某水电站泄洪洞进口边坡加固方案优化研究

某水电站深孔泄洪洞进口边坡为典型岩质开挖高边坡,其在施工及运行期的变形稳定性关系到整个工程的安全和效益。通过建立二维有限元模型,考虑边坡在施工及运行期会遇到及可能遇到的11种工况,对深孔泄洪洞进口边坡典型剖面进行变形稳定性分析,并在此基础上对该边坡的加固方案进行优化。结果表明,边坡变形满足整体要求,锚索锚固倾角为5°时为最优加固方案。     

基于数值仿真的顺层岩质边坡支护稳定性分析

以长沙某矿坑顺层岩质边坡为研究对象,结合有限元数值分析软件Ｐｈａｓｅ2对边坡开挖应力状 态变化与潜在变形破坏模式进行仿真模拟,分析其支护效果,确定合理可靠的治理措施方案,并采用极 限平衡法进一步验证。结果表明:该顺层岩质边坡应力松弛区位于坡面中上部,由坡面向坡体内部呈现 出显著变化、渐变和基本不变的分布特征;该顺层岩质边坡的潜在变形破坏模式为顺层滑移－弯曲破 坏;采用预应力锚杆对该顺层岩质边坡进行支护,能有效提高边坡的稳定性。     

基于GA-BP算法的岩质边坡稳定性和加固效应预测模型及其应用研究

针对岩质边坡稳定性预测及加固效应具有的非线性和非明确性等特征,为了准确的预测稳定安全系数和加固效应,采用在实际工程中较为常见的二折线滑动面边坡概化模型,以边坡潜在滑块高度、上下滑动面倾角、坡面倾角、滑块面积,以及上下滑动面的黏聚力和摩擦系数作为影响因素,进行基于强度折减法的数值计算获得安全系数,得到足够数量的样本。然后利用遗传算法GA优化BP神经网络的权值和阈值,建立边坡稳定性的安全系数GA-BP预测模型,将其预测结果与标准BP神经网络进行对比分析。在此基础上,建立混凝土置换加固和锚索加固的方案优化方法。最后,将该方法应用于白鹤滩水电站泄洪洞出口边坡典型剖面在天然和开挖状态下的安全系数预测,并分别对混凝土置换加固和锚索加固进行了方案优化。结果表明:GA-BP神经网络模型精度更高,收敛速度更快,比使用标准BP网络模型的效果更优。研究成果对边坡稳定性评价和加固方案优化具有参考意义。     

瀑布沟水电站泄洪洞出口段偏压应力及边坡稳定性分析

瀑布沟水电站泄洪洞出口段隧洞偏压问题十分突出,运用非线性有限元法模拟泄洪洞开挖过程,分析了天然边坡和加固边坡条件下隧洞与边坡的相互作用、隧洞围岩的变形与稳定性。结果表明：设计上提供的现有边坡加固方案总体上较为合理,可以有效地改善边坡的整体稳定性,建议加强泄洪洞上半洞开挖过程中顶拱的及时喷锚支护。     

江坪河水电站溢洪洞洞室及出口边坡稳定性分析

江坪河水电站洞室群及出口边坡处结构面发育,不同产状裂隙面相互组合,对洞室稳定性起控制性作用.以1号溢洪洞为例,采用赤平投影法和块体计算程序分析不同结构面组合下洞室和出口边坡的稳定性.结果表明,1号溢洪洞的溢0+460～溢0+490和溢0+500～溢0+550洞段,结构面组合出现安全系数较小、体积较大块体,建议加大衬砌厚度,采用间距为0.5～1.0 m的钢拱架支护,加设预应力锚索和系统锚杆加固,使洞室边墙抗滑安全系数能满足规范要求.1号溢洪洞的出口边坡关键块体安全系数大于规范要求值,由此判断其出口边坡较稳定.     

乌东德水电站泄洪洞出口环境边坡风险评估及管控研究

乌东德水电站泄洪洞出口环境边坡高达746 m,发育82个危险块体，存在块体崩塌滚落的风险，严重威胁下方泄洪洞出口安全。根据块体影响对象不同进行分区，采用三维刚体极限平衡法进行稳定性计算并作针对性防治设计；为有效管控环境边坡风险，提出块体失稳风险定量评估方法，明确了风险管控的重点对象，并按风险高低安排块体施工顺序，采取了设置施工支洞、临时加固块体和安全监测等管控措施，有效保障了工程安全。研究成果可为环境边坡防治设计与管理提供参考。     

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。     

含陡倾软弱破碎带节理岩质高边坡稳定性分析

岩质边坡破坏模式及稳定特征主要由边坡发育的控制性软弱结构面决定,以福建某抽水蓄能电站右岸含陡倾软弱破碎带边坡为研究对象,在地质分析基础上,综合运用离散单元强度折减法,对边坡破坏模式及稳定性进行分析。研究结果表明:边坡主要表现为陡倾软弱破碎带和顺层缓倾优势结构面共同控制的滑移变形破坏模式,自然边坡整体稳定性较好,工程开挖会导致边坡稳定性降低,岩体朝向河谷方向的变形量值较大,安全系数不满足规范要求;对边坡采取以预应力锚索加固为主的治理措施后,边坡变形得到了有效控制,稳定性满足要求。     

软弱结构面位置对岩质顺倾边坡稳定性的影响

为研究软弱结构面的位置对岩质顺倾边坡稳定性的影响,以耿马县河底岗某石灰岩矿山为例,采用GeoStudio及MIDAS/GTS软件,对该岩质顺倾边坡的稳定性进行研究。结果表明,软弱结构面愈接近坡脚,边坡沿软弱结构面发生失稳破坏的可能性越大,潜在滑移面可能穿越软弱结构面;随着软弱结构面距离坡脚位置越远,其对对边坡稳定性的影响越小,此时边坡失稳的潜在滑移面与软弱结构面无关。     

基于离散元法的顺层岩质边坡的地震响应分析

基于离散元法,结合某水电站厂房后缘顺层岩质边坡工程,研究缓倾角多结构面岩质边坡的地震响应规律及锚杆的加固效果,提出了该边坡抗震加固优化方案。研究表明:未加固顺层块状岩质边坡在地震过程中位移呈现阶梯式增长,地震结束时刻边坡岩块松散崩落;加固后边坡位移显著减小,且能在地震作用下保持稳定;锚杆的剪力响应与其附近结构面的相对位移相关性强,表明锚杆附近岩层面间的相对位移是激发锚杆加固作用的主要因素,在坡面出露且出露点低的岩层面在地震作用下相对位移较大,对应的锚杆承受剪力也较大,据此可更合理地布置锚杆。     

IBE-PFE方法在某水电站泄洪洞出口边坡稳定分析中的应用

鉴于传统方法在含复杂结构面岩质边坡稳定分析中的局限性,引进分区有限元与块体界面元混合算法,验算边坡的稳定性。针对某水电站泄洪洞出口边坡地形地质条件和结构面分布特点,建立数值模型。采用分区有限元与块体界面元混合算法,并结合强度折减法,逐步降低不连续面抗剪强度,计算得出块体刚体位移和接触点对接触状态。根据块体刚体位移发生突变并结合滑动通道失效点对完全连通,确定了边坡的安全系数和破坏方式。结果表明:边坡稳定安全系数为1.80;边坡最可能以坡顶预设缝、坡脚预设缝以及f_(555)结构面为滑动通道发生失稳破坏。该方法具有准确确定边坡危险滑动面和安全系数的优点。     

某水利工程右岸进水口边坡处理

某大(2)型II等水利工程引水发电洞和供水泄洪洞联合进口塔架右岸天然堆积体边坡高达170余米,处理效果直接影响塔架能否正常工作及发电安全。该文对该边坡稳定进行分析计算,通过锚索加固和坡脚压重两种处理方案的比选,结合实际,最终选定坡脚压重处理方案,并进行CATIA三维设计效果展示,可供类似工程参考。     

重庆会展公园顺层路堑边坡的稳定性设计及其优化

一、引言顺层岩质边坡稳定性问题在道路交通、水利水电及矿山等重大工程中普遍存在。由于工程开挖引起岩体应力改变和重分配,使边坡极易发生沿岩层面的整体滑移,严重影响工程的安全性。顺层岩质边坡稳定性设计方法受边坡岩体地质情况如岩层倾角、层面抗剪强度、和地下水、开挖方式等多因素影响。目前,顺层边坡主要有两种治理方案：放坡开挖或增设支挡结构物。     

水电站高陡边坡地震稳定性分析

文章采用赤平投影分析和块体离散单元法,分析高陡岩质边坡岩体内不同结构面组合类型对边坡稳定性的控制作用,分析表明该边坡在地震作用下的主要破坏模式为坡体上部局部小规模楔形体滑移破坏,主控该边坡稳定性的最危险结构面组合为J2J3结构面组合。     

京沪高速公路金山路堑边坡加固设计

根据金山路堑的工程地质条件 ,利用极限平衡理论对京沪高速公路金山路堑K74 + 4 50～K74+ 6 30段边坡作出稳定性评价 .讨论用锚杆、抗滑桩、锚索等方法加固该边坡的可能性 .结合该公路的等级 ,并考虑到施工的方便及国内外岩质边坡加固的经验 ,对这三种加固边坡的方法作了分析比较 ,确定采用预应力锚索加固本边坡的方案     

旁多水利枢纽泄洪洞出口高边坡稳定性及加固措施研究

旁多水利枢纽泄洪洞出口高边坡结构复杂,地质条件差。本文采用弹塑性有限元数值模拟方法,分析了边坡的变形机制,同时采用二维极限平衡法对稳定性进行分析评价。在综合分析的基础上,提出以压力分散型预应力锚索为主的边坡加固方案,以增加边坡稳定的安全储备。     

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。     

现场直剪试验在顺层岩质边坡勘察中的应用

岩体结构面是控制岩质边坡稳定性的重要因素。在对顺层岩质边坡结构面做现场直剪试验的基础上,对试验结果进行了对比分析,得出结构面抗剪强度参数,提出了边坡支护方案。     

岩质边坡稳定坡角影响因素及其确定方法

目前研究岩质高边坡稳定性的方法很多,但研究边坡开挖后稳定性及边坡坡角与结构面倾角的关系却较少,且多运用数值分析方法确定岩质高边坡的稳定性,很少用解析解的方法。基于块体的极限平衡理论,岩质高边坡发生整体破坏,其滑移面为顺层直面,推导出岩质高边坡受结构面控制的最小安全系数解析解。分析解析表达式中各个参数对确定影响边坡稳定性的敏感性因素,表明受结构面影响的岩质高边坡安全系数与岩体的黏聚力、内摩擦角成线性正比关系,与岩体重度、边坡高度和边坡坡角成反比,随着结构面倾角的增加而呈先减后增的趋势,据此得出在既定的安全系数下岩质高边坡稳定坡角的解析解,分析得出受结构面控制的岩质边坡稳定坡角与黏聚力、内摩擦角、边坡坡高和安全系数等的关系曲线。通过对已有工程实例的计算分析,比较理论公式和数值模拟计算结果的差异,证明理论公式可以应用于实际工程之中。     

基于应力水平的边坡加固设计方法研究

当前边坡优化设计较多的依赖于工程经验,尚缺乏理论层面的设计依据和指导体系,为此,提出一种将应力水平分布和稳定性分析相结合,综合确定边坡加固位置和规模的设计方法,通过3个顺层路堑边坡工程实例阐述了该方法的应用方式和效果。所得结论主要有：(1)基于应力水平确定加固位置、稳定性分析确定加固规模,这种综合性方法通常能得到较优的加固设计方案,既可为边坡的初步设计提供理论指导,也可为经验优化方案的校验提供理论依据;(2)对于顺层岩质边坡,在岩层分界面处应力水平往往较高,若开挖后岩层分界面有出露,采用锚索穿过岩层分界面提高坡体稳定性具有较好的效果;(3)“剥山皮”式开挖对稳定性帮助不大,对于此类边坡采用较陡的坡率挖除加固更有效。