水力学作用下顺层岩质边坡稳定性研究

采用静水压力在总水位1/2处达到最大作为静水压力的新假设,并对结构面上的动水压力进行了详细的推导计算,完善了影响边坡稳定的水力学理论.当坡顶面出现竖直张裂缝时,张裂缝中的水深影响结构面上静水压力和动水压力的大小,可用张裂缝中的临界水深作为边坡破坏的依据.通过实例分析,结构面和张裂缝中的静水压力对边坡的稳定性影响较大,而结构面上的动水压力对边坡的稳定性影响较小.在给定边坡条件下,静水压力使边坡的稳定系数降低了16.8%;动水压力使边坡的稳定系数降低了1.2%.     

岩石边坡平面滑动时的临界滑面倾角的探讨

在岩石边坡中，当出现平面滑坡时，如果边坡内没有确定的滑面，滑面的临界倾角不仅仅是边坡倾角和破坏面摩擦角的函数，而且还应该是滑体高度、破坏面的黏聚力和岩体重度的函数．通过推导和计算得知，滑面的临界倾角与边坡倾角呈线性关系，与破坏面摩擦角呈二次函数关系，与滑体高度呈对数关系，与破坏面的黏聚力呈负指数关系，与岩体重度呈二次函数关系．此外，当边坡中有张裂缝和水时，滑面的临界倾角还与张裂缝的深度和水位高度有关.     

基于滑面应力场修正的改进极限平衡法

结合极限平衡条分法和有限元法的各自优点,提出从有限元法的分析结果中提取出滑动面上的应力分布,然后通过转化求得滑动面上的正应力分布,以此正应力作为边坡滑动面上的初始应力。引入两个未知参数对滑动面上的正应力进行修正,把修正后的滑动面正应力带入极限平衡方程组中,经简单迭代计算,求出未知参数和边坡的安全系数。通过对工程实例的稳定性计算,对比分析该方法和其他常用方法的计算结果,验证了该方法的合理性,其计算结果能够真实反映边坡的稳定状态。     

开挖边坡的稳定性研究

某电站厂房后的自然边坡高达４００余米，厂房及调压井开挖边坡高达１２０～１５０米、在开挖过程中出现局部滑动，本文利用三维弹塑性有限元法时该层状岩体高边坡进行稳定性研究，用提出的一个实用稳定系数公式．考虑边坡的分级开挖，分别得出了各级开挖情况下各夹层面上岩体的稳定系数值，结果与实际相符，为工程实践提供了理论依据。     

基于极限平衡理论的外贸路南侧边坡稳定性分析

在基于外贸路南侧边坡区域工程概况及宏观分析的基础上,确定使用极限平衡理论中的圆弧滑动条分法对外贸路南侧边坡局部及整体性的稳定性进行定量计算。通过地质勘察结果对计算参数进行取值,采用圆弧滑动条分法计算滑坡的稳定性系数Fs,计算结果表明：边坡局部稳定性验算时,正常工况下处于稳定状态,暴雨工况下处于非稳定状态;边坡整体稳定性验算时,正常及暴雨工况下均处于稳定状态;根据稳定性计算结果,分析边坡失稳原因,并提出了坡顶裂缝灌浆、坡体松散土强夯、坡脚挡墙的处治措施。     

岩盐水压致裂溶解的数值模拟

在建立岩盐水压致裂溶解过程的固流传质耦合数学模型的基础上，对该过程进行了数值模拟．由模拟结果分析得出，岩盐水压致裂溶解过程裂缝的扩张以及裂缝宽度的变化受水压和溶解双重因素的影响．水压较大时，裂缝扩展速度快，水压对裂缝张开起主导作用；而裂缝内空间增大，会导致缝内水压降低，此时裂缝扩展速度也随着降低，当缝尖压力接近临界破裂压力时，裂缝停止扩张，缝内压力趋于稳定，此时岩盐溶解对裂缝张开起主导作用．     

高陡边坡稳定性的影响因素分析

用灰关联分析法分析高陡边坡稳定性的影响因素，并考虑了加固参数的影响，通过具体工程实例的计算，得到影响边坡稳定性各种因素的主次关系，计算结果表明，高陡边坡的重力和滑动面上的强度参数是影响边坡稳定的主要因素，加固时应针对这一点来进行，而且对于总体稳定性较高的高陡边坡，可以根据分析结果适当调整加固参数来增加方案的经济性。     

按空间问题计算挡土墙的主动土压力

维护边坡稳定的挡土墙设计，都是按弹性力学平面应变问题分析的，在实际工程中观察到，大多数边坡破坏是属于空间问题，本文按空间问题计算边坡滑动及挡土墙上的土压力。     

岩质边坡滑坡机理与稳定性研究

所研究的边坡为露天岩质边坡，已出现多次滑坡，根据对边坡岩体的物理力学性质测试，现场工程地质调查，现场动力学测试及滑体位移观测，提出了确定边坡潜在滑动面的计算模型，确定出了优势滑动面及破坏模式．通过极限平衡及有限元分析计算，给出了合理边坡角．针对现在的滑体和将来的潜在滑体，提出了相应的处理方案和预防措施。     

库区水位下降对库岸边坡稳定性的影响

为了研究库区水位下降过程中岸坡的稳定性,在探讨库岸边坡稳定性影响因素的基础之上,通过数值计算与稳定性分析理论,同时考虑坡度、坡体渗透系数与库区水位下降速率的不同工况条件下渗流场中孔隙水压力的变化,并对库区水位下降期间各因素变化对边坡稳定性系数的影响进行了分析.研究结果表明:库区水位下降对库岸边坡的稳定性有着较大影响,是库区边坡失稳破坏的重要因素,当水位下降时,库岸边坡稳定逐渐降低.采用FLAC对不同工况进行数值计算,当研究参数取值在符合工程实际范围内时,相同水位下降速率条件下库岸边坡坡度逐渐增加时,边坡稳定性呈现逐渐下降趋势;坡体渗透系数逐渐减小时,边坡稳定性也越来越低.而不同的水位下降速率对边坡稳定影响也不同,当水位下降高度相同时,下降速率逐渐增大则边坡的稳定性逐渐降低;坡度、水位下降速率与坡体渗透系数的变化都会导致边坡稳定系数的变化,其中库区水位下降过程中存在着稳定性系数最小值,水位下降速度越大,最小值越小;此外,库水位下降时存在一个最危险水位,此时坡体稳定性系数最小,而该水位大致位于坡体下1/3处.研究结果对三峡库区水库水位的调控和库岸边坡的稳定性具有一定的工程意义.     

Mechanism of action of cracks water on rock landslide in rainfall

In worldwide, the most common triggering factor of rock landslides is extended and intense rainfall. However, different from the soil slope failure caused by softening action of infiltration rainwater, the mechanism of rock landslide in rainfall is not clear. From the view of fracture mechanics, the propagation of cracks on rock slope and the development of sliding surface were researched. Then based on hydraulics formulas and using Sweden arc method, the influence of crack water on stability of rock slope was quantitatively studied. Finally, an example was given to check the theoretical approach. The result shows that the development of sliding surface of rock slope is mainly caused by crack propagation under hydrostatic pressure when the stress intensity factor K _I at crack tip is bigger than the toughness index of rock fractures K _IC, and the failure of slope is the result of hydraulic action of crack water and the softening of materials on sliding surface when the depth of crack water is bigger than a minimum value h _min.     

顺倾向层状岩质边坡溃屈破坏分析

为了解顺倾向层状岩质边坡的溃屈破坏特性,根据多层层状岩质边坡的溃屈破坏模式,并考虑静水压力和地震的影响,建立了相应的力学模型.采用特殊函数理论进行分析,得出各层岩体溃屈曲线的理论公式,对此类边坡溃屈破坏的临界坡长和破坏位置进行了求解.分析了岩石弹性模量、层间滑动面强度、岩层厚度、层面倾角等因素对此类边坡溃屈破坏临界坡长的影响.针对工程实例的分析结果与实际情况符合较好,证明了该理论的正确性.     

Mechanism on progressive failure of a faulted rock slope due to slip-weakening

1 Introduction The damage or failure of faulted rock slope is a quite difficult problem in geotechni- cal engineering, and attention has been drawn from researchers for a long time. Apart from the toppling damage of steep slopes, most of the failure pattern of faulted rockslopes is shear-typed. The failure process of such a slope includes: initiation and devel- opment of a single micro-crack, breakthrough of two or more cracks, formation of fail- ure zones, and even shear damage in large scale…     

临河岩质边坡地震抗倾覆稳定性拟动力分析

基于拟动力法推导出不同工况条件下临河岩质边坡地震抗倾覆稳定安全系数计算公式。通过参数分析,研究不同岩体放大系数下,水平和垂直地震力、张裂缝积水深度、边坡超载、锚固效应、流水淘蚀等对岩质边坡地震抗倾覆稳定性的影响,研究表明,不同工况下,张裂缝积水深度、水平地震力、流水淘蚀不利于岩质边坡地震抗倾覆稳定,但竖向地震力、锚固力、锚固高度、坡顶超载等有利于岩质边坡地震抗倾覆稳定;随着岩体放大系数的增加,水平地震力、竖向地震力对岩质边坡抗倾覆稳定性的影响增大,坡顶超载、张裂缝积水深度、锚固应力、锚固高度、临河水位对岩质边坡抗倾覆稳定性的影响减小,而锚固倾角、坡脚淘蚀高度对边坡抗倾覆稳定性的影响基本不变。     

Numerical analysis of rainfall infiltration in the slope with a fracture

1 Introduction It has been widely accepted that the rainfall infiltration through fractures is one of the most probable factors for slope failure. Recent studies have focused on the relationships between rainfall and slope failure, but the mechanisms of rainfall-induced slope failures have not been fully understood. As a result, many experiments and theoretical studies have been carried out to simulate the infiltration in the fractured soil[1—3]. Aimed at the infiltration in unsaturated rock …     

基于潘家铮原理的反倾向层状边坡弯曲倾倒破坏基准面搜索算法

在进行反倾向层状边坡的弯曲倾倒分析时,需要对边坡破坏基准面的位置和形状作一种简单假定;目前常见的假定形式为直线型破坏面,并垂直于岩层层面。从野外观测来看,这种假定的破坏面与实际工程边坡破坏面并不吻合,为提高反倾向层状边坡弯曲倾倒计算的可靠性,提出一种搜索破坏基准面的算法。基于潘家铮最大最小原理,认为边坡破坏基准面（由各个岩层折断面组成）为使边坡发生整体破坏所需外力最小的破坏面。在破坏基准面的搜索过程中,根据岩层的受力分析确定其破坏模式（剪切破坏和弯曲拉裂破坏）;然后,依据最后一块岩层发生倾倒破坏的条件确定岩层可能发生破坏的范围,并将可能发生破坏的岩层划分为多个组合,利用极限平衡方法,结合岩层的破坏模式,求出各组岩层发生整体破坏所需的最小外力F;最后,不断变化搜索角,得到一系列F,其中的最小值为边坡发生整体破坏所需的最小外力,对应的破坏面为边坡潜在破坏基准面,相对应的岩层组合为最危险的岩层组合。选用安徽皖南地区的某反倾向板岩边坡作为工程实例进行验证分析,结果表明本文算法所得到的破坏基准面能较好地与实际工程边坡破坏面、文献模拟结果相吻合,进一步说明了本文算法的有效性。     

巷道底板承压水突水评价方法研究

华北石炭二叠纪聚煤区是中国最重要的煤炭生产基地,区内众多煤矿皆受煤系底部奥陶系灰岩承压水威胁。针对当前煤矿巷道底板承压水突水评价方法存在的局限和不足,探索研究巷道底板承压水突水评价方法。现行评价方法岩梁法的理论计算前提主要包括：底板隔水层简化为两端固支梁;在岩梁弯矩最大处,底板隔水岩层承受的拉应力超过抗拉强度,岩层拉裂破坏;忽略孔隙水压力对岩石破坏的影响,计算隔水层厚度时抗拉强度取底板隔水层的平均值。事故数据及研究分析表明岩梁法计算假设存在不合理之处,与实际工况有较大偏差。基于对常见矩形巷道围岩应力分布特征的分析,结合巷道实际工况,摒弃底板隔水岩层弯拉破坏模式,提出隔水岩层剪切破坏模式,建立巷道底板承压水突水破坏岩柱模型;基于所建立的岩柱模型,利用极限平衡理论,综合考虑孔隙水压力对岩石破坏的影响,推导底板隔水层承受最大水压的计算评价方法。结果表明：最大水压与隔水层厚度、隔水层平均容重、抗剪强度参数、孔隙水压力系数和巷道宽度直接相关,最大水压与隔水层厚度呈指数函数关系。文中所提评价方法的计算结果与实测吻合,证明该方法合理有效。所提方法也能为地下工程其他专业领域类似的承压水突水问题研究提供借鉴。     

大空间建筑环形点式重载作用下深废矿坑岩壁变形稳定性数值分析

近年来,大城市工程建设急速发展,土地资源愈发紧张,一些矿产资源型城市中出现了利用废弃天然矿坑进行地下空间开发的改造项目。以长沙湘江欢乐城项目深废矿坑改造开发工程为背景,针对矿坑边坡稳定性以及受建筑结构点式荷载作用下的岩壁与基础协同作用问题,利用数值分析手段建立三维岩壁-建筑结构相互作用模型。研究岩壁在环形点式受荷条件下的表现,并探究遭遇突发性岩壁变形及承载状态变化后,岩壁与结构的稳定性变化情况。结果表明,在天然状况下废弃矿坑的开采高边坡基本处于稳定状态;而施工扰动和建筑荷载造成的应力变形仅发生于岩壁表面,未达岩体深部;岩壁由于突发灾害产生的局部大变形会严重危及支承其上的基础和结构安全;而在合理的建筑物环形点式基础设计布置情况下,基础结构的偶然失效不会影响岩壁和建筑物的稳定性。