黄土高陡边坡稳定性研究

通过对延安宝塔山景区地质灾害治理工程中的日本工农学校旧址黄土高陡边坡典型案例在进行详细勘察的基础上进行分析,对滑坡发育特征及成灾因素进行深入研究,利用有限元软件FLAC3D建立了黄土高陡边坡数值模型,进行了稳定性和破坏机理的数值模拟试验,深入研究了黄土高陡边坡的稳定性和破坏机理。研究结果表明:黄土湿陷性、坡度、水、工程荷载条件、气候变化以及人为因素是影响黄土高陡边坡稳定性的主要因素;黄土高陡临空坡体的破坏形式主要为塑性剪切破坏。最后提出了使用格构锚杆锚固技术进行综合治理的技术方案。     

南水北调中线工程浅层滑坡综合防治研究

为研究南水北调中线工程膨胀土渠坡浅层滑坡的问题,以淅川深挖方膨胀土渠道一级马道以上渠坡为研究对象,分别开展了现场边坡破坏调查、室内试验、数值模拟,对膨胀土渠坡的破坏特征和机理进行了分析。在此基础上,研究提出并实施了边坡土工格栅加筋结合内部排水的综合支护方案,并通过渗流分析、边坡稳定性分析以及模型试验分析了该结构的有效性。研究结果表明,地下水是造成膨胀土渠坡内部土体孔隙水压力增大、有效应力降低以及边坡浅层滑坡的主要原因之一,从而综合支护结构基底和背部排水垫层能有效疏排地下水,降低坡体孔隙水压力。     

下蜀土边坡降雨型滑坡的成因分析

在分析降雨型滑坡破坏模式以及下蜀土边坡稳定性影响因素的基础上,对南京典型剖面下蜀土物理力学性质进行分析,总结了下蜀土滑坡的主要成因。研究结果表明,随着降雨过程中包气带水分运移,下蜀土非饱和土体边坡内孔隙水压力和岩土界面基质吸力的分布不断发生变化,土体抗剪强度也随之不断变化,受其影响,边坡极易发生降雨型滑坡。     

基于颗粒流的顺层岩质边坡稳定性分析

边坡稳定性评价是水电站库区建设及安全运行的一项关键内容。针对颗粒流方法在边坡稳定性分析的定量研究,以青海省某水电站库区边坡为研究对象,构建颗粒流模型,采用强度折减法分析评价边坡稳定性,并模拟得到边坡从变形到失稳破坏的全过程,从变形过程和变形特征方面分析了边坡的失稳破坏机理。结果表明：砂岩层未发生滑动,滑动面为砂岩层和板岩层的交界面,滑面中出现的裂纹主要以拉剪裂纹为主;边坡坡脚对抑制边坡变形起到关键作用,在施工时应尽量避免切脚开挖,研究结果与滑坡变形破坏实际较为相符,可为水电站边坡施工及安全运行提供参考。     

某水电站进水口边坡岩体开挖支护稳定性分析

金沙江下游某大型水电工程进水口边坡高陡,岩体风化层较厚,地质条件复杂.为分析施工期及运行期边坡的安全性,以具体指导边坡支护施工,采用三维弹塑性损伤有限元法对边坡施工期、运行期及地震荷栽作用下的岩体破坏区、塑性区、位移、应力及支护系统受力等方面进行了系统分析.结果表明,边坡整体稳定性较好,各工况下边坡的安全稳定性可以得到保证,该成果已成功应用于工程实践.     

水与顺层滑坡的关系及防治

近年来,由于水对边坡的影响而导致边坡失稳破坏产生大规模滑坡造成人员伤亡的事故越来越多,同时顺层滑坡占据了滑坡灾害的绝大多数,因此对顺层滑坡的成因及其防治措施的探究是十分必要的。众所周知影响顺层边坡稳定性的因素有很多,有结构面发育程度、坡高、坡面形状、坡角、岩土体强度等,而水则对其是否能破坏形成顺层滑坡起关键作用,文章重点分析水的各种性质对顺层边坡的影响并提出相应的滑坡防治措施和方法。     

基于强度折减法的大岗山水电站边坡稳定性分析

基于ANSYS强度折减法,以大岗山水电站右岸边坡为例,研究了弱层对边坡稳定性的影响、边坡的失稳破坏机理以及二维和三维分析计算结果的区别和联系。结果表明：弱层对边坡的稳定性有显著的控制作用;工程现场加固措施对提高边坡稳定性的作用明显;边坡的失稳破坏是一个塑性区累积发展、位移逐步增大的过程;三维计算所得的安全系数、位移及应变值与二维计算结果存在一定的差异,主要是由于模型、单元、网格划分及单元应力状态等方面的差异造成的,相对而言,三维计算结果更加可靠。     

楞古水电站厂址区岩体松动类型研究

楞古水电站前期勘查发现自然边坡存在岩体大范围松动现象,主要表现为岩体结构面普遍张开、碎裂化程度高、围岩应力低、自稳性差。针对这一特殊的岩体结构,对岩体的松动类型和变形破坏特征进行了研究。通过对边坡岩体进行详细的地质编录和物理勘探试验,重点对节理裂隙的空间发育规律、碎裂结构岩体的空间分布及边坡已有变形破坏模式等方面进行了详细研究,同时结合声波测速、电磁勘探等试验成果,划分了岩体松动类型,归纳了每一种主控因素下的岩体变形破坏特征及破裂松动的演化过程。结果表明:岩体松动类型可划分为卸荷控制型、断层控制型、倾倒控制型以及节理裂隙控制型等4种类型,岩体的松动受浅表生改造和构造活动影响较大,节理化结构加剧了破裂过程。研究成果丰富了已有分类体系,对评价边坡稳定性以及控制地下工程围岩稳定和保障施工安全具有重要指导意义。     

白龙江某水电站枢纽区顺向河谷岸坡变形特征及其形成机理研究

水库蓄水坝址区边坡变形稳定可对水电工程产生困扰和影响,分析并查明枢纽区岸坡变形破坏的类型、规模、分布差异对水电工程安全设计具有重要意义。文章以白龙江某水电站为研究对象,通过现场调查方法对其枢纽区基本工程地质条件、岸坡结构类型、岸坡不良地质灾害发育特征进行了分析,从地形地貌、岩性特征、岩体结构、岸坡应力场等方面总结出岸坡变形破坏特征及其破坏模式,在此基础上通过数值模拟方法揭示了岸坡结构变形破坏形成机理。研究表明:顺向河谷中,发育有层状同向结构岸坡、层状反向结构岸坡、层状横向结构岸坡及层状斜向结构岸坡４种类型;左岸不良地质灾害分布密度小但发育有大规模滑坡和变形体,右岸不良地质灾害分布密度大但多为小型倾倒体和松动体;枢纽区内岸坡呈现出剪切－滑移型、倾倒弯曲型、拉裂型变形破坏特征;岸坡结构变形破坏受岸坡     

知木林水电站调压井边坡稳定数值模拟研究

为验证知木林水电站调压井边坡的稳定性,利用FLAC3D数值分析软件对该边坡进行数值模拟计算,并结合Tecplot软件进行后处理,对调压井边坡位移场、应力场和塑性区分布规律及发展趋势进行了分析。结果表明,边坡竖直位移受自重应力控制,竖直位移在边坡后沿顶部处最大,为63.16 mm,水平位移场受岩体软弱结构面控制,最大水平位移为13.76 mm;边坡的初始地应力场主要受自重作用控制,局部受软弱结构面影响,最大、最小主要力主要表现为压应力,主应力的方向与边坡应力场分布规律吻合;边坡体内塑形破坏区并未连续贯通,正常工况下天然边坡整体稳定性较好,发生整体滑坡的可能性不大,剪应变集中区受裂隙松弛带和岩层分界面的影响,是潜在的滑动面。     

考虑暴雨入渗的覆盖层滑坡体渗流特性及稳定性评价

为了分析雅砻江流域卡拉水电站上游库区上田镇滑坡体受暴雨影响程度,选取了上田镇滑坡体典型断面,建立二维饱和-非饱和渗流计算模型,采用有限元法模拟了暴雨入渗过程。根据模拟结果分析了在暴雨入渗条件下蓄水前后的工程边坡的渗流特性及应力分布,并对边坡稳定性和边坡防护措施效果进行评价,结果表明,暴雨入渗会引起边坡的稳定性降低,并可能引起边坡失稳。有限元法对分析边坡稳定性有实际的指导意义。     

基于刚体极限平衡法与有限元法的边坡稳定性分析

以雅砻江流域某水电站上游库区滑坡体为研究对象,采用刚体极限平衡法和有限元法,对自然边坡在天然工况下的抗滑稳定性进行对比分析,探明两种方法在边坡稳定性分析中的差异,并对库区自然边坡的天然稳定性进行评价。     

两家人水电站滑石板顺层岩质边坡滑坡机理数值模拟

滑坡地质灾害影响因素众多、机理复杂,单纯采用地质分析缺少依据。基于云南省金沙江两家人水电站左岸滑石板顺层岩质边坡在1996年10月28日发生滑坡的事实,在大量地质勘查基础上,采用简易滑块对滑坡机理进行了探讨,并利用颗粒离散元数值模拟方法,建立了满足滑体与滑面特性的滑坡模型,通过一系列的滑坡数值模拟试验,探讨了滑面摩擦系数、滑体强度等因素对滑坡堆积、块度、滑坡速度的影响规律,对比后期的勘查成果对当时滑坡情况进行了反馈分析。该方法可为后续滑石板边坡的稳定性研究及灾害预测提供理论依据。     

坡脚冲刷作用下近坝库岸边坡滑坡模型试验研究

为研究坡脚冲刷作用对边坡稳定性的影响,基于某水电站近坝库岸边坡滑坡区实测降雨资料,通过自行研制模型试验装置,进行了坡脚冲刷作用下室内边坡滑坡模型试验,分析了坡脚冲刷作用下的边坡滑坡特性。研究表明:坡脚冲刷作用是引起边坡滑坡的主要因素,即:由于强降雨引起河水对边坡侧向产生冲蚀会掏空坡脚的岩土体,且坡脚已冲刷的边坡在降雨作用下不利于边坡稳定,使得边坡失稳下滑会引起边坡滑坡。此时,坡脚处滑坡会不断向边坡上部发展,坡脚冲刷作用下的滑坡以滑动滑坡为主,滑坡类型为浅层牵引式滑坡。     

库水位升降作用下铅厂沟滑坡稳定性研究

以云南观音岩水电站右岸铅厂沟滑坡为例,在现场地质调查的基础上,通过室内试验和反演的方法确定滑坡岩土体物理力学参数,运用Geo－Studio计算滑坡体在不同工况下的安全系数。结果表明,在原河床水位下,铅厂沟滑坡体稳定性较好。水库蓄水后,随着库水位升高,铅厂沟滑坡体稳定性会降低。当库水位骤降时,坡体稳定性亦会略微下降。若遇暴雨或地震等恶劣状况,坡体稳定性会大幅度降低。对此提出了削坡减载的治理措施,并对治理后的边坡进行稳定性分析。结果表明,经削坡治理后,坡体稳定性有较大提高,满足相应的安全储备要求。     

某水电站古滑体边坡稳定性分析及监测治理

对某水电站扩建工程的古滑坡体,结合有限元法和 极限平衡法的各自优点,对其变形破坏机理及稳定性进行了综合研究。施工期的两次古滑坡 体局部变形失稳,验证了前期稳定性分析成果。另分别根据两次变形失稳的监测资料和变形 破坏机理,制定了压脚回填、加强排水等合理的治理方案,并在工程中得到了应用,确保了 施工期的坡体稳定。     

某水电工程边坡开挖及支护过程稳定性分析

为分析水电工程边坡在开挖及支护全过程中稳定性变化情况,评价锚索支护效果,以西南某一水电站开挖边坡为研究对象,通过地质分析和变形监测确定边坡变形模式,对开挖和支护过程中各变形模式采用基于极限平衡理论的Morgenstern-Price法进行了多种工况下的稳定系数计算。结果表明:边坡的6种滑动模式在持久、偶然和短暂工况下的稳定系数均满足规范要求。二期锚索施加完毕后,边坡整体稳定系数大于原始边坡,锚索对边坡的控制作用明显,支护效果良好。边坡在开挖至坡脚之前稳定系数逐渐增大,边坡开挖有利于边坡稳定,坡脚开挖以后,边坡稳定系数骤降,开挖不利于边坡稳定,坡脚岩体对边坡稳定作用明显。研究成果可为水电工程边坡的稳定性分析以及类似工程边坡的开挖及支护设计提供参考。     

电站坝址下游滑坡变形破坏机制物理模拟研究

在对金沙江某水电站滑坡的形态及变形特征、结构及物质组成特征、以及滑床特征等实际情况认真调查的基础上,选取贯穿滑坡体的Ⅱ-Ⅱ’主剖面,利用物理模拟研究方法中的底摩擦试验,再现了该边坡变形破坏的部分过程,并对变形及最终破坏机制进行了深入分析,确定该滑坡属滑移-弯曲型;同时,通过与3DEC离散元程序模拟研究及该边坡变形破坏的实际情况之对比分析,充分验证了该物理模拟研究方法的可行性。     

边坡地震响应的动力有限元分析

边坡的地震响应是一个复杂的命题,也是近年来的的热点,尤其是“ 5.12 ”地震以后。目前,动力有限元是解决边坡地震响应问题行之有效的方法之一 , 它以地震时程加速度作为反映地震荷载的主要因素,能够定量地反映出地震时程加速对边坡不同的应力场、位移场、运动速度的影响。以某水电站坝前一个受“ 5.12 ”地震所诱发复活的巨型滑坡为例,运用动力有限元软件,对该滑坡进行了地震荷载作用下的响应分析,计算得出了地震作用下该滑坡产生的水平垂直动位移、加速度、最大剪应力场。最后,图示说明了滑坡在地震作用下的往复振动对其稳定性的影响,得到了该滑坡的安全系数时程曲线,各项计算结果量值与地震后滑坡实际量值一致,这表明“ 5.12 ”地震是导致该古滑坡复活的直接原因。     

中国水电工程地质勘测技术的发展与展望

概述中国水电工程地质勘察的发展过程。对中国水电工程建设中常见的区域构造稳定、高坝坝基工程地质、工程高边坡稳定、地下工程围岩稳定和岩溶渗漏等主要工程地质问题的研究现状、内容、方法和评价原则，作了总结经验性的介绍。具体包括：活断层研究、地震危险性分析和区域构造稳定性评价；坝基岩体工程地质分类、建基面与岩(土)力学参数选择和深厚覆盖层勘察；工程高边坡地质结构、失稳条件和稳定分析、边坡处理与监测；水电工程围岩分类与围岩稳定分析以及河谷岩溶渗漏理论、岩溶地区坝址选择与岩溶渗漏处理原则等。并对上述工程地质问题今后勘察研究方向提出若干建议。