格构梁联合锚杆在顺层岩质边坡加固中的数值模拟分析

通过对现有顺层岩质边坡加固研究,提出采用锚杆联合格构梁加固顺层岩质边坡,分析了锚杆在顺层岩质边坡加固治理的受力机理,介绍了锚杆联合格构梁的优点。利用MIDAS-GTS软件模拟分析了锚杆联合格构梁加固措施的可行性,通过对比分析不同加固措施条件下边坡稳定性得出结论证明:锚杆联合格构梁不仅可以提高顺层岩质边坡的安全稳定性系数,而且相比单独使用锚杆加固边坡安全稳定性系数提高幅度约为34. 8%。此次模拟分析可以为类似工程施工设计提供参考。     

基于数值模拟的顺层岩质边坡破坏模式及稳定性评价

为了解顺层岩质边坡的内在破坏机制,采用大型岩土有限元数值分析软件,根据强度折减法SRM,建立了若干边坡模型。探讨了不同软弱夹层倾角和软弱夹层间距对顺层岩质边坡破坏模式及稳定性的影响规律。计算结果表明:软弱夹倾角直接影响了对顺层边坡的基本破坏模式,对于本文中边坡倾角为60°的岩质边坡,随着软弱夹层倾角的不断增加,其稳定性系数先减小后增大,边坡稳定系数在40°和90°时分别达到最小和最大值;软弱夹层间距不影响顺层边坡的破坏模式,随着夹层间距的增加,边坡稳定性呈对数增大趋势。     

地震作用下青川窝前顺层岩质边坡的变形破坏机理分析

文章在研究青川窝前滑坡的工程地质条件和地震前、后变形破坏迹象地质调查资料的基础上,采用相对位移法对地震过程中窝前滑坡稳定性进行了离数值模拟、分析了地震作用下窝前顺层岩质边坡的变形破坏机理。数值模拟结果与已有研究成果及震后灾害调查结果具有良好的一致性,验证了相对位移法分析地震作用下顺层岩质边坡变形破坏机理的可行性,对顺层岩质边坡动力作用下稳定性分析及抗震设计具有一定指导意义。     

顺层滑坡变形破坏过程分析

为了分析风化岩质顺层滑坡的变形破坏过程,采用弹塑性接触有限元强度折减法,计算滑坡的整体稳定性系数和分析滑坡的稳定性以及变形破坏过程。结果表明,风化岩质滑坡的变形破坏主要是由滑体沿滑面的位移的不一致和塑性应变的不断发展引起的;采用弹塑性接触有限元算法可以更好地反映该类型滑坡所处的实际壮态及滑坡的滑动过程,为该类型滑坡稳定性的准确评价和预测预报提供可资借鉴的方法。     

顺层岩质边坡稳定性影响因素分析

在有限元分析的基础上,采用多层结构模型对顺层岩质路堑边坡稳定性的影响因素进行了分析.指出当边坡走向与岩层走向夹角超过30°后,边坡发生顺层滑动破坏的可能性很小,基本上可不视为顺层边坡,这与试验结果一致.同时也阐明了岩层倾角以及结构面抗剪强度对顺层岩质边坡稳定性的影响.文中结论可为顺层岩质边坡的科研、设计和施工提供参考.     

顺层岩质边坡的稳定性及敏感性研究

结合水电站顺层岩质边坡工程,运用有限元法,建立了顺层岩质边坡稳定性分析的数值模型,分析了结构面强度粘聚力c、内摩擦角φ、地下水和结构面倾角的因素对顺层岩质边坡稳定性的影响,并进行了敏感性分析,得出了一些有应用价值的结论。     

顺层岩质边坡平面滑动变形分析及治理对策研究

三明永宁高速公路K116+940~K117+140段坡体为典型顺层岩质边坡的平面滑动变形,通过其变形模式分析、变形原因分析,指出顺侧岩质边坡受边坡坡脚开挖、地下水富积坡体稳定性影响明显,且如防护措施不及时,变形牵引发展明显。根据此类边坡变形的特点,并结合定量化的计算分析进行边坡工程治理,对类似边坡的工程整治具有一定指导价值。     

地震作用下顺层岩质边坡动力可靠度

针对地震的动力特性以及岩体强度参数的随机性,提出计算地震作用下顺层岩质边坡动力可靠度时程的方法,并提出以最小平均安全系数和平均大失效概率作为联合评价指标来评价顺层边坡的整体稳定性。首先,建立了顺层岩质边坡地震响应的分析模型,根据得到的岩体应力地震响应求出了顺层岩质边坡的动力安全系数时程曲线;建立了顺层岩质边坡极限状态方程,并运用JC法求出了边坡的失效概率时程曲线。最后,求出了顺层岩质边坡的最小平均安全系数和平均大失效概率。算例分析表明,与传统方法相比,采用最小平均安全系数和平均大失效概率来作为评价顺层岩质边坡稳定性的综合指标,能更安全地评价边坡的稳定性。     

顺层岩质边坡稳定性影响因素灰色关联分析

首先用离散元软件UDEC计算出顺层岩质边坡稳定性安全系数在不同因素影响下的大小,再依据该结果用灰色关联方法分析7个不相关因素(岩层倾角、岩层厚度、岩体密度、层面内摩擦角、层面粘聚力、岩体内摩擦角、岩体内聚力)对顺层岩质边坡安全系数敏感性影响。研究结果表明:层面粘聚力和岩体内聚力对顺层岩质边坡稳定性影响比较敏感,岩层倾角、岩体密度、岩层厚度以及层面内摩擦角次之,岩体内摩擦角相比之下较不敏感。该结论为以后顺层岩质边坡的设计及其治理提供了评价依据。     

水库水位上升条件下渗透系数对顺层滑坡的稳定性分析

为了分析水库水位上升对顺层库岸滑坡稳定性产生的不利影响,以某典型顺层库岸滑坡为工程背景,采用GEO-SLOPE计算软件,计算了不同渗透系数的边坡岩土体在库水位上升时的渗流场,在此渗流场基础上,对顺层滑坡的稳定性进行了数值计算,并对计算结果进行了分析,得到了顺层滑坡在库水位变化条件下的安全系数和边坡岩土体的渗透系数之间的关系,为顺层库岸滑坡的边坡稳定性分析提供了可靠依据。     

平缓反倾采动滑坡形成的地质力学模式研究——以贵州省马达岭滑坡为例

 马达岭滑坡是典型的采矿诱发型滑坡,自然斜坡为平缓反倾层状结构。以马达岭滑坡为原型,采用物理模拟方法,研究两层开采条件下采动斜坡的变形过程,并分析该类斜坡变形破坏的地质力学模式。研究表明：煤层开采后采空区边界上覆岩体产生应力集中,导致采动裂隙首先产生于该部位,以陡倾竖向倾倒式裂隙为主,裂隙向采空区中部扩展并逐渐形成离层裂隙和剪切裂隙;变形稳定后采空区上覆岩层弯曲,在地表形成沉陷区;受采空区上覆岩层沉陷的推挤作用,外侧坡体沿煤层向坡外滑移,导致坡体下部隆起。该类斜坡变形破坏的地质力学模式可以分为：弯曲–拉裂(“表生”改造阶段)、塑流–拉裂、蠕滑–拉裂3个阶段。     

陡倾层状岩质斜坡极限平衡稳定分析

针对自然界中的层状岩质滑坡绝大部分呈现出明显的三维形态特征,在倾倒破坏极限平衡二维推导分析方法的基础上,考虑层状岩质斜坡的三维受力状态,进行三维力系的简化与等效,提出了考虑三维受力的倾倒分析方法,在考虑真倾角方向的倾倒极限平衡分析中,将层状岩质滑坡近似为悬臂梁处理。并以重庆鸡冠岭滑坡为例进行验证分析。计算结果表明:1自然状态下,鸡冠岭斜坡处于稳定状态;2地下采空状态下,鸡冠岭煤层上覆岩层逐层发生倾倒破坏,并挤压下伏阻滑关键块体,导致关键块体剪出破坏后形成滑坡。该分析结果与实际情况基本一致。     

井工开采对露井协采边坡的偏态扰动规律研究

结合平朔矿区露井协采工程实践,利用数值模拟方法分析平面条件下井采方向对露井协采边坡变形破坏的影响。研究表明:相对于向坡开采,背坡开采对露井协采边坡岩体扰动更加明显。通过物理相似模拟研究了露井协采覆岩破断过程,基于“岩梁”理论建立力学模型,分析了井采工作面覆岩破断机制和覆岩垮落的偏态性,进而从理论上解释了露井协采边坡受井采扰动的偏态性,并对偏态跨落特性进行了现场应用分析。在露井协采生产实践中,建议井采工作面采用向坡的方向推进,从而降低井工开采对边坡稳定的不利影响,提高煤炭资源回收率。     

千岛湖某公路滑坡机理分析与稳定性分析

针对千岛湖某公路某段边坡开挖所形成的牵引式滑坡,论述了其解体特征,并从岩层岩性、水的影响、人类活动等方面对其形成机理进行了分析,对其开挖前后、减载前后在天然、降雨两种工况下的稳定性进行了量化评价,指出评价结果与滑坡现状相符。     

基于高精度微震监测的特厚煤层综放面支架围岩关系

基于高精度微地震监测技术,结合岩石力学理论、矿山压力理论和现场宏观现象,对特厚煤层综放工作面的岩层运动与支架载荷关系进行了研究。研究结果表明,正常情况下,特厚煤层综放工作面的基本载荷来源于厚度大于10 m的顶煤、厚度约30 m的下位直接顶和部分厚度为20 m左右的上位直接顶;冲击载荷来源于老顶的断裂冲击,老顶在工作面前方断裂并强迫其下位岩层断裂,从而在支架上形成冲击载荷,这也是特厚煤层综放工作面设计支架支撑能力13000 kN/架但被压死的主要原因。指出了特厚煤层综放工作面支架选型的方向是:支架的基本支撑能力能够承担顶煤和部分直接顶的作用力,通过缩小支架控顶距、加大支架可缩量等措施,可减小冲击对支架的影响。     

不等厚互层顺层磷矿高边坡变形机制研究

以云南晋宁磷矿东采区顺层高边坡为研究对象,通过现场勘察,对现场滑坡形态、破坏情况、滑面及滑体特征等进行分析,并从地质、力学角度上分析滑坡变形破坏特征、力学机制及滑坡演化形成过程。最后采用离散元分析验证。研究结果表明:滑坡变形破坏模式为滑移—拉裂破坏,降雨及磷矿开采是滑坡滑动的重要诱因。磷矿层开采坡前缘切断岩层,形成临空面,岩体卸荷松弛发育裂隙,雨水下渗到全风化粘土层面附近富集,层间含水化强的物质,在长期浸泡软化、不等厚互层差异风化等作用下,岩体力学性质大幅衰减,滑体沿软弱层面向临空方向滑动,坡体后缘岩体被拉开,形成张拉裂缝,软弱滑动面贯通,边坡发生变形破坏,主要是以岩石的拉张破坏为主,拉应力对岩石的破坏起主导作用。从计算的位移、滑动形态、变形速率及应力分布判断,滑坡的变形机制为滑移—拉裂破坏模式。其研究成果为矿区高边坡稳定性分析及加固设计提供一定参考依据。     

深大型露天煤矿闭坑前后滑坡及地表变形地质灾害分析与防治

分析研究深大型露天煤矿闭坑前后可能发生滑坡、地表变形等地质灾害。以抚顺西露天矿为例,引发灾变的地质背景条件为北帮西区的倾倒滑移体、北帮东区的沉陷滑移体及南帮的顺层层状结构体,而诱发灾害的主导因素为露天采矿特征、采矿形成的最终边坡、井采与露采的复合作用及闭坑后疏干排水停止、水文地质条件的改变对边坡岩体的作用。计算结果表明闭坑最终边坡稳定性将逐渐下降并引发灾变,从而危害城市与企业安全,提出创新露天采矿学科理论、工程技术防治措施、法规制定与监督管理等3条防治对策建议。     

罗山矿区滑坡灾害发生机制与监测预警技术研究

 随着矿山开采规模的日益扩大,罗山矿区已经形成滑坡体I,II,III,IV(体积约405.2×105 m3),严重制约着下方金、钼等多金属矿产资源的可持续安全开采。为能够对罗山矿区滑坡灾害进行超前预报,正确指导井下矿产资源的合理开采,首先,运用工程地质学、采矿学等理论分析罗山矿区滑坡体的形成机制,认为滑坡体松散–脆弱的地质结构和不合理采矿顺序是滑坡产生的主要原因,再加上降雨的催化作用加速滑坡的发生。其次,提出利用采矿治理滑坡的新思路,及时调整采矿顺序,从坡顶向坡脚开采,促使边坡向稳定方向发展。最后,以下滑力大于抗滑力是滑坡产生的充要条件作为滑坡体滑动的主要判据,应用滑坡远程监测预警系统在罗山矿区滑坡体上构建系统的滑坡体远程监测网。通过近10个月的现场试验,发现采用新的开采方案后,滑坡体朝着有利于边坡稳定的方向发展,从而证明采矿治理滑坡的科学性和可行性。     

地下采空诱发陡倾层状岩质斜坡失稳机制研究

 我国西南灰岩山区的褶皱山体经长期强烈的地质抬升运动与河流侵蚀,山体呈现出中上部厚层-巨厚层灰岩地层陡峭,下部页岩、泥岩地层平缓的“靴状”地貌形态,加之下部煤层、铝土矿层的开采,成为我国大型层状岩质崩滑灾害的高发区。本文以重庆武隆鸡冠岭陡倾层状岩质斜坡滑动为例,采用FLAC3D模拟分析了地下采空诱发陡倾层状岩质斜坡“弯曲变形-层间错动-采矿加速倾倒变形-下伏岩体阻滑-下伏岩体剪切破坏-整体失稳”的渐进失稳过程,认为鸡冠岭山体滑动是一类层状岩体的倾倒-滑移失稳的复合破坏模式。模拟结果表明：(1) 陡倾临空的斜坡在长期重力作用下,坡体沿山梁方向发生蠕滑变形,坡体逐渐产生拉裂缝;同时由于该斜坡位于背斜核部附近,应力集中导致上覆层状岩体呈现出弯曲变形的特征;(2) 长期岩溶作用加速坡体裂缝的发育与扩张;(3) 斜坡下部煤层开采时,导致鸡冠岭山梁发生应力发生重分布,上覆层状岩体逐渐发生层面分离,层状岩体下部产生裂缝,岩体强度逐渐降低;(4) 当斜坡下部煤层逐渐采空后,上覆层状岩体变形急剧增大,发生倾倒破坏,挤压矿层下伏稳定岩体,发生剪切滑移,最终从临空处剪出形成高速碎屑流。因此,对于西南灰岩褶皱山区,认识长期地下采空对层状山体的扰动作用,对大型灰岩山体防灾减灾与风险区划具有重要的现实意义。     

西南某电站消力塘边坡雾化作用下的稳定性研究

 根据西南某在建水电站溢洪道泄洪消能雨雾的分布预测，消力塘开挖边坡将受强烈的雾化作用影响。通过消力塘边坡结构面组合和受力情况分析，认为该边坡在降雨条件下可能发生平推式滑动破坏。滑坡起动判据计算显示，边坡中以G222–2为底滑面、f556–1为后缘拉张裂缝的组合块体在拉裂缝中地下水位达772.1 m时，将首先发生平推式滑动破坏。由于该边坡地下水主要由降雨及雾化雨补给，因此建立了降雨补给下边坡潜水渗流模型，分析边坡内地下水位与降雨时间的关系。计算结果表明，暴雨对边坡持续作用260 h或者雾化叠加暴雨持续作用246 h后，边坡内地下水位达到起动判据的要求，平推式滑动破坏发生。建议实施坡面防护，阻断水与边坡岩体的相互作用，以保证该边坡的长期稳定。