反倾层状岩质边坡倾倒破坏的离心模型试验研究

针对反倾层状岩质边坡倾倒破坏机理认识的不足,采用平板玻璃作为相似材料,开展不同边坡坡角及岩层反倾角组合条件下的多组离心模型试验;结合图像量测技术,综合分析坡体在离心加载条件下变形倾倒特征,提出反倾层状岩质边坡典型倾倒破坏模式和倾倒破裂面位置的确定方法。研究表明:坡体倾倒变形主要发生在破裂面以上,坡趾岩层起到抗倾倒作用,变形过程分为位移量稳定增长和位移量加速增长两个阶段;坡体倾倒破坏模式经历坡趾岩层断裂、近坡顶张拉裂缝产生、岩层折断渐进式延伸及裂缝贯通瞬间倾倒4个阶段;边坡坡角及岩层反倾角影响坡体破坏时的临界坡高与破裂面位置,可通过计算位移矢量方向确定破裂面位置。上述研究成果,为反倾层状岩质边坡的破坏理论发展、工程地质灾害评价及防灾减灾提供参考。     

倾角变化条件下反倾层状斜坡倾倒变形演化研究

倾倒变形是反倾层状岩质边坡的一种典型破坏模式,为了研究不同岩层倾角对反倾层状岩质边坡倾倒变形的影响,以澜沧江上游古水水电站坝前倾倒变形体为原型,从岩层倾角变化的角度出发,利用大型土工离心机试验分析了反倾层状岩质边坡的失稳破坏过程、变形演化特征与最终失稳模式等。结果表明：(1)反倾层状斜坡的变形演化过程基本概括为岩层压密-坡脚压裂阶段、弯折面形成-部分失稳阶段和弯折面贯通-彻底失稳3个阶段,岩层倾角的改变并不会影响斜坡阶段性演化过程;(2)岩层倾角越大的斜坡,斜坡形成弯折面所需时间越短,失稳破坏发生后坡体贯通性倾倒破坏深度更大,对应的变形范围越大,折断岩层的破坏程度越剧烈;(3)岩层倾角变化会导致斜坡的倾倒变形过程与最终失稳模式存在一定差异。倾角较小的55°和70°模型斜坡前部岩层在重力作用下发生明显弯曲倾倒变形,最终以“倾倒-弯曲-滑移”的失稳模式发生破坏;倾角最大的85°斜坡岩层发生的弯曲变形较小,最终以“倾倒-折断-崩塌”的模式发生破坏。研究结果对大型工程项目的顺利开展具有一定指导意义。     

反倾岩质边坡弯曲倾倒-剪切滑移破坏分析方法研究

目前反倾岩质边坡弯曲倾倒破坏分析方法仍以基于极限平衡理论的悬臂梁模型为主,但大多未考虑坡脚岩层的剪切破坏。为准确评价该类边坡的稳定性,建立考虑坡脚岩层剪切破坏的分析计算方法。首先,根据岩层变形破坏特征,将边坡分为后缘稳定区、中部弯曲倾倒区和前缘剪切区3个区域;其次,建立弯曲倾倒-剪切滑移破坏模式的稳定性分析方法;最后,通过工程实例验证,并进行参数分析。研究结果表明:提出的分析方法与工程实际符合性较好;边坡在倾角较陡、坡角较大时稳定性最差,坡角对边坡稳定性影响大于岩层倾角的影响;岩层厚度及层面内摩擦角增加有利于边坡稳定性,且会扩大坡脚剪切区范围。研究成果对反倾岩质边坡破坏的防治具有实践指导意义。     

互层倾倒边坡岩层折断深度对挠度的影响分析

针对互层反倾岩质边坡倾倒破坏问题,在综合考虑软岩和硬岩力学性质差异的基础上提出了"组合悬臂梁"模型,并对各悬臂梁进行了力学分析。依据最大拉应力破坏准则建立平衡方程,计算出硬岩岩层的折断深度,并利用"分段叠加法"给出了组合岩层坡表处挠度计算公式。根据澜沧江苗尾水电站库区左岸一典型反倾软硬互层岩质边坡岩体参数,研究折断深度对组合岩层挠度的影响,结果表明:硬岩岩层折断深度越大组合岩层坡表处挠度越大;折断深度一定时,随着软岩与硬岩厚度比的增大、弹性模量比减小,组合岩层挠度增大;组合岩层挠度较大区域集中在岩层倾角60°附近,推测组合岩体岩层倾角接近60°时容易发生倾倒变形。     

顺倾层状岩质边坡失稳破坏机制及稳定性影响研究

为探讨顺倾层状岩质边坡的失稳变形破坏机制,基于SRM强度折减法,采用Midas-GTS NX岩土分析软件对一坡角为60°的硬质岩夹软岩顺层边坡进行数值模拟,通过改变边坡的几何条件,探讨并查明了该形式边坡的变形破坏形式及稳定性。结果表明:结构面倾角对顺倾层状岩质边坡变形规律影响明显,以水平层状边坡和直立层状边坡为临界点,随着结构面倾角不断增加,顺倾层状边坡破坏模式体现为:压剪破坏→滑移-压致拉裂破坏→滑移-拉裂破坏→滑移-劈转破坏→滑移-弯曲破坏→弯曲-崩塌复合破坏,边坡安全系数随倾角的增大先减小再增大,在结构面倾角为40°时稳定性最差,在90°达到最大值;随着结构面厚度的增加,边坡安全系数呈线性减小趋势;随着结构面间距的不断增加,边坡安全系数呈增大趋势,不过增加速率逐渐减小。     

基于FLAC3D多裂隙模型的层状岩质边坡破坏特征及稳定性

采用FLAC3D多裂隙本构关系,建立层状岩坡平面破坏特征的各向异性数值分析模型。运用强度折减法,得出边坡安全系数与层间弱面倾角β、坡角α、坡高H以及岩体抗剪强度之间的关系,并采用灰色关联法给出了各因素对安全系数的影响程度。研究结果表明:顺倾向边坡,当β≤15°时,其破坏形式主要是拉裂-剪切-滑移破坏,滑面不沿层间弱面;当15°βα时,产生顺层滑移破坏;当β≥α时,坡顶处沿弱面滑移,坡角处弯折破坏。反倾向边坡,当β50°时主要为压剪破坏,β较大时(β≥50°)为倾倒破坏。随着β的增大,顺倾向边坡的安全系数呈先减、后增、再减的趋势,且水平层状边坡的稳定性要高于直立边坡;反倾向边坡的安全系数变化趋势与顺倾向边坡相反。当βα时,顺倾向边坡的稳定性要高于同倾角的反倾向边坡。顺倾向边坡,坡高对其稳定性影响最大,其次为弱面黏聚力和坡角,而弱面倾角和弱面摩擦角相对影响较小;反倾向边坡,各因素对其稳定性的影响程度依次为弱面摩擦角、坡角、坡高、弱面黏聚力和弱面倾角。     

顺层边坡“滑移-弯曲”向倾倒变形演化探讨

在研究顺层边坡变形破坏模式实例中发现,如果岩层倾角大于坡角,"滑移-弯曲"与"倾倒变形"两种变形形式是可以转化的。经研究得到如下结论:存在一"倾倒临界倾角δ",当岩层倾角αδ,边坡将可能形成大规模的倾倒变形体,当αδ,边坡常发生"滑移-弯曲"型破坏,并且δ≈60°;顺层边坡形成的倾倒体其属于"滑移-弯曲"与"倾倒变形"两种变形模式复合的结果,边坡最初形成的反倾岩层并不能称之为倾倒,而是由于边坡发生"滑移-弯曲"导致的,之后在重力作用下才发生初始倾倒变形。     

反倾层状岩质边坡倾倒变形破坏机理综述

倾倒变形破坏常见于层状岩质边坡工程,其机理研究对边坡稳定性分析具有重大意义。在国内外相关研究基础上对弯曲倾倒、块状倾倒及块状弯曲倾倒3种不同破坏模式进行了分析,就边坡几何形状、岩层强度和长细比、层面力学参数、地下水、开挖作用等因素对倾倒变形的影响进行了阐述,介绍了倾倒变形破坏机理在物理模型试验、极限平衡、数值模拟3种方法中的研究进展,指出了不同方法的适用性和优缺点,说明了研究中需要改进和深化的内容。     

优势裂隙倾角对反倾岩质边坡变形影响分析

通过底摩擦实验试验在前人的基础上进一步研究优势裂隙组的倾角变化对反倾岩质边坡变形破坏影响。将反倾岩质边坡变形破坏区域分为剪切滑移区、倾倒破坏区以及倾倒变形影响区。实验试验结果及理论分析表明:①裂隙的存在使得岩体呈现非均质各向异性的特性且裂隙的倾角不同对岩体强度的折减也是不同的,当裂隙倾角θ满足关系式:θ∈[π-(α+50°),π-(α+40°)](α为岩层倾角)时,对反倾岩质边坡的整体强度折减达到最大;②当裂隙倾角θ对反倾岩质边坡的岩体强度折减达到最大时,剪切滑移区在反倾岩质边坡的破坏区域中的占比达到最大,与之呈正相关;③反倾岩质边坡发生最终破坏需要的时间主要与前缘以剪切破坏为主导的剪切滑移区的占比有关,剪切越多区的占比越大,边坡发生破坏所需时间越多,反之边坡破坏所需时间越少。     

反倾等厚层状岩质边坡倾倒破坏折断深度计算

倾倒破坏是反倾层状岩质边坡一种主要的变形破坏模式。基于悬臂梁极限平衡理论研究反倾层状岩质边坡变形破坏是一种既注重变形过程又注重力学分析的可行方法。以地质分析为基础,基于梁板上、下层面间的正应力为三角形分布的假设,根据悬臂梁极限平衡分析模型,通过物理力学解析,开展反倾等厚层状岩质边坡倾倒破坏折断深度的研究,并推导出其计算公式。通过对一个工程实例的计算,得出其折断深度与实际现场调查的倾倒变形发育相近,并采用离散单元法(DEM)数值模拟手段进行了分析验证。实例计算表明,推导的公式能较准确地计算反倾等厚层状岩质边坡倾倒破坏折断深度。研究成果对反倾层状岩质边坡稳定性评价与防治具有一定的理论指导意义和应用价值。     

某综合利用堆场喀斯特工程地质问题评价

某综合利用堆场位于三面环水的河间地块分水岭地区,堆场区喀斯特发育且涉及多条喀斯特管道水或喀斯特裂隙含水系统,其喀斯特水文地质条件及工程地质条件复杂,因而该堆场可能存在喀斯特渗漏（污染）、喀斯特塌陷、地下水顶托、不均匀沉降等地质问题。通过对该场地喀斯特水文地质条件的调查与分析,并利用高密电法、钻探、连通试验等综合手段对上述可能存在的问题进行系统的论证,认为该场地局部进行适当处理后适宜作为堆场利用。     

降低截流难度及江河护堤抛投材料研究

优化抛投物料的性状、选择实用性好的抛投材料是降低截流难度的措施之一。根据圆柱体的物理特性分析和截流水工模型试验成果,顺坡面抛投圆柱线体材料截流,材料可一次滚入龙口深槽,且在水下稳定性好。抛投圆柱线体材料截流可保护戗堤坍塌、阻止截流材料流失。在节省材料、制作、存放、运输等方面圆柱形体材料也具有明显的优点。圆柱线体抛投材料还可在江河堤防、水库大坝紧急抢筑、支护中发挥作用。     

白河水电站麻虎沟渣场规划与设计

对白河水电站坝址附近的冲沟进行合理的弃渣规划,通过弃渣造地既解决了弃渣堆放难题,又解决了没有施工布置场地的问题。在麻虎沟渣场排水设计中,采用渣体底部暗埋混凝土箱涵的方式很好地解决了冲沟排洪问题,确保了渣场的安全。     

水布垭水电站坝区弃碴场自燃气体污染补偿实践

研究水布垭水电站在施工期大坝料源开采过程中,溢洪道弃碴自燃产生的有害气体对影响区内居民进行损失鉴定及补偿,可对同类问题提供参考.     

真空联合堆载预压法处理吹填淤泥地基的设计与施工

珠海电厂厂区原海域部分须进行填海造陆，设计利用港池疏滩淤泥作为填海造陆土料，并采用真空联合堆载预压法对吹填淤地基与原基土进行加固处理，介绍真空联合堆载预压法加固吹填淤泥地基的设计和计算方法，以及施工过程，工程加固结果显示该方法技术先进，加固效果可靠，且使工期缩短，造价降低，取得了显著的经济效益。     

Dumping rocky soils from a great height in the periodic flow technology of constructing earth-rock dams

Conclusions 1.The degree of crushability of coarse-fragmental soil when dumped from a great height is determined, other conditions being equal, by the strength of the rock and grain size of individual fractions. Coarse-grained fractions have greater crushability and fine-grained considerably less.The crushability of coarse-grained fractions in the case of their negligible content in mixtures of coarse-fragmental soil of a multiple-fraction composition does not have a substantial effect on a change in the granulometric composition and placement density of mixtures in mounds. 2.The compactability of corase-fragmental soil with dumping from a great height is less than the values obtained on compacting the same material by heavy vibrating rollers with placement in layers 1 m thick.The average values of the density of mounds formed on placing and compacting gravelpebble soil by dumping from a height are within 2.1–2.2 tons/m³. 3.An increase of the dumping height from 20 to 60 m (and more) does not have a substantial effect on the density of the mounds formed, since for a given granulometric composition an negligible crushability of grains of the mixtures dumping does not provide the formation of dense structures of the arrangement of the grains in a given volume compared with industrial compaction methods.In the best case the increase of density for the densest structures reaches 15–20% compared with the loose state of the material. 4.Dumping of coarse-fragmental material from a height as the final stage of periodic flow technology can be used when placing the shoulders of certain earth-rock dams instead of cyclic leveling by bulldozers and compacting by pneumatic-tire or vibrating rollers when technically and economically feasible.Translated from Gidrotekhnicheskoe Stroitel'stvo, No. 6, pp. 47–51, June, 1984.     

深厚软基抛石挤淤加固机理数值模拟研究

抛石挤淤法在沿海高等级公路地基处理中广泛应用,但对加固机理研究较少,通过建立弹塑性有限元力学模型,对抛石挤淤处理的路基应力变形性状进行了分析。计算结果表明:①抛石挤淤处理后的地基能有效提高地基的模量,减小路基沉降和地基浅部水平位移,加速地基孔隙水压力的消散,因此抛石挤淤的加固机理在于人工硬壳层效应和加速排水固结效应;②抛石挤淤体厚度越大,路基沉降越小,而抛石挤淤体模量和宽度对路基沉降的影响较小,因此施工时应采取有效工程措施增大抛石的沉底深度;③填筑速率越大,路基工后沉降越大,预压期越短,路基沉降越大,因此施工时应严格控制施工速度,并保证足够的预压期使路基沉降满足工程要求。深入了解抛石挤淤的加固机理、应力变形性状和影响因素,有助于为设计和施工提供参考和指导。     

XL5100(6×4)型堤防除险加固设备及其施工技术

根石加固是黄河上每年都要进行的一项日常性工作,但传统的加固方法存在着抛石不到位、效率低、效果差等缺点.经过大量的市场调研,在水利部“948”计划项目的资助下,引进了美国XL5100(6×4)型堤防除险加固设备一台.该设备具有先进的液压系统、独特的伸缩功能、良好的机动性及安全的全轮锁定装置等性能,解决了黄河上抛石不到位这一历史性难题,大大地提高了加固效率,效果明显,推动了根石加固新技术的发展.     

落马洲水闸地基堆载真空预压加固效果分析

落马洲水闸施工项目位于深圳河旧河道藻马洲河曲下游与新河道衔接处。水闸区内属海陆交互相沉积层，地基承载力低，不能满足水闸基底最大变压力的要求，原设计采用直空联合堆载预压加固方案，方案在实际施工中，由于受台风影响和满足汛期洪要求，中途被迫终止。为了给后续加固方案提供参考数据，真实的评价加固效果，依据测量资料对落马洲水闸软土地基应用真空预压与维载预压的加固效果进行了分析计算。