的重要结论,换言之,工况二即为倾倒式危岩治理工程的控制设计工况。     

危岩锚固计算方法研究

危岩是三峡库区典型的地质灾害类型之一，根据失稳类型将危岩分为坠落式危岩、滑塌式危岩和倾倒式危岩3类，其破坏机理分别属于剪切破坏、压剪破坏和拉剪破坏。支撑、锚固、充填等是治理危岩的常用技术类型，其中锚固技术使用频率最高。作用在危岩体上的荷载主要有自重、裂隙水压力和地震力，其中裂隙水压力包括天然状态和暴雨条件下的裂隙水压力，可构成3种荷载组合。按照坠落式危岩和倾倒式危岩稳定系数不小于1．5、滑塌式危岩稳定系数不小于1．3的治理目标，基于极限平衡理论并遵循每类危岩的破坏机理，建立了每类危岩的锚固计算方法，包括非预应力和预应力锚固2类技术，获得了确定每种锚固技术所需要的最小锚杆数计算式。所提出的计算方法已经在三峡库区数百个危岩体治理中得到成功应用，为重庆市有关地方标准的修订完善奠定了基础。     

侵爆荷载作用下岩质边坡稳定性分析

基于统一强度理论,考虑中间主应力效应和强度准则差异的影响,采用拟静力惯性力法、刚体极限平衡法和瑞典圆弧法,推导侵爆荷载作用下岩质边坡动力稳定系数的表达式,研究不同工况下岩质边坡的动力稳定性能,计算边坡滑体的最大滑裂高度及边坡失稳工况下单位宽度最大滑塌量,分析不同参数对边坡动力稳定系数的影响特性。研究表明:该计算式包含了一系列基于不同强度准则的静力稳定系数和动力稳定系数,可以有效地预测侵爆荷载作用下岩质边坡的动力稳定系数、最大滑体高度及单宽最大滑塌量的上限值和下限值,具有较广泛的适用性;考虑中间主应力效应越多或选用考虑中间主应力效应越多的强度准则,边坡的动力稳定系数越大;爆心深度越深或炸药量越大,边坡的动力稳定系数则越小。     

水作用下岩体断裂强度探讨

分析了裂纹岩体中水压力的作用及类型,在探讨静水压力、动水压力及水化学损伤对裂纹尖端应力强度因子影响的基础上,推导出了考虑水压力和水化学损伤作用等不同条件下的含闭合或张开裂纹的岩体断裂强度新准则,并发现水对含结构面(裂纹或节理)岩体的断裂力学效应的作用包括直接与间接作用两方面,直接作用来源于裂纹中的静水压力或动水压力,间接作用来源于水对裂纹面上的剪切强度(粘聚力与内摩擦角)的损伤、水对岩体断裂强度的作用,对于裂纹是否闭合,在新准则中有不同的表达式.     

地震工况无裂隙坠落式危岩稳定性计算方法研究

危岩是三峡库区主要的地质灾害之一,根据规范按危岩体发生崩塌时可能的失稳破坏模式将危岩分为倾倒式危岩、滑塌式危岩、坠落式危岩三类。地震力是影响危岩体稳定性的重要因素。文章根据后缘无裂隙坠落式危岩的受力特点,运用极限平衡理论,提出了更为合理的危岩稳定性系数计算公式。     

考虑渗透力作用的危岩主控结构面断裂力学求解

危岩失稳的本质是主控结构面在荷载作用下产生的断裂扩展。从宏观力学角度来看,复合型危岩主控结构面受力机理可概括为压剪、拉剪两种形式。通过介绍主控结构面内渗透力的计算模型,应用线弹性断裂力学的最大周向应力准则,建立了在渗透力作用下两种受力形式的危岩主控结构面应力强度因子和断裂角的计算方法。以重庆万州首立山危岩为例计算结果表明,渗透力的存在使得应力强度因子明显增大,并分别就动、静水压力的影响作了分析。     

地震作用下坠落式危岩稳定性分析

构建了地震作用下厚层水平岩体中坠落式危岩块体的震动模型,并基于结构动力学和断裂力学,分别建立了危岩块体水平震动和竖向震动时危岩块体的位移、加速度与惯性力和主控结构面联合应力强度因子的计算方法。从能量的角度出发,获得了危岩块震动过程中危岩主控结构面扩展长度的计算方法,提出了危岩主控结构面的扩展判据,进而建立了考虑地震震动效应的危岩稳定系数计算方法。通过算例分析发现,危岩主控结构面对危岩体震动加速度的影响较大,考虑危岩主控结构面后危岩体的加速度峰值增加了55.56%;此外,将地震荷载视为动荷载,考虑了主控结构面在震动过程中的扩展长度的危岩稳定系数计算方法较传统的拟静力法更加安全,该方法可为地震区厚层水平岩体中坠落式危岩的防治工程设计提供理论依据。     

危岩主控结构面应力强度因子求解分析

危岩是迄今研究程度极其薄弱的地质灾害类型,而主控结构面受荷损伤断裂是危岩发育机理研究的核心技术。遵循应力强度因子的可叠加性假定,运用断裂力学方法及极限平衡理论,构建了倾倒式危岩主控结构面的应力强度因子计算方法,以及损伤-断裂判别式,并建立了主控结构面的断裂数值模拟方法,为深入研究危岩发育机理以及危岩灾害的有效治理奠定了理论基础。     

危岩耦合参数研究

目前,对危岩稳定性计算参数的选取仅仅从力学角度考虑,一般是通过大量试验及等效公式计算得出的。危岩主控结构面的强度参数,对危岩稳定起着至关重要的作用,在分析危岩稳定性影响因素的基础上,结合影响力学参数的环境因素,采用人工神经网络对危岩稳定性计算力学参数进行综合选取,得到危岩耦合参数的弱化系数,对危岩主控结构面强度参数进行合理折减,并以万州区首立山危岩为实例进行验算,通过与等效法计算结果的比较,发现两者较为接近,证实该方法的可靠性。     

范数灰色理论在三峡库区危岩形成影响因子综合评价中的应用

危岩的形成是多因子异变耦合的结果。地形地貌、地质构造、地层岩性等是形成危岩的内因,而水体因素、风化作用、地震、植被和不合理的人类活动等是形成危岩外因。将范数灰色理论用于分析危岩形成的影响因子,即引进关联系数列的2个范数近距和远距,对危岩的影响因素进行量化分析,获取其影响因子关联度和权重系数,进而较直观地反映各影响因子对危岩形成的影响程度。以三峡库区万州太白岩危岩为例,进行范数灰关联度计算,结果显示,万州太白岩危岩形成的主控因子为危岩主控结构面,其次为地下水,而危岩体基座前缘斜坡倾向、危岩体临空面倾角、危岩体出露高度以及风化程度等也对危岩形成和失稳产生较大影响,研究成果对于正确认识三峡库区的危岩灾害具有一定的指导意义。     

危岩支撑及支撑-锚固联合计算方法研究

危岩是三峡库区典型的地质灾害类型之一 ,根据失稳类型本文将危岩分为坠落式危岩、滑塌式危岩和倾倒式危岩三类。其中坠落式危岩和滑塌式危岩的破坏机理主要属于危岩体沿着主控裂隙面剪切破坏 ,而倾倒式危岩则主要属于危岩体围绕基部倾覆点拉裂转动破坏。实践表明 ,具有支撑条件时 ,支撑是极其有效的技术类型 ,尤其对坠落式危岩和倾倒式危岩更为适用。作用在危岩体上的荷载主要有自重、裂隙水压力和地震力 ,可构成三种荷载组合。基于支撑体的容许承载力及危岩体的极限平衡理论 ,本文建立了坠落式危岩的支撑计算方法 ,建立了倾倒式危岩的支撑 -锚固联合计算方法 ,量化了支撑体尺寸 ,获得了倾倒式危岩所需的锚杆 (索 )数量。文中所提出的危岩支撑计算方法两年来已经在三峡库区的数百个危岩体治理中得到成功应用 ,并被录入《重庆市(三峡库区 )滑坡、塌岸、危岩防治工程设计技术规范》中 ,用于指导三峡库区重庆境内的危岩防治工程。     

地震作用下岩质边坡块体倾倒破坏分析

 基于传递系数法的概念,在建立地震作用下岩质边坡倾倒破坏地质力学模型的基础上,提出考虑地震作用边坡倾倒破坏的解析分析方法,并进一步分析地震作用对边坡倾倒稳定性的影响。该方法采用边坡几何力学参数以及潜在倾倒岩块编号来表征边坡倾倒稳定性分析中变量,从而使每个倾倒岩块的计算变量具有统一的表达式,因此很容易采用Microsoft Excel进行程序化分析。分析结果表明,地震作用下边坡的破坏模式取决于地震影响系数与其临界值的关系,地震影响系数临界值的大小取决于地震力方向以及缓倾结构面的倾角和内摩擦角,当地震影响系数小于该临界值时,按倾倒破坏分析边坡稳定性,否则边坡发生滑动破坏;边坡倾倒稳定性受地震力作用方向和地震影响系数的影响,地震作用方向对边坡倾倒稳定性影响较小,而边坡倾倒稳定性随地震影响系数的增加而显著降低。     

地表水入渗环境下边坡稳定性的模型试验研究

自然界中，边坡的失稳(可导致滑坡)与地表水入渗补给条件下的地下水参与有关。通过理论和实践研究，地下水对边坡的作用可以概括为5个方面：(1)岩土体及结构面的软化；(2)静水压力；(3)动水压力；(4)岩土体含水量和容重的增加：(5)水．岩物理化学作用。为了解上述作用，鉴于模型试验是解决复杂工程问题的有效手段，开展了边坡稳定性模型试验研究。试验中，模拟了一含软弱夹层的均质边坡模型。通过应用相似条件，得到了均质边坡稳定性与地表水入渗量历时关系曲线。在试验过程中，主要考虑了4类模型：(1)后缘裂隙充水模型：(2)前缘洪水涨退模型：(3)坡面降水模型；(4)各种补给并存模型。最后，得到了可用于边坡失稳控制的两点成果：(1)累积入渗水量与边坡变形量的关系；(2)边坡危险入渗水量。     

塑流–拉裂式崩塌机制及评价方法

 塑流–拉裂式崩塌或软弱基座型崩塌是我国西南山区和三峡库区常见的一种崩塌类型。当危岩体的下部有较厚的软弱岩层时,此类崩塌发生尤为频繁。软弱岩层在上部岩体压力作用、遇水软化、长期风化剥落等因素作用下,不断压缩并向临空方向塑性流动,导致上覆较坚硬岩层拉裂形成塑流–拉裂式危岩体。离散元模拟得到此类崩塌的变形破坏地质过程为：软岩风化剥落→上部硬岩局部坠落→软弱基座挤出变形→上部硬岩产生下宽上窄拉裂缝→变形继续发展→崩塌产生。根据软弱层不均匀变形前后上部被拉裂硬岩的2种不同破坏模式,应用地质力学分析方法,推导塑流–拉裂式崩塌稳定系数计算公式。以三峡地区万州某边坡为例,采用抗压强度–压应力比值分析法和软弱层不均匀变形稳定性分析法进行对比分析。结果表明：静力条件下,危岩体短期内处于稳定状态;高地震烈度条件下,危岩体不稳定。