多层软弱夹层边坡岩体稳定性及加固分析

 野外地质调查发现九顶山边坡岩体内存在3条规模较大的软弱夹层控制着岩体的稳定性。采用数值法对该边坡岩体的变形特征进行研究,发现直接开挖后沿软弱夹层将发生大的相对滑动,岩体最大水平位移位于P2软弱夹层坡面附近,达1.25 cm,相对滑动造成软弱夹层强度降低为残余强度,易造成边坡失稳。P1,P2软弱夹层上剪应力最大值分别为239.0,172.4 kPa,位于滑面中前部。当采用锚喷加固边坡时,锚杆穿过软弱夹层时轴力突然增大,表明3条软弱夹层均发生较大的变形,对边坡稳定较为不利,但锚杆加固效果明显,能较大地提高边坡稳定性,采用强度折减法计算得到加固后边坡稳定性系数为1.65。结果表明,应用数值模拟技术,可以直观形象地反映出边坡变形及应力变化的全过程,从而对工程措施优化、信息化设计和施工起超前预报与辅助决策起到一定的作用。     

层状岩体边坡变形破坏模式及滑坡稳定性数值分析

论述了层状岩体的地质特征及其物理力学特征,在此基础上,归纳了层状岩体构成的边坡几种变形破坏模式,然后对边坡破坏后形成的滑坡进行了稳定性数值分析。最后得出一些结论及认识。     

互层状岩体中群洞开挖稳定性研究和实践

通过群洞开挖的有限元计算和地质力学模型试验研究,论证了群洞开挖的稳定性和开挖方案的可行性。通过现场开挖施工安全监测与理论研究结果的比较,揭示了灰页岩互层岩体中大型群洞开挖过程中的规律。     

软弱泥岩夹层对层状盐岩体力学特性影响研究

我国岩盐矿床具有夹层多的特点,夹层对岩盐矿床开采和油气储库建造及稳定性均有极为不利的影响.泥岩是软弱夹层的主要组成部分,含软弱夹层的层状岩盐试件很难完整取得,在实验室进行了模拟软弱夹层对层状岩盐体力学特性影响的研究,实验发现泥岩试件随强度的提高,相应弹性模量也逐步增强,但体现横向变形能力的泊松比变化不大;含泥岩夹层岩盐试件的强度接近于泥岩,而泥岩的强度仅为纯岩盐的20一47%,说明软弱夹层对层状岩盐体的强度起决定作用.通过对层状岩盐进行应力一应变分析,得出泥岩夹层和岩盐的不同破坏方式是由于夹层附近的岩体拉压应力的相互转换造成的,同时分析了造成反复应力的原因.实验结果与层状岩体变形破坏的理论解释相一致,验证了理论的科学性,同时也获得了层状盐岩体的力学特性与软弱夹层特性的相关关系.对我国层状盐岩体油气储库建造具有指导意义和参考价值.     

格状与层状岩体边坡稳定性分析的概率方法

Jennings边坡（简称J－边坡）是一种常见于格状与层状岩体中的典型岩质边坡模型，在岩质边坡中，对J－边坡运用蒙特卡罗方法进行概率分析，考虑陡、缓倾角两组节理随机组合，对计算范围内节理分布进行位置搜索，并考虑在水压力及地震灾害条件下，计算相应破坏要 其可靠度指标。使用该方法对江西某铜矿高边坡工程进行了计算，取得令人满意的结果。     

反倾层状岩体边坡变形破坏振动试验研究

结合黄河黑山峡大柳树坝址区地层，在相似理论的基础上，通过振动台试验，研究其在动力作用下的变形破坏模式。试验过程再现了反倾层状岩体边坡在动力作用下的变形破坏模式，最终发展成崩塌与滑坡的全过程。     

层状岩体的力学特性及数值模拟分析

本文在分析层状岩体力学特征的基础上，研究了层状岩体的数值模拟方法，并结合算例，分析了洞室开挖后岩体的变形特征。研究表明，层状岩体的力学特性因层面与主应力夹角的变化而变化，采用弹塑性接触面单元可较好地模拟层面的变形特性，层面的存在很大程度上影响洞室围岩次生应力的分布，使得洞室变形增大并且具有明显的不对称性。     

层状岩体剪切破坏面方向的影响因素

层状岩体的强度具有各向异性（或横观各向同性）的观点，当用Mohr－Coulonb准则来描述其剪切破坏时，必须考虑c，φ值的方向性变化。首先将作者曾提出的层状岩体c，φ值的经验表达与前人的试验结果对比，显示吻合较好，然后在此基础上，计算分析了三个因素，即c，φ值的变化规律、应力状态及层面与外荷载相对方位对剪切破坏面方向的影响。     

层状岩体地下洞室围岩稳定性的模糊评价

在现有多种围岩分类标准的基础上,结合层状岩体的工程特性,采用多因素的岩体分类,并运用模糊数学的处理方法,对层状岩体地下洞室围岩稳定性进行了合理的综合因素模糊评价,以较好地解决围岩稳定性评价问题。     

层状岩体的三维弹塑性有限元分析

层状岩体具有明显的各向异性,其抗剪强度应是相对于层面方向的函数。作者曾提出层状岩体c,j 值的经验表达式,并与前人的试验结果进行对比,二者吻合较好。在此基础上,引入横观各向同性体的本构关系和其中的c,j 值是随方向变化的Mohr-Coulomb准则,编制了相应的三维弹塑性有限元程序,并以一个地下洞室为背景,分别就岩体为横观各向同性和各向同性的情况进行模拟计算与对比,得出了有益的认识。     

基于3DEC的节理岩体边坡地震影响下的楔体稳定性分析

首先,对于地震影响下节理岩体边坡的楔体滑动破坏,给出不同情况下楔体滑动安全系数的计算公式;然后,分析滑面上法向力作用点位置变化的距离li和楔体的安全系数与剪切力和水平面的夹角βi,水平地震力系数kh和竖向地震力系数和水平地震力系数的比值λ之间的关系。分析结果表明,li随着βi和kh的增大而增大,但随着λ的增大而减小;楔体的安全系数随着βi和k h的增大而减小,但在同样大小的水平地震力系数下,随着λ的增大而增大。最后,分析考虑地震影响下楔体安全系数计算在3DEC中的实现过程,并且给出计算过程中的2个重要步骤：确定空间三角形的面积和四面体的体积以及确定两节理面的交线矢量。最后,通过实例分析,说明该理论分析的正确性及合理性。     

基于3DEC的节理岩体边坡地震影响下的 楔体稳定性分析

 首先，对于地震影响下节理岩体边坡的楔体滑动破坏，给出不同情况下楔体滑动安全系数的计算公式；然后，分析滑面上法向力作用点位置变化的距离 和楔体的安全系数与剪切力和水平面的夹角 ，水平地震力系数 和竖向地震力系数和水平地震力系数的比值l之间的关系。分析结果表明， 随着 和 的增大而增大，但随着l的增大而减小；楔体的安全系数随着 和 的增大而减小，但在同样大小的水平地震力系数下，随着l的增大而增大。最后，分析考虑地震影响下楔体安全系数计算在3DEC中的实现过程，并且给出计算过程中的2个重要步骤：确定空间三角形的面积和四面体的体积以及确定两节理面的交线矢量。最后，通过实例分析，说明该理论分析的正确性及合理性。     

岩体稳定性分析与评判准则研究

在评价现有岩体稳定性分析方法的基础上，指出其中的不足之处。从摩擦理论和矢量几何出发，基于非线性有限元计算成果，导出了三维可能滑体的抗滑稳定安全系数计算公式，并根据工程稳定问题的力学机理，建立了岩体稳定性评判的干扰能量法。针对没有明显滑动面的岩体稳定性问题，基于可量化的干扰能量准则和静力准则，建立了确定潜在滑动面、最危险滑向和最小安全系数的失稳警戒指标的量化标准，完善了岩体稳定性评判体系，从而为解决没有明显滑动面的岩体稳定性评判量化指标这一难题奠定了力学基础。地下洞室群及高拱坝坝肩稳定性的工程实例计算表明，根据岩体的干扰能量值及等值线分布情况定出滑面，按静力法和干扰能量法量化评判岩体稳定性是合理可行的。     

边坡稳定性分析中工程岩体抗剪强度参数选取的神经网络方法

影响工程岩体抗剪强度参数的因素很复杂，具有不稳定性。由于神经网络方法不仅能考虑定量因素，而且能考虑定性因素的影响，因而神经网络适用于解决非确定性的工程岩体抗剪强度参数的选取问题。建立了选取工程岩体抗剪强度参数的人工神经网络模型，并利用大量工程资料对网络进行训练和测试，得出了一些有意义的结论。     

水电边坡岩体稳定性分级系统研究

 边坡岩体稳定性分级多源于地下工程,并未考虑边坡与地下工程岩体破坏机制的差异,为弥补这一缺陷,提出一种基于边坡破坏机制的分级方法。以水电边坡为样本,分析收集平面破坏模式下的边坡几何形态、岩石强度、岩体完整性、结构面特征、坡面与结构面组合关系、工程环境、气象条件及破坏历史8个岩体稳定性影响因素;运用多元线性回归探索影响因素和边坡岩体稳定性之间的关系,得到各因素的权值;剔除权值近于0的因素,建立边坡岩体稳定性分级系统。与已有边坡岩体分级系统(SMR,CSMR)的比较表明：SRSC的评价结果更接近于基于边坡实际稳定情况的经验评分,标准误差最小,评价准确率最高。另外,用12个水电边坡对该系统进行准确性及适用性分析,评价结果准确率为100%,表明SRSC分级系统的评判效果良好。因此,基于边坡破坏机制的SRSC系统是一种更优的边坡岩体分级方法。     

爆破作用对地下金属矿山围岩稳定性的影响

 为分析爆破作用对地下金属矿山围岩稳定性的影响，截取夏甸金矿具有代表性的VII–2矿体剖面，利用光纤光栅传感器对现场爆破作用下的围岩应变进行监测；同时，利用现场取得的爆破地震波，结合夏甸金矿的实际开采状况，对爆破作用下围岩的稳定性进行数值模拟计算。依据数值模拟计算结果对围岩监测点的布置位置进行优化。研究结果表明，光纤光栅传感器能够有效地监测到爆破作用造成的围岩微应变，利用光纤光栅进行矿山围岩稳定性监测是可行的。爆破作用对自身巷道的影响最大，巷道近区围岩的应力和安全系数变化较大，但对相邻巷道的围岩稳定性影响较小。依据爆破前后巷道的位移、应力、加速度和速度变化规律，在布设传感器监测点时将规律点和关键点相结合，定期监测和长期监测相结合，并适当增设补充点，能够对巷道监测关键点的布置进行有效优化，提高监测的针对性。     

块状岩体的稳定可靠性分析模型及其应用

依据工程岩体的力学介质分类，利用块体理论与赤平投影方法，建立了块裂力学介质工程岩体中块状岩体的稳定可靠性分析模型。并利用该模型分析了某大型地下空间块状岩体的稳定概率。所述工程实例展示了模型的实用性和应用前景。     

裂隙隧道围岩动态损伤特性分析

针对隧道工程中破碎围岩钻爆施工时爆破荷载影响作用的分析与实践调查,引入反映裂隙围岩钻爆影响的损伤演化模型,模拟动荷载作用的影响。针对不同频率情况,可以预先有效地确定围岩破坏状态,决策开挖初期支护方案的有效形式;也为裂隙围岩全断面掘进机掘进、初撑力确定及支护方式选择,提供了一种有效的预测方法。     

层状岩体边坡的弯曲变形破坏试验及有限元分析

用地质力学模型试验方法，在实验室对层状岩体边坡进行分期开挖破坏试验，同时利用考虑了岩层弯曲变形效应的有限元程序模拟开挖破坏过程。两种方法所得结果具有良好的可比性，揭示了在开挖状态下岩体弯曲变形折断破坏的一些规律。     

松动岩体的工程特性研究

 大柳树坝址位于规模巨大的活动断裂带内, 岩体发生了大范围松动, 表现为两岸岩体“风化”深度明显偏大,岩体质量指标偏低, 岩体完整程度差, 地下水位埋深大, 岩体透水性强, 岩体强度大幅度降低, 岩体质量差。这些工程特性与同样外动力条件、同时代、同岩性、相距仅48 km 的小观音坝址形成了巨大反差。由于区域断裂活动和松动岩体的双重制约, 使得大柳树坝址区工程地质问题复杂化, 不仅评价困难, 而且处理难度大。