中部“砥柱”锁固平面旋转切向层状岩质滑坡启动力学机理与稳定性判据

中部“砥柱”锁固平面旋转滑坡,是切向层状岩质斜坡在特殊的边界条件控制下,发生渐进性变形而形成的。其主要特征是：在平面上,滑体中部的潜在滑床面部位,岩层抗剪强度较高,出现坡体变形的相对锁固段：而由滑体中部向周围边界,坡体变形逐渐增大。且变形岩体围绕着滑体的中部呈现出平面旋转变形之趋势。引起滑坡平面旋转的根本原因是滑体在变形时,其所受诸力的合力不通过滑体重心,从而产生了使滑体发生旋转的力矩。其变形与破坏模式可以概化为：在自重力、滑床摩擦力、滑床锁固段阻力和滑体周围边界处围岩切层阻力的共同作用下,圆环状岩块(岩板)所发生的平面旋转变形以及临界状态下“锁固段”的旋转破坏问题。基于弹性力学的平面应力问题,分析了圆环状岩块的旋转应力场：并应用极限平衡方法,分析了旋转滑坡下滑失稳的启动条件和旋转滑动的力学机理,建立了滑坡稳定性的判据。     

平卧“支撑拱”锁固滑坡动力学机理与稳定性判据

滑坡在渐进性变形过程中。因滑床或滑坡侧翼位置局部未贯通部位的存在，或滑坡启动以后受前进方向“柬口状”地形的约束，滑体变形受限制或运动制动，不能充分失能，从而在这些受限约束部位形成由松散岩土体组成的平卧“支撑拱”结构。“支撑拱”结构的形成，相当于滑坡变形的锁固段，它一方面阻挡拱后向下滑移的堆积物，使它在这一带压密、隆起，成为滑体中的应力集中部位；同时又通过拱圈将滑体中心的部分下滑推力传递至两侧拱座，使拱座成为应力相对更为集中的部位。一旦土体中孔隙水压力的增高，使土拱与拱座基岩接触面间的抗剪强度降低到一定程度，将导致某一个拱座失稳被突破，整个拱圈崩溃，进而引起“支撑拱”上部滑体的突然滑动。根据物理模型实验应力分析，滑体中“支撑拱”结构表现为拱顶凸向坡体上方的“最大主应力拱”，而在其上方一定高度范围内还出现拱顶凸向坡体下方的“最小主应力拱”，据此建立了“支撑拱”的计算模型。假定滑坡岩土体为刚塑性体，在考虑滑体自重力、滑面抗剪强度与滑坡两翼摩阻力的共同作用下，以及最小主应力拱引起的滑体中应力重分布的情况下，确定了“支撑拱”(最大主应力拱)上的均布荷载：根据拱的塑性极限平衡条件，建立了拱稳定性的判据：并定量分析了拱效应出现的条件、拱保持最大与最小稳定性的条件以及各种影响因素。     

侧翼锁固平面旋转式滑坡动力学机理分析

 侧翼锁固平面旋转式滑坡变形模式可以概化为横向均布荷载与轴向受压组合变形的悬臂梁模型。基于Rayleigh2R itz 能量法, 建立了含裂缝悬臂梁的弹性挠度2荷载曲线方程, 利用断裂力学中的应力强度因子破坏准则确定悬臂梁极限承载力, 导出滑坡稳定系数的解析公式, 从而在理论上定量地论证了这类滑坡的动力学机理及稳定性判据。     

缓倾角层状岩质边坡小危岩体失稳破坏模式与稳定性评价

缓倾角层状岩质边坡是小危岩体出露的主要坡型之一。影响小危岩体失稳破坏的主要因素为边坡地形条件、地层岩性和岩体结构，诱发因素有暴雨、地震和人工开挖等。小危岩体失稳破坏的基本模式可概化为倾倒-崩落、拉裂-崩落和滑落-落3种。当缓倾内层状岩质边坡的岩层较厚，岩性呈软硬互层状产出，或岩层间软弱夹层较厚时，常发生倾倒-崩落式破坏；当缓倾内层状岩质边坡的岩层较薄，且岩性较均一，或层间结构面力学性质较好时，常发生拉裂-崩落式破坏；当缓倾角层状岩质边坡岩层倾向坡外时，在陡倾构造节理和风化卸荷裂隙切割下，常发生滑移-崩落式破坏。针对这3种破坏模式，提出相应的稳定性评价理论和方法。最后，以一修理厂陡崖边坡为例，系统阐述缓倾角层状岩质边坡小危岩体稳定性评价理论和方法。     

应用L jap unov 指数研究岩土边坡的稳定判据

应用Ｌｊａｐｕｎｏｖ指数，研究了失稳准则和稳定度的概念，分析了最大Ｌｊａｐｕｎｏｖ指数ＬＥ１与稳定性之间的关系以及｜ＬＥ１｜的物理意义。提出将ＬＥ１作为岩土边坡的稳定判据，将｜ＬＥ１｜作为系统稳定度的表征量。由碧口水电站的青崖岭库区滑坡的应用实例证明，该法确定的稳定判据符合实际情况。     

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。     

崩滑体稳定性计算及防治方法研究

根据崩滑体基本特征和工程地质条件,在考虑各种不同荷载情况下,运用剩余推力法对崩滑体稳定性进行计算和评价,提出了以抗滑桩为主的支挡结构。同时,采用合理的滑坡推力和土体抗力分布形式,考虑传递系数对抗滑桩位置的影响,以此确定合理的设桩点,并结合辅助措施,保证崩滑体的稳定,提高治理效果。     

唐家山滑坡成因机制与堰塞坝整体稳定性研究

 根据唐家山滑坡的地质背景,研究滑坡及堰塞体工程地质特征,分析唐家山滑坡类型及发生的地质成因机制;基于唐家山堰塞体的岩体结构稳定性分析、宏观现象监控与地表位移监测,研究堰塞体的整体稳定性。研究得出如下结论与启示：(1) 唐家山滑坡属于基岩顺层滑坡,是典型的地震诱发高速滑坡,滑坡滑动带可能发育在层间剪切带,滑坡区发育的构造背景为复式倒转背斜的一翼。(2) 唐家山堰塞体整体结构以块状岩体为主,上覆风化松散堆积物,整体地质稳定性较好;堰塞体地表位移监测显示,泄洪对地表位移有影响,最大位移约140 mm,随后位移增量较小,目前处于稳定状态。(3) 应注重地震诱发滑坡→堰塞湖→溃决→洪水的“多米诺”链式灾变研究;应注重含层间剪切带斜坡的工程地质调查分析和地震滑坡危险性研究。     

水电站地下厂房层状围岩现场监测及稳定性研究

对复杂变化地质环境下的主厂房围岩进行各种因素作用下的综合稳定分析,并依据多种测试手段,对开挖后洞群交叉部位的围岩位移、松动范围等进行动态跟踪监测.研究开挖过程中主厂房顶拱围岩的变形规律、围岩松动范围,并利用有限差分法对地下洞群各开挖步序的围岩位移进行计算分析.实时监测数据和理论计算成果对比分析表明:计算结果与监测数据较好吻合.因此研究成果对同类型大型地下洞群层状围岩变形破坏特征、变形规律、力学行为、松动范围的研究具有重要的参考价值,并对一些控制性指标的界定具有理论指导意义,同时对大型地下洞群的设计和施工具有一定的指导作用.     

考虑结构面特性的层状岩体复合材料模型与应用研究

 层状岩体由于存在着定向结构面导致其破坏机制和变形行为与一般岩体相比,存在着显著的差异。为此,先通过独立考虑基岩和结构面的物理力学特性,提出层状岩体复合材料硬化–软化模型,以便用来描述这类岩体在强度和变形方面的各向异性以及渐进破裂(或滑移)特征。然后,采用VC++编程语言将该模型嵌入到FLAC3D软件中,从而实现非线性数值计算功能。通过与经典理论解和已有模型数值解进行对比,以及对单轴和三轴压缩试验的数值模拟,表明该模型在描述上述这些特征方面是合适的。同时,这些压缩试验的数值模拟结果给出不同围压和倾角情况下层状岩体的力学响应特征,并初步探讨这类岩体的破裂(滑移)机制。最后,将该模型应用于典型边坡工程和洞室工程中,所得结果可以较好地解释工程现场的变形破坏现象,且与工程实践基本相符,验证该模型在工程应用方面的可行性。     

水位变化引起分层边坡滑坡的实验研究

通过对分层的边坡在水位变化时滑坡的模拟实验，起的滑坡，重点考察了水位涨落速度对坡体稳定的影响，考察了分层坡体的滑坡模式、坡体变形、破坏和渗流引以及坡面从产生张拉裂缝直到形成滑面的整个过程，并对这类滑坡中的现象给出了定性解释。最后用有限元对实验坡体进行了应力和位移的静力场分析，计算结果与实验结果基本一致。