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%.     

公路岩质高边坡稳定性及支护分析

为探究边坡开挖加固时稳定性变化特征,依托公路岩质高边坡治理工程,运用MIDAS GTS建立高边坡三维模型,对开挖前及开挖不同阶段边坡的变形及稳定进行了对比分析。结果认为:经过分阶段开挖后的边坡,由于坡体自重的减小,坡体位移发展呈减弱态势,边坡整体稳定性增加;在仅采取框格梁支护后,坡体水平位移量远小于原始状态的边坡位移量,但大于坡体开挖完毕后的水平位移量;在框格梁的基础上增设预应力锚杆后,预应力锚杆的介入极大限制了边坡变形,使得坡体水平位移进一步减小;框格梁+预应力锚杆加固岩质边坡可以有效保证边坡的稳定性,建议在施工过程中加强边坡变形监测,确保工程安全。     

强度储备法在岩质高边坡稳定性分析中的应用

强度储备法抓住影响边坡稳定因素中最关键最难确定的强度指标,通过研究不同强度参数所对应的破坏区域的演变关系来分析边坡的稳定性和潜存的破坏机理,是切实可行的。受材料及试验水平限制,以往在该方面的研究仅局限于少数数值分析。本文结合具体边坡工程实践探索强度储备法在岩质高边坡稳定性分析中的应用。在边坡稳定性三维非线性有限元分析中用强度储备法求解边坡在各种工况下的稳定安全系数,并在三维地质力学模型试验中用该方法寻求边坡的稳定安全系数及破坏机理获得成功。数值计算与模型试验所得结果相近。研究成果在工程实践中得到成功的应用。表明强度储备法是岩质边坡稳定分析的有效方法。     

玉环电厂岩质高边坡稳定性及工程设计方案

结合华能玉环电厂岩质高边坡的具体实例,分析边坡工程地质环境和边坡可能的破坏模式,运用传统的极限平衡原理和有限元法两种方法,对岩质高边坡进行稳定性研究,并根据实际情况提出一套工程设计方案.     

含软弱结构面的岩质高边坡稳定分析研究

本文根据有限单元法和刚体极限平衡原理,探讨了岩质高边坡稳定分析新途径。在分析已有的参数反演原理基础上,进一步完善了参数反演原理,提出了新的参数反算方法.同时,文中阐述了三维弹塑性有限元变“Kp”迭代法解题原理,在有限元计算成果的基础上,探讨并提出了计算稳定安全系数的新方法.     

岩质高边坡岩体力学参数确定及稳定性研究

以云南某露天矿采场岩质高边坡工程为研究对象,阐述了岩体力学参数在边坡稳定性分析中的重要性,因原位试验对于坚硬岩体或极软岩体的不适用性,对坚硬岩体,以室内试验得出的岩石物理力学参数和岩体质量评价RMR评分值为依据,并综合考虑岩体中节理裂隙、岩体结构、地下水的影响,运用霍克-布朗(Hoek-Brown)强度准则将岩石力学参数进行折减修正后换算成岩体力学参数,并与现场原位试验所得软弱岩体力学参数结果相结合得到最终岩体力学参数.在上述调查、研究基础上,采用有限差分法(FLAC数值分析软件)对现状边坡进行静态的稳定性分析,提出合理的最终边坡角及总台阶高度,保证矿山正常生产和经济效益的提高.     

深层排水孔堵塞对富水岩质高边坡稳定性的影响

高边坡施工或运营期间常因多种因素作用导致排水孔堵塞,从而抬升地下水位,影响边坡稳定性和支护结构的安全。基于渗流折射定律,采用空气单元法模拟排水孔,开展了岩质高边坡渗流应力耦合分析,重点研究了排水孔不同堵塞工况下的坡后地下水位变化及支护结构力学响应。计算结果表明：排水孔堵塞对坡后地下水位影响显著,坡内位移整体变化不大,坡趾位置岩体变形最大;坡体锚杆轴力明显增加,最大增长幅度达到45%。对于布设深层排水孔的岩质高边坡,排水孔堵塞后边坡支护结构的位移变化明显,对支护结构的影响不容忽视,尤其体现在坡趾剪出口位置。此外,排水孔接近完全堵塞时,边坡安全系数显著降低。提出了以框架式格构和锚杆共同作为支护体系的高边坡处理措施,即下部边坡加强格构支护强度,上部边坡增加锚杆锚固长度。     

开挖对顺向岩质高边坡稳定性影响及锚索加固效果分析

顺向岩质高边坡的稳定性通常较差,在工程上格外受到重视,利用锚索锚固是较为理想的加固方案。利用Sarma法对厦沙高速公路某段石英片岩顺向岩质高边坡在施加锚索和不加锚索两种工况下的应力特征和边坡稳定性系数进行对比分析。结果表明:不加锚索时,各条块底面正压力随开挖过程呈降低趋势,越靠近边坡顶部,各条块底面正压力受到开挖卸荷的影响越大,降低趋势越明显;条块底面正压力的降低使边坡抗滑力减小,当减小幅度较大时,边坡稳定性会受到明显影响,整个开挖过程中边坡整体稳定性系数呈下降趋势,最低为1.243;施加锚索能够增大条块底面正压力,提高条块底面的抗滑力,有效降低条块底面受到的剪切力,限制上部条块的滑动趋势,减小其对下部条块的挤压和相对错动,且随着开挖的加深,这种效应表现得越明显;对某个条块而言,施加锚索可以提高底面抗剪强度,降低底面和侧面剪切力、条块下滑力,从而提高边坡稳定性;施加锚索后边坡稳定性系数提高到1.630。综上所述,边坡开挖对于顺向岩质高边坡稳定性影响很大,而施加锚索加固可以显著提高边坡稳定性,达到加固边坡的目的。     

P波入射含顺层结构面岩质边坡引起的振动

假定岩体为开尔文非线性体、结构面法向满足Barton-Bandis模型、切向满足库仑滑移模型,基于时域递归法得到应力波在岩体和结构面中的传播方程。根据简化的边坡模型,结合应力波传播路径和时间延迟,对结构面与边坡坡面之间的多重反射波的传播情况进行分析,利用叠加原理得到边坡面上任意质点的法向和切向振动速度表达式。通过数值模拟对比验证理论分析的准确性,并对本研究理论和数值方法的适用范围进行简要说明。研究结果表明,结构面的刚度、监测点水平位置、坡角和坡脚竖向距离等均会对边坡振动放大效应产生一定的影响。从理论方面阐明岩体结构面对坡面质点振动放大效应的影响规律,为岩质边坡动力响应的深入研究提供理论依据。     

地震荷载作用下高边坡稳定性分析

应用地震对高边坡的破坏机理,以重庆渝中区洋河小学头塘校区旁边的高边坡为研究对象,对地震荷载下高边坡的稳定性进行分析.利用有限元软件MIDAS/GTS,建立三维数值模拟模型,初步分析地震荷载作用下带有软弱夹层的高边坡位移及应力变化规律.由分析结果可知:沿地震波方向的高边坡位移明显增大,其他方向位移变化较小;软弱夹层上部较下部位移变化大.高边坡安全系数的计算可为其加固提供可靠的理论依据.     

顺层岩质边坡多级滑动模式及成因机理分析

为了研究含软弱夹层顺层岩质边坡在降雨作用下的多级滑动模式,基于极限平衡法,对于受控于软弱层及坡体多条陡直贯通裂隙的顺层岩质边坡,全面考虑了坡面倾角(α),岩层倾角(β),坡脚临空面高度(h)和滑面长度(L)边坡几何参数以及滑体重度(γ),滑带强度(c,φ)物理力学参数,建立力学分析模型,通过公式推导确定了在不考虑地震荷载和水力作用条件下,滑带岩土软化及蠕变过程中不同强度参数下边坡的3种类型:整体稳定型,局部稳定型和整体不稳定型,从机理上分析了强降雨过程中整体稳定型和局部稳定型边坡的多级滑动模式,并推导2类滑坡启动时后缘贯通裂隙的临界充水高度和临界降雨强度.结果表明:整体稳定型边坡破坏模式一般为牵引后退式;对于局部稳定型边坡,当贯通裂隙对应的滑面长度L≤Q(抗滑力与下滑力差极大值点对应滑面长度)时其破坏模式表现为牵引后退式,当QLP(抗滑力与下滑力平衡点对应滑面长度)时其破坏模式表现为推移前进式.     

多层组合筒结构参数的设计

根据组合筒的应力状态和所用材料，应用相应的强度理论，按各层等强度观点，推导出多层组合筒结构参数的设计公式及三层组合筒各层间最优过盈量的计算方法。     

顺层边坡稳定性分析及优化设计研究

顺层边坡稳定性分析一直是山区铁路工程建设最为关心的难点问题之一.由于顺层边坡滑动面的位置分布复杂,往往不能够准确定位,缺乏一套科学合理的稳定性分析及滑动面搜索的方法.为此,论文建立了考虑多级平台几何特征和岩层产状的顺层边坡滑动分析模型,实现了对顺层边坡安全系数的计算及潜在滑动面分析的过程.同时,论文通过编程计算将理论方法转化为操作便捷的程序,研究成果较好地应用于靖宇至松江河铁路路基边坡设计工作中,有效地提高了该顺层边坡设计精度及效率.     

顺层岩质边坡临界坡长求解研究

顺层岩质边坡失稳是边坡破坏的主要形式,用力学方法研究其失稳机理是常用手段之一.针对目前该领域研究热点集中在其临界坡长求解方法方面问题,本文利用材料力学方法通过挠曲线近似微分方程求解获得梁的挠曲线方程,进而采用最小能量原理求解和试算法,结合求解顺层岩质边坡的临界坡长.该方法简单适用,对研究顺层岩质边坡失稳机理具有重要意义.     

顺层岩质边坡滑剪破坏规律研究

为掌握顺层岩质边坡滑剪破坏特征及规律,首先概化了该类边坡地质力学模型,再引入了严格极限平衡分析方法,最后系统性地开展了滑体厚度、边坡高度、陡倾和缓倾结构面倾角及强度对边坡稳定性规律的影响研究。结果表明：边坡安全系数随滑体厚度增加而先减小后增加,存在一个最小安全系数对应的最危险滑体厚度,该最危险滑体厚度随陡倾结构面倾角增加而减小,且随陡倾结构面强度增加而增加,随缓倾结构面强度增加而减小。研究成果可为类似顺层岩质边坡滑剪破坏评价和治理提供参考。     

GFRP锚杆加固顺层岩质边坡的机制研究

由于传统钢筋锚杆存在易腐蚀、耐久性差等缺点,GFRP(玻璃纤维增强复合材料)锚杆得到了高度重视。然而,GFRP锚杆的弹性模量小且抗剪强度低,故其加固顺层岩质边坡的机制仍需进一步研究。考虑顺层岩质边坡的顺层滑移破坏模式,基于Winkler假定和锚杆荷载传递机理对边坡岩体与锚杆的相互作用机制进行理论分析,建立剪切位移作用下锚杆的力学模型,并对其进行验证。基于此,结合GFRP锚杆的物理力学参数(如弹性模量、抗剪强度等),考虑坡体剪切位移、锚杆与潜在滑面夹角及岩体无侧限抗压强度等影响因素,分析GFRP锚杆加固顺层岩质边坡的机制。结果表明:1)当锚杆与潜在滑面夹角为45°时,硬岩中坡体较小的剪切位移导致GFRP锚杆发生剪切屈服;软岩中坡体产生较大的剪切位移时,GFRP锚杆发生受拉屈服。2)当锚杆屈服时,GFRP锚杆在加固不同抗压强度的岩体时提供的抗力差异较大,加固软岩时抗力最大;随着岩体无侧限抗压强度增大,GFRP锚杆提供的抗力逐渐变小;相比而言,钢筋锚杆在加固不同抗压强度的岩体时提供的抗力大小基本接近。3)硬岩中,锚杆与潜在滑面夹角对GFRP锚杆抗力的影响较大,夹角越小,抗力越大;软岩中,锚杆与潜在滑面夹角对GFRP锚杆抗力的影响较小;当夹角为5°～60°时,GFRP锚杆均能提供较大抗力。研究结果为岩质边坡锚固研究及工程应用提供参考。     

基于尖点突变理论的含软弱夹层缓倾顺层岩质边坡稳定性研究

为了探讨软弱夹层对缓倾顺层岩质边坡稳定性的影响,克服采用安全系数评价边坡稳定性的局限性,提出一种基于尖点突变理论的突变级数法。选取软弱夹层的黏聚力c、内摩擦角φ、倾角β、厚度d、岩体重度γ和空隙水压比γ_u6个因素进行五水平正交试验,并建立相关的边坡模型,然后采用强度折减法求出边坡的安全系数,基于突变级数法求取试验边坡模型的突变级数。结果表明：影响含软弱夹层缓倾顺层岩质边坡稳定性的主控因素的敏感程度大小顺序为φ>β>c>γ_u>γ>d;采用突变级数法对边坡稳定性的评判结果与强度折减法、极限平衡法一致,并在实际工程中进行了验证;突变级数法在此类边坡的稳定性评价中具有可行性,且较为直观、便捷。研究成果可为此类边坡的稳定性评价提供理论依据。     

岩质边坡在降雨条件下的稳定性分析

雨水入渗改变了岩质边坡非饱和区渗流场的分布,是引发边坡滑坡的主要因素之一.在极限平衡理论和非饱和土抗剪强度理论基础上,引入了渗透力的概念,利用有限单元法进行了降雨条件下岩质边坡稳定性的分析.最后,利用编制的边坡稳定程序进行了算例分析,结果表明,岩体边坡的稳定安全系数随着雨水的不断渗入在逐渐地降低,即降雨入渗对边坡的稳定具有不利影响.     

金融证券组合的多层Bayes分析

应用金融证券组合理论和Bayes方法构造一种证券收益预测模型.由多层Bayes的理论,对模型中含有的不确定参数给出超先验分布;并用Bayes方法确定超参数的分布.这种方法不仅使用了更多的信息不断修正先验,更重要的是允许模型中含有不确定参数,并自动考虑不确定参数估计的误差对分析结果的影响.