岩体开挖卸荷后边坡失稳判据研究

岩体开挖是一个不断卸荷、变形损伤、质量劣化的动态力学过程.只有考虑岩体开挖卸荷过程才能较真实地模拟实际边坡因开挖而达到的位移场和应力场状态.如何根据有限元计算结果来判别边坡稳定性,是边坡稳定分析的一个关键性问题.强度折减有限元法的失稳判据主要有3种:①以有限元解的收敛性判定失稳状态;②根据计算域内最大节点位移与折减系数之间关系曲线变化特征判定失稳状态;③通过计算域内塑性区是否贯通判定失稳状态.结合岩体开挖卸荷后力学参数变化和3种失稳判据综合判定了实际边坡的稳定性,对一般边坡工程有一定的指导作用.     

紫坪铺工程F3断层大断面隧洞施工中塌方机理的数值仿真分析研究

针对紫坪铺工程导流洞软弱破碎围岩稳定性问题，分析了#1导流洞F2断层处塌方形成的机理，分析表明，造成塌方的几个主要因素是：岩体参数，施工顺序和水的影响，对各因素对围岩结构的应力、变形的影响进行了有限元数值仿真分析，结果表明，软弱破碎岩体中大断面隧洞（室）开挖爆破施工中，开挖使围岩宏观物理力学参数急剧降低是导致塌方的主要原因之一：开挖中强调用新奥法及时支护限制围岩发生松动变形原则尤为重要；地下水的影响导致岩体物理力学参数降低，渗透水压力的变化进一步恶化了岩体的应力状况，也是导致软弱岩体大断面开挖中塌方的原因。     

露天矿边坡稳定性评价岩体力学参数修正

由于天然岩体中存在着层理、节理、弱面、断层面等,使得岩体的宏观力学参数与实验室获取的标准岩块的力学参数之间存在差异,因此需要将实验室得到岩块的宏观力学参数经过一系列修正以得到岩体的物理参数,才能将其运用到边坡稳定性评价中。通过Hoek-Brown经验法、地质力学法及RMI法对露天矿室内力学试验进行了修正,给出了边坡岩体力学参数建议值,同时考虑到露天矿边坡在开挖过程中岩体的风化、爆破震动、施工机具扰动尤其是冻融循环等不利因素对岩体强度的影响,给出了边坡稳定性计算岩体力学参数建议值。结论为:天然状态下,粘聚力最大值为3.22 MPa,最小值为1.84MPa,内摩擦角最大值为32.44°,最小值为24.42°;饱和状态下,粘聚力最大值为2.77 MPa,最小值为1.55 MPa,内摩擦角最大值为27.49°,最小值为21.35°。更多还原     

某水电站导流洞施工对边坡稳定性影响分析

西南地区某大型水电站导流洞开挖经过一断层,施工过程中在导流洞进口边坡上部岩体中出现多条裂缝,这些裂缝对边坡稳定和后续施工安全存在不利影响。采用数值模拟方法对导流洞施工期边坡的稳定性进行分析,同时分析了洞身采取初期支护和不同施工顺序对边坡变形的影响。结果表明,边坡变形主要由断层F154控制,导流洞的施工顺序对边坡稳定的影响不大;施加锚索对控制边坡坡体变形具积极作用,可以作为该工程导流洞边坡加固的方法。     

卸荷条件下某水电站岩质边坡动态开挖稳定性分析

某水电站泄洪洞进口边坡存在大量的岩质边坡开挖工程,为了研究开挖对该水电站岩质开挖边坡稳定性的影响,基于卸荷岩体力学理论及方法,考虑边坡开挖作用下岩体的动态卸荷变化,应用ANSYS有限元软件和FLAC3D有限差分计算软件,在数值分析中模拟开挖并进行稳定性分析。研究结果表明:该高边坡在开挖过程中,随着开挖的推进,应力应变均呈现逐渐增大的趋势,且塑性区范围也越来越大。考虑动态岩体开挖卸荷作用比不考虑时应力应变以及塑性区变化有较大差别,因此在实际施工中应充分考虑岩体动态卸荷作用对边坡稳定性的影响,据此制定合理的加固措施。     

龙滩水电站左岸进水口边坡三维位移反分析

 以龙滩水电站左岸进水口边坡为例,采用正交设计、神经网络和遗传算法建立了力学参数的联合位移反分析模型,反演了边坡岩体的综合力学参数。进一步针对高边坡施工期的工程特点,利用显式有限差分法程序FLAC3D对进水口边坡施工过程进行了三维弹塑性仿真模拟。基于该反演参数的正分析计算结果表明,计算位移与监测位移趋势一致,量值吻合,所得参数是合理的。最后分析了开挖完成后边坡岩体的应力分布和变形规律,并对边坡的整体稳定性进行了评价。     

紫坪铺高边坡稳定性的流固耦合计算分析

地下水对边坡岩体的强度和变形有显著的影响,由于地下裂隙水的渗流作用,岩体强度降低,边坡稳定性减弱.如紫坪铺水利枢纽导流洞出口高边坡在施工过程中曾发生4次较大滑坡.为有效反映地下裂隙水对紫坪铺导流洞出口高边坡稳定性的影响,根据岩体流固耦合作用机理,采用FLAC3D计算程序对该边坡稳定进行了计算分析,获得了较为理想的计算结果.计算结果表明,流固耦合对边坡稳定不利,但加固后的边坡整体已趋于稳定.     

某水电站导流洞进口边坡的垮塌原因分析

结合某水电站工程导流洞进口边坡垮塌的实际过程,重点分析其垮塌原因。通过现场地质调查,进行工程边坡的块体组合和有限元计算,分析施工过程,初步得出:边坡地质情况复杂,多条断层交汇,岩体完整性差,边坡在重力作用下卸荷蠕变是客观事实;而冬季低温施工,边坡的系统锚固滞后,在此条件下再进行边坡底部的进口段隧洞的开挖,造成了洞脸上部边坡的进一步变形;而持续集中性强降雨沿岩体结构面入渗,极大地降低了岩体结构面的力学强度,引起了尚未有效支撑的进口隧洞段的塌方,并引发了因失去底部支撑的导流洞进口边坡失稳,发生了连续的自下而上的牵引式垮塌。本工程导流洞进口边坡的垮塌,由一些不利的原因诱发,教训是深刻的,值得吸取和反思。     

固液耦合模型在高边坡稳定评价分析中的应用

地下水是影响岩土工程稳定的重要因素,其存在导致岩体强度降低,力学性质减弱。为有效反映地下裂隙水对紫坪铺2号导流洞出口高边坡稳定性的影响,根据岩体固液耦合作用机理,采用FLAC3D计算程序对该高边坡稳定进行了计算分析,计算结果表明,固液耦合对边坡稳定不利,但加固后的边坡整体已趋于稳定。     

泸定水电站引水隧洞进口边坡稳定性分析

结合泸定水电站引水隧洞进口边坡工程实例,根据设计提供的引水隧洞边坡资料,建立剖面的有限元模型和选取相应的岩体力学参数,采用有限元法对引水隧洞进口边坡剖面进行二维仿真,分析边坡在施工开挖过程中的变形和应力,并运用岩质边坡稳定分析程序EMU2005,计算不同地震工况下引水隧洞进口边坡的最小安全系数,综合评价边坡的稳定性。     

用声波法探测百色水利枢纽坝区的岩体力学参数

岩体抗剪强度参数是岩土工程稳定性评价的重要依据，如何准确确定岩体抗剪强度参数一直是工程界的难题。以百色水利枢纽坝区的岩体为例，根据纵波在岩体中的传播速度，利用J．Bray提出的方法对不同风化程度的岩体抗剪强度参数进行了估算。分析估算结果与工程应用参数的异同原因，为工程中确定岩体力学参数提供新的思路。     

紫坪铺工程趾板地基岩体质量标准研究

紫坪铺工程趾板地基岩体由三迭系须家河组砂页岩组成，岩石软硬相间，风化卸荷程度各异，各类岩石的风化特征和可灌性均不同，针对上述特点，并结合灌浆试验成果，提出了趾板地基可利用岩体质量标准，可供其他工程参考。     

折射波法在边坡岩体卸荷风化分带中的应用

边坡岩体卸荷风化层厚度及其性状是边坡设计的基本依据.目前,边坡岩体卸荷风化分带主要采用的波速分带方法是利用岩体波速与边坡距离之间的变化关系来进行的.边坡各卸荷风化层岩体波速差异不大,因此对测试波速精度有较高要求.与常规折射勘探相比,小排列折射波法具有如下特征:采集仪器应具有高采样率,接收换能器为宽频带高频,接收道数为2～3道,道间距小,沿勘探平硐轴线布置测线,不需要钻孔,利用勘探平硐爆破开挖时产生的低速松动层所提供的折射波探测条件能直接求出原状岩体波速的测试方法.工程应用表明:折射波法计算原状岩体波速公式简单可行,能有效克服地形影响,测试精度高,应用该波速能有效地划分出边坡卸荷风化层厚度,并对分层岩体性状进行分析评价.     

盖下坝水电站右岸坝后危岩体稳定分析

盖下坝水电站坝址右岸存在高约240m,最大厚约10 m,最大幅宽130 m的危岩体,总体积约25万m3.在对盖下坝水电站坝址右岸边坡危岩体主要工程地质问题分析的基础上,对其稳定性进行了计算分析,从而定性定量地对其稳定性做出评价,为工程处理方案提供了可靠依据.     

混凝土拱坝坝肩抗滑稳定三维非线性有限元分析

拱坝坝肩的稳定是保障拱坝安全的关键因素之一。目前,拱坝坝肩稳定分析多采用刚体极限平衡法,该法不能考虑岩体的弹塑性变形,也不能模拟岩体构造的复杂性,所以就不能很好地反映坝肩岩体的破坏机理以及坝体与基岩的整体作用效果。从材料的弹塑性理论出发,应用三维非线性有限元法对坝体和坝肩岩体抗滑稳定进行分析。通过对具体工程模型的计算分析,分别以荷载突变和材料强度逐渐降低两种方式对坝肩岩体抗滑安全稳定给予评价。工程分析成果表明:非线性有限元法是进行拱坝及坝肩稳定分析的一种有效方法,能充分反映大坝与坝基岩体的共同作用效应。     

卸荷岩体力学研究现状及其发展

卸荷状态工程岩体的力学条件与传统的加载岩体有本质的区别。工程岩体卸荷状态力学特性研究是一个较新的领域,是岩体力学的重要组成部分,是加载岩体力学的扩充和发展。在回顾岩体卸荷力学研究现状基础上,分别从试验研究、理论研究和工程应用方面提出了当前岩体卸荷研究中存在的主要问题,并对其以后的发展提出了几点看法和建议。     

白莲河抽水蓄能电站地下厂房围岩稳定性研究

 安全监测是保障大型地下厂房施工期和运行期围岩稳定的重要技术手段,亦可用于反馈设计和指导施工。利用施工期和运行期安全监测成果,分析研究了白莲河抽水蓄能电站地下厂房围岩变形、支护锚杆应力、锚索锚固力、格构梁钢筋应力等的变化过程和相互影响规律,并对地下厂房围岩的稳定性进行了综合评价。结果表明：电站地下厂房围岩最大表面变形15.79 mm,最大锚杆应力150.5 MPa,最大钢筋拉应力63.76 MPa,最大钢筋压应力75.56 MPa,且各项测值已趋于稳定,围岩在经历施工期快速变形和蠕动变形后已经趋于稳定。     

在红层上兴建水电工程的环境工程地质问题

通过对我国红层上兴建水电工程的总结,环境工程地质问题包括:1.工程作用。由于施工爆破引起岩体各种结构面的拉张和开挖基坑卸荷而增大岩体的透水性;基坑开挖临空岩体沿剪切带的水平位移和垂直回弹,而造成岩体结构松弛和力学强度的降低。2.环境水中硫酸盐对混凝土的溶性及对坝基岩体可溶盐和灌浆材料的溶蚀,导致机械管涌,混凝土疏松,剪切带恶化,坝基强度(包括f值)降低。3.软弱夹层——剪切带在水库运行后,长期泡水和在渗水压力作用下而泥化,摩擦系数f值降低,剪切带中易溶物的溶蚀,还有化学管涌和化学淤堵之虞。4.粘土岩的快速风化。由于粘土岩亲水性和大的比表面积,具有失水收缩干裂,再遇水膨胀崩解的快速风化特征,主要因素是受大气的温度和湿度的控制。红层中兴建水利水电工程所产生的环境工程地质问题是可以认识,有规律可循和可预报防治的。     

隔河岩水利枢纽地质条件与工程实践

根据大量地质工作,我们在隔河岩枢纽坝区建立了岩溶化河间地块存在非岩溶岩块的论点,并作出无岩溶管道渗漏的结论。对水库中上段滑坡集中分布的地区布置了周密的监测网。坝基地层为岩溶化程度很高的寒武系石龙洞灰岩,顺河断裂发育,并有多条剪切带,两岸还发育有多个岩溶通道系统,因而对坝基岩体、洞室和边坡稳定以及帷幕工程有重要影响。通过工作,对上述问题作了分析和预报,并提出了相应的处理建议。     

三峡永久船闸直立坡岩体变形监测与变形分析

众多不同类的监测仪器设备和长时间的观测资料,较全面地揭示了三峡永久船闸直立坡岩体的变形规律,在分析了大地测量点、滑动变形计、钻孔测斜仪和多点位移计的观测资料后,认为直立坡岩体整体稳定性良好.实测直立坡顶最大水平位移为32.72 mm;直立坡深层岩体的水平和竖向位移分布符合一般变形规律;统计模型分析表明,中隔墩侧直立坡岩体时效变形远小于边坡侧直立坡岩体;微新岩体上测点的时效变形小于强风化岩体上的测点.此外,北坡三闸首的观测成果说明,在槽挖结束后的第5个月开始浇筑混凝土是合理的.