层状岩坡变形破坏及其治理的离散元分析

某大型水电站为顺倾层状人工高边坡,坡体软弱层面、断层、节理和后缘陡倾卸荷张裂隙对坡体稳定性影响大,在自上而下的挖坡过程中,局部坡体发生了失稳座滑。本文分析了边坡的地质条件和岩体结构特征,采用离散单元法模拟了边坡的变形破坏过程,探讨了坡体的变形破坏机理;研究了在滑坡体上继续挖坡,坡体可能发生的变形破坏形态;另根据坡体变形破坏机理及后续开挖边坡可能发生的变形破坏形态,基于离散元数值模拟优化了边坡预应力锚杆和抗滑桩的工程加固支护措施,确保了边坡稳定,监测表明,后续坡体开挖及开挖完成后未出现明显变形破坏迹象。     

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。     

哈拉吐鲁克水库古滑坡变形破坏及处理分析

水库导流兼泄洪洞进口埋涵段开挖对原已稳定的古滑坡前缘进行"切脚开挖",挖除了部分古滑坡前缘的阻滑体,导致古滑坡的下滑力大于阻滑力,滑坡体发生滑动产生裂缝。结合现状,通过反演分析计算滑床泥岩的力学参数,对各种工况下的滑坡治理方案进行了计算,得出最不利工况为水位骤降工况。在此工况下,滑坡治理的工程措为施削坡、压脚工程量最小。     

高边坡分级开挖与支护方案研究

边坡失稳是外界各种因素的共同作用下,由局部小范围的变形逐渐延伸扩大最终演变为整体破坏的灾变过程,在此过程中,控制边坡变形的因素也是"动态"变化的.对未支护下的边坡进行多级开挖,分析不同开挖时步下的坡体稳定性及其变形,根据其计算结果对边坡进行分级支护,分析支护后的坡体稳定性及其变形.对比结果表明,采用及时支护方式开挖的边坡安全系数在开挖早期有所降低,但后期逐渐增加,支护后坡体各监测点的水平位移和竖直位移均小于未支护前.     

云荞水库工程混凝土面板堆石坝设计

云荞水库工程坝址地形、地质条件较为复杂,左右岸地形凹凸不平,多处存在顺层坡,右岸下游坝基存在古滑坡体.为避免下垫面两种不同材料变形模量不同引起不均匀沉降,混凝土面板根据山体地形在不同高程不同位置设置横缝,能较好地解决这一难题.实践证明,采用坡脚石渣压脚加固处理措施,处理左、右岸趾板开挖产生的上游顺层坡滑动体;采用改造坝基地形辅以石渣压脚方案,处理坝基因存在顺层泥化夹层及不稳定岩体(古滑坡体)造成下游坝坡可能滑动失稳的问题,都具有投资省、施工快的特点.水库大坝运行多年,效果良好.重点就混凝土面板堆石坝及基础处理设计方面进行了介绍.     

岑水高速六活口滑坡稳定性分析与治理研究

为研究路堑边坡开挖后滑坡的变形失稳特征,以六活口滑坡为例,在工程地质勘察的基础上,分析了滑坡变形破坏与形成机理,并结合极限平衡分析和数值模拟计算,再现了六活口滑坡的变形破坏过程。认为该滑坡为推移式切层破碎岩土滑坡,存在浅层和深层滑面,由于第一次削坡卸载治理未及时完成,导致坡面长时间暴露,坡体应力经松弛、集中的重新调整,同时受降雨等不利因素的影响而再发生开裂、坍塌等变形。根据分析结果提出二次削坡和补充治理措施,有效地阻止了滑坡的进一步发展,确保了滑坡保持长期稳定状态。     

水电站库岸边坡古滑坡体复活区稳定分析及涌浪预测

以新疆某水利枢纽坝址区左岸岩质边坡古滑坡体为研究对象,位于古滑坡体下游侧坡脚的导流洞进口引渠和施工路开挖导致古滑坡部分复活,用极限平衡法分析研究古滑坡体在各种运行工况下的稳定性,采用普遍推荐的潘家峥院士滑坡涌浪估算法对滑坡体滑坡涌浪进行分析计算,并对滑坡体后缘主滑地段削坡卸载和阻滑段压重加载及坡脚修建重力式浆砌石挡墙改善受力平衡条件,工程竣工蓄水后古滑坡体经历水库运行期间水位骤降的考验仍然稳定,验证了工程措施得当。     

基于SIGMA的边坡开挖变形特征研究

在分析边坡岩土体结构的基础上,利用二维有限元数值模拟软件GEO-Studio中SIGMA/W模块对边坡开挖进行了模拟分析,结果认为边坡开挖后变形受岩体卸荷以及结构面组合控制作用明显,在开挖面部位产生较大变形,在坡体内部软弱结构面部位易贯通形成滑面,从而影响边坡稳定性。因此,对边坡开挖而言,应当及时进行支护,并同时做好边坡变形监测以及坡表排水工作。     

基于临界压脚体的某滑坡体削坡压脚土方量平衡研究

针对某滑坡体治理时压脚土方量大于削坡土方量的问题,通过敏感性分析不同压脚体下滑坡体的安全系数发现,当压脚体的体积增大到一定程度后,滑坡体的抗滑稳定安全系数不再变化,由此提出基于临界压脚体进行滑坡体治理方案。分别对滑坡体高压脚少卸荷、低压脚多卸荷2种治理方案进行不同压脚体下的稳定性分析和土方量计算。分析结果表明,随着导流缺口占河床的比例逐渐减小,2种方案的全局搜索最小安全系数先增大,然后渐趋稳定;临界压脚体对应的导流缺口占河床比例均约1/2。基于临界压脚体进行滑坡体治理,可以较好地解决压脚土方量和削坡土方量的不平衡问题。     

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。     

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。     

云盘头滑坡变形破坏机制研究

缓倾顺层岩质边坡由于其岩层倾角较缓,具有不易察觉其失稳且识别难度大的特点。以一个典型的缓倾顺层岩质边坡(贵州云盘头滑坡)为例,基于工程地质勘察,建立边坡地质模型,并结合底摩擦试验、二维离散元和有限元模拟等方法,探讨云盘头滑坡的变形破坏机制。结果表明:云盘头滑坡的变形破坏过程可分为微裂纹发育阶段、裂纹拓展阶段、滑体变形阶段与完全破坏阶段,并在坡脚存在关键块体;滑坡形成的主要原因是,坡体经过开挖导致软弱夹层出露,坡体内部发育垂直于软弱夹层的拉裂纹并将滑体分割成块体,随着坡脚关键块体向临空面滑移,后部次级块体随之移动并产生多米诺骨牌效应导致坡体发生整体滑移,变形模式属于典型的滑移-拉裂式。研究成果为探究缓倾顺层岩质边坡的失稳破坏有现实意义。     

基于层次分析法的泾阳南塬黄土滑坡影响因素综合研究

泾阳南塬黄土滑坡时常发生,并且滑坡的形成和发展受多种影响因素的控制。为了探究滑坡因子在滑坡形成过程中的重要程度,从地形地貌、地质条件、外部诱因三个方面,选取了坡高、坡度、降水量等13个具体的影响因子,并运用层次分析法计算了各影响因子在滑坡中的贡献值。结果表明:在准则层中,外部诱发因素是滑坡形成的最主要也是最直接的因素,其贡献值为64．8％,地质条件在滑坡形成过程中产生的作用较小,贡献值为12．2％;在指标层中,灌溉是对滑坡贡献最大的一个因子,贡献值为28．9％,降雨因子位居第二,二者贡献值总和为48．1％;此外,边坡坡高、坡度、地震、坡脚开挖等因子均在滑坡的形成过程中扮演重要作用。     

阶地型降雨滑坡的发育特征及成因机制分析——以大仁烟村滑坡为例

为探索降雨因素—河流阶地孕育滑坡的相关性,更深入地认识这类河流岸坡的变形破坏过程,在广泛分析大仁烟村滑坡地质结构的基础上,研究阶地型滑坡的失稳控制边界以及变形失稳机制模型。结合滑坡地质调查,利用有限元数值软件对降雨条件下的斜坡稳定性进行了模拟分析,进一步对降雨条件下斜坡的应力场、应变场和位移场进行了综合分析。研究结果表明:(1)中陡的地形、结构松散且易软化的阶地堆积体物质,以及陡倾的控制性结构面为该滑坡的形成创造了地质条件,而强降雨是主要触发因素;(2)滑坡剪出口位置位于坡脚施工开挖区域,滑坡的滑带位置位于强、弱风化基岩接触部位,岩土体的失稳高度达到200 m;(3)通过降雨条件下的应力、应变、位移场变化,推断其形成机制属于降雨作用下的推移式滑坡,滑体造成坡脚的桥墩瞬间被剪断。这些分析对阶地型降雨滑坡失稳机制的研究及稳定性评价具有一定的意义。     

基于应变软化的软弱夹层边坡渐进破坏

含软弱夹层的顺层岩质滑坡是常见的地质灾害,研究其渐进破坏过程对于滑坡防治具有重要意义。基于软弱夹层的应变软化特性,推导了开挖工况下含软弱夹层的顺层岩质边坡渐进破坏的微分方程,并理论分析了渐进破坏的过程和阶段;对比摩尔-库伦本构模型下的数值计算结果,证明了应变软化摩尔-库伦本构模型能更准确地反映边坡软弱夹层的渐进破坏过程,并以实际工程案例进行了检验。研究结果表明:含软弱夹层的顺层岩质边坡的渐进破坏过程可分为初始、等速与加速变形3个阶段;在开挖工况下,破坏首先产生自坡脚,而后剪切破坏区不断扩展,沿软弱夹层延伸至坡顶,并在坡顶产生拉张破坏,边坡的整体破坏模式表现为滑移-拉裂式。     

隧洞开挖渗流场变化对滑坡稳定性的影响数值模拟分析

为研究隧洞开挖对滑坡渗流场、坡体变形及稳定性的影响,在对某滑坡滑体物理力学及水理性质进行研究的基础上,采用Modflow有限元差分三维软件对隧洞开挖前后的地下水位进行数值模拟计算,分析隧洞开挖后渗流场的变化,并以此结合Geo-Studio软件对滑坡处于天然及开挖情况下水位变化后的稳定性及变形进行了分析研究。结果表明:隧洞开挖后地下水渗流场发生改变,隧洞开挖处产生明显涌水现象,开挖2 a后地下水位降低约20 m,开挖区形成明显“落水洞”,地下水位变化主要体现在滑坡前缘;隧洞上部2^#次级滑体在抗滑力减弱和有效应力增大的双重作用下变形加剧,其下滑带动1^#次级滑体变形。隧洞上部2^#次级滑体最大变形量12.42 cm,但滑坡的稳定性变化较小。     

考虑压脚措施下滑坡涌浪经验估算法对比研究

分别利用潘家铮方法和水科院经验公式法计算了雾江库岸滑坡体不同工况及压脚措施前后的滑坡涌浪高度,通过两种估算方法计算结果的对比,发现水科院经验公式法算出的涌浪高度远小于潘家铮法的计算结果,建议在进行滑坡涌浪估算时以潘家铮法作为主要的经验估计法,水科院经验公式法作为辅助方法。通过采取坡脚压脚措施前后计算结果的对比,发现坡脚压脚措施可有效降低涌浪高度,防治涌浪灾害。     

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。     

滑坡前缘开挖后滑坡变形特征分析及稳定性评价——以贵州省岑巩县大榕滑坡为例

岑巩县大榕滑坡发生后,形成堰塞湖,为了疏通河道,对滑坡前缘进行了分级开挖碾压。为掌握大榕滑坡的稳定性状况,对滑坡实施了安全监测。对监测数据进行分析发现：滑坡发生后坡体处于稳定状态;在前缘开挖及强降雨作用下,坡体出现较大变形,之后的2～3个月处于应力与状态大幅调整阶段;特定环境下强降雨或长时间连续降雨对土体的含水率的影响是有限的,含水率不随降雨强度的增大而无限增大,但孔隙水头明显与降雨强度有关,可能成为滑坡发生滑动的主要因素。监测数据及极限平衡法分析表明,该滑坡整体稳定性较好,在强降雨作用下局部处于欠稳定状态。