地震作用下陡岩崩塌颗粒离散元数值模拟研究

 基于江坪河水电站陡岩边坡,进行块体倾覆分析确定地震影响下潜在的破坏位置,推导地震波在颗粒介质内中传播时的边界条件设置公式,用二维颗粒离散元模拟分析地震作用下陡岩的崩塌灾害。结果表明：基于颗粒离散元的崩塌灾害分析方法可通过颗粒运动轨迹来判断边坡是否稳定,研究边坡破坏扩展过程,并可通过修改边界颗粒的属性来模拟入射地震波及透射边界,可最大限度模拟荷载–岩性–灾害发展的耦合作用;地震作用下顺坡向陡倾角卸荷裂隙发育是影响陡岩边坡稳定的控制性结构面,表层发生局部崩塌、块体失稳的可能性较大,其破坏机制为高烈度地震作用下从表层局部块体崩落开始,继而沿着节理裂隙快速扩展直至上部岩体产生崩塌,破坏规模则主要取决于顺层向裂隙的发育深度。该方法可为崩塌失稳边坡的稳定性研究及灾害预测提供理论依据。     

库区高陡边坡破坏模式机理与模拟研究

在重庆市三峡库区周边边坡地质灾害大量调查基础上,研究了长江库岸城区高陡边坡岩土体崩塌形成机理,分析了崩塌破坏的一般形式、破坏机理和处治方案,并结合云阳清凉场高边坡治理工程实例给出此类高陡边坡治理措施及建议。     

复杂结构面缓倾层状岩体边坡破坏机制

缓倾层状岩体边坡在结构面的切割下易发生崩塌灾害。以含有两组及两组以上结构面的复杂缓倾角岩体边坡为研究对象,首先基于断裂力学和材料力学,建立了复杂缓倾角岩体边坡层间荷载和稳定系数的计算方法,然后以重庆綦江羊叉河缓倾岩体边坡为例分析了边坡的稳定性,计算结果与边坡现场破坏情况基本一致。再通过数值模拟得到了重庆綦江羊叉河缓倾岩体边坡的稳定系数,模拟结果与计算结果基本一致。最后通过数值模拟揭示了重庆綦江羊叉河缓倾岩体边坡的破坏模式与规律,边坡下部岩腔破坏的主要诱因为压力。建立的复杂缓倾角岩体边坡层间荷载和稳定系数的计算方法可为复杂缓倾角岩体边坡防治结构的设置提供理论依据。     

地震引起的边坡灾害风险评估

 2005年日本福冈县7级地震引起大量边坡破坏。震中附近的志贺岛的环岛公路由于其上方边坡崩塌导致交通中断达1.5 a之久。其原因是崩塌边坡上方出现了较大的沉降裂缝,有可能受将来的暴雨或地震的触发再次导致边坡崩塌。根据钻孔资料及实验室实验结果,对该边坡未来可能发生的崩塌规模产生3种意见：小规模表层崩塌(A)、中规模中层崩塌(B)及大规模深层崩塌(C)。而边坡修复费用则根据所想定的可能崩塌规模从几千万日元到几十亿日元不等。为了合理决定对策规模,对3种可能的崩塌规模分别进行风险评估。结果表明,大规模深层崩塌(C)由于发生概率较小使得其风险远远小于小规模表层崩塌(A)和中规模中层崩塌(B),因而在修复中可以不予考虑。另外,虽然小规模表层崩塌(A)和中规模中层崩塌(B)的风险相当,但考虑到对策效果(加固后的风险减少与投入的加固资金费用之比),认为以小规模表层崩塌为对象制定修复计划较为合理,但在部分区域可考虑有关针对中规模中层崩塌的对策。本提案被相关部门所采用。     

三峡库区软硬互层近水平地层高切坡崩塌研究

由泥、砂岩互层或厚层砂岩夹泥岩等形成的类似"夹心饼干"的软硬互层水平层状结构边坡,是三峡库区分布较为广泛的一种边坡结构类型,同时,由于泥、砂岩风化速度的不同而产生的崩塌灾害现象是三峡库区最为常见的一种地质灾害。文章首先从地形地貌、地层岩性、结构面组合、降雨作用和风化作用等方面对软硬互层高切坡的崩塌形成原因进行研究,软硬岩的差异性风化而造成的软岩空腔和硬岩中的结构面组合是造成崩塌的主要原因;其次,基于野外调查的地质现象分析,得到了软硬互层高切坡崩塌主要有倾倒、滑移、塑流拉裂、悬臂拉张、错断等破坏机制;最后,通过离散元数值模拟,对泥砂岩软硬互层高切坡崩塌的形成破坏过程进行了分析,其破坏过程为泥岩剥落-岩腔-砂岩裂隙张开-危岩体弯曲-倾倒崩塌-堆积坡脚。研究成果对三峡库区高切坡地质灾害的认识和防治有一定的意义。     

浅谈甲米二级水电站厂区后坡崩滑处理的分析

甲米二级水电站厂区后边坡2015年发生了崩滑破坏,致使副厂房严重破坏,对电站的运行造成了较大的损失。为防止厂区后坡的再次发生崩塌破坏,保障人员及设备的安全。对该边坡崩滑破坏的原因进行调查、测绘、分析研究,为边坡的支护处理提供安全可行的措施建议。     

陕北伤亡性黄土崩塌成因与对策研究

讨论了陕北黄土高原既毁窑又伤人的伤亡性黄土崩塌的类型、前兆、时空分布特征，着重分析了这类崩塌形成原因。在地质环境十分脆弱的陕北黄土地区，由于在黄土斜坡上切层开挖，平基建宅，严重地破坏了自然边坡的稳定平衡条件，导致伤亡性黄土崩塌频繁发生。因此，加强对黄土宅基边坡的科学管理和预防并采取削坡减重和排水等工程措施当是恢复宅基边坡稳定、减少崩塌灾害的关键。     

三峡库区奉节县新城区T2b3泥质灰岩斜坡变形破坏模式的现象学研究

三峡库区奉节县新城区边坡,由于其变形破坏的成因机制和破坏堆积体的特殊性质,成为三峡库区地质灾害防治和边坡防护工程的重中之重,其主要地层“巴东组”第3段泥质灰岩也成为学术界和工程界多年来争论的焦点问题之一。通过现象学的研究方法,对泥质灰岩边坡变形破坏成因机制得到如下认识:(1)“巴东组”第3段泥质灰岩岩性脆且易碎,“渗入性”风化导致了大范围岩体强度降低并形成“酥松”结构;(2)边坡岩层通过切层压裂和沿陡倾和中倾节理的重力滑移剪切破坏,形成岩层的结构松动和逐级错动的重力弯曲现象,使边坡岩体的结构强度显著降低;(3)“巴东组”第3段泥质灰岩边坡破坏所形成的堆积物成分均一、完全无规则排列、无滑坡滑动面(带),不是滑坡和崩塌堆积物,而是边坡一定范围结构崩溃解体的产物;(4)“巴东组”第3段泥质灰岩边坡的变形破坏过程是由于风化引起岩石力学性质弱化和重力变形导致岩体结构松动,直至整体结构崩溃的复合过程。     

某煤场边坡护面工程设计及施工组织

近年来,各地区均边坡坡体滑移及滑塌变形,尤其是在一些大型矿场的平面工程施工中一些危险边坡可能会造成的人力财力损失,其中由于长时间降雨,地下水补给较强烈,而边坡表面已喷射混凝土层,阻止了地下水的正常排泄,地下水充满岩体裂隙、水压力增大,导致岩体沿顺坡向结构面发生滑塌式崩塌的形式最为常见。边坡防护的施工技术的探究刻不容缓。某煤矿装车站位于山西吕梁山区,场区附近高边坡体在削坡过程中的安全性尤为重要,本文根据此地区特有的工程地质条件以及规范条例,对此工程的边坡护面工程进行了施工方法及施工组织设计的探究,主要以锚杆+柔性防护网为主的各类柔性网覆盖包裹在所需防护斜坡或岩石上,以限制坡面岩石土体的风化剥落或破坏以及危岩崩塌(加固作用),探究结果可为类似工程的抗滑桩设计及施工提供参考。     

喷锚支护在岩质边坡治理中的应用浅析

结合龚张公路岩质边坡崩塌落石病害处理,根据岩石产生崩塌的原因及岩石的结构特点,通过边坡稳定性的分析计算,阐述了采用喷锚支护加固治理的设计方案,并且指出应用此方法的注意事项,为类似工程提供了可供借鉴的设计和施工经验。     

三峡库区奉节新县城库岸边坡类型及岩体结构特征

奉节新县城库岸边坡自三峡水库蓄水至139 m水位以来多处出现变形破坏,库岸段岸坡变形破坏模式的复杂多样给相应的工程治理带来了较大的困难。通过研究奉节新城区库岸段岩土体类型和岩体结构特征,将新县城江北片区21.7 km的库岸划分成21个库岸段,明确了基岩岸坡和土石岸坡的分布范围,确定了库岸边坡的结构类型。针对不同的岸坡结构类型,分析了岸坡可能出现的6种变形破坏模式。岩质边坡可能出现弯曲–拉裂–倾倒型、剪切–滑移型、楔形体崩塌–滑动型和风化–剥落型变形破坏;土石岸坡可能出现弧形整体滑动型、局部剪切破坏或崩塌型变形破坏。以库岸段的可能变形破坏模式为基础,有针对性地分段采取相应工程治理措施,有利于保证库岸防治达到预期效果。     

基于深部位移曲线形态的边坡变形特征分析

边坡动态变形监测曲线形态针对不同类型的变形特征会出现不同的变形特征曲线。根据各种类型边坡的实测特征曲线,其呈现的多种形态对应多种潜在的变形破坏趋势。研究通过弹塑性有限元结合有限差分分析程序FLAC,详细分析了顺层滑动、切层滑动、顺层溃屈、倾倒变形、崩塌变形及破坏特征。     

集丹公路路堑边坡破坏类型及其机制分析

集丹线位于鸭绿江岩石圈深大断裂带上或其附近,地质条件复杂,构造较为发育,边坡失稳现象严重。通过对本区路堑边坡地质构造、地层岩性、水的作用以及人为作用等影响因素的介绍,进而对公路沿线不同的滑坡、崩塌边坡破坏类型进行了阐述,深入分析了其破坏机制,并针对不同的破坏类型提出了相应的治理方案。     

土岩组合高边坡稳定性分析与治理

随着城市建设快速发展和建设用地日益紧张,在丘陵地带开挖山体造地的工程建设也日益增多,常形成土岩组合的高边坡,易产生滑坡、崩塌等地质灾害,对人身安全和工程质量构成重大隐患.本文以广东省清远市某大型小区内开挖形成的土岩组合高边坡为研究对象,调查边坡工程地质特征,采用极射赤平投影法和有限元强度折减法计算边坡的稳定性和破坏模式,结果显示边坡上覆残积土和全强风化岩处于基本稳定状态,边坡中下部中微风化岩体整体稳定,局部浅层岩体结构面发育,切割体不稳定,存在崩塌、危岩体等.根据边坡稳定性现状和破坏模式,提出上覆土体采用"放坡+锚杆格构梁+排水工程+三维网植草防护+孤石处理",中下部岩体采用"削坡+挡石墙+安全防护网+排水工程+客土植草或燕窝槽式复绿"的综合治理措施.工程竣工后运行良好,治理效果较为明显.     

石泉水电站陡高边坡崩塌机理分析及加固设计

石泉水电站二期工程发电厂房为岸边式，机坑开挖深度约42m。在机坑开挖过程中，边坡表层发生了2次崩塌性破坏，在厂房和边坡之间形成一个“月牙”形空缺。根据崩塌后揭露的地质构造特性，分析了高边坡的崩塌机理。在此基础上，拟定加固方案，并用极限平衡法优化出合理的锚索锚固力，用二维接触非线性有限元分析边坡岩体与混凝土框架之间的相互作用；根据数值仿真计算结果，作出了在“月牙”形空缺处修建混凝土框架结构的边坡综合治理加固方案，其目的是利用混凝土框架结构的适度变形所产生的弹性抗力来增加边坡坡脚的稳定性：实践已证明，此方案的实施，不仅提高了边坡岩体的安全度，而且获得了良好的经济效益。     

山区某高速公路边坡崩塌成因分析及处治措施

边坡崩塌对山区公路的运营和稳定造成直接威胁,高陡的岩质边坡极易发生崩塌地质灾害.本文结合新疆某山区高速公路岩质边坡崩塌治理设计实例,在边坡特性和地形地质特点的基础上,对病害成因进行了归纳和总结,对崩塌体的稳定性进行了分析和评价,提出进行边坡崩塌处治的防治原则、设计方案和监测方案.设计方案从力学机理上进行了分析,同时应兼顾表层加固和深层加固,才能使边坡获得有效、稳定的控制,取得了良好的加固效果,为边坡崩塌的设计与防治提供一定的参考.     

岩质边坡破坏模式与结构面因素

本文简要介绍了建筑岩质边坡与土质边坡及滑坡的不同之处和岩质之坡的变形破坏过程及破坏模式,着重阐述了结构面在岩质边坡破坏中的控制因素及支护原则。     

珠海某隧道洞口崩塌边坡稳定性分析

隧道洞口边坡发生崩塌对隧道结构及道路车辆人员构成威胁,及时分析边坡稳定性,并采取行之有效的治理方案至关重要。利用理正软件分析边坡稳定性,再利用Geo Studio软件分析边坡在暴雨工况下的渗流特征。由稳定性计算结果可知该边坡5-5′剖面在地震工况下稳定系数为0.963,为最危险剖面。由渗流计算结果可知：该崩塌边坡在降雨初期,雨水从坡面覆盖层渗入坡体,易发生浅表层滑移;持续降雨条件下,雨水通过岩体结构面持续向边坡内部入渗,边坡抗剪强度降低,雨水软化坡脚填土,边坡底部失去支撑,易发生整体滑坡。针对上述特征提出以下治理建议：采用放坡和锚杆格构梁进行治理,并对坡脚进行反压及水泥硬化,同时对坡面进行硬化或绿化,完善截排水系统。     

衡阳某项目边坡稳定性分析与支护设计

以衡阳某房地产项目的永久性边坡为研究案例,探讨红层软岩边坡的稳定性影响因素、破坏模式、支护方法。分别采用赤平投影的定性分析方法、圆弧滑动与平面滑动下定量分析的方法对边坡稳定性进行了综合判断,得出结论:边坡存在楔形岩块,易发生崩塌及小范围滑动,在暴雨工况下不稳定。为加固边坡,该项目采用了锚索格构梁的支护设计体系,该方法被证明在同类型的边坡支护中效果较好。     

福建省花岗岩残积土边坡的破坏特点

本文在对福建省花岗岩残积土工程特性系统分析、总结的基础上,对该类边坡的破坏形式、特点、形成机制等进行了分析,进而提出了该类边坡的设计、施工要点.研究表明:福建省花岗岩残积土具有众多的结构面和软弱岩脉风化而成的软弱夹层,结构面充填物和软弱夹层富含高岭土,具有强度低、水稳定性差的工程特性.花岗岩残积土的上述特性和开挖卸荷是导致边坡开挖后崩塌、滑坡频发的关键内因和外因;边坡的设计、施工必须针对它的工程特性,采用减少开挖卸荷对边坡稳定性不利影响的工程措施.