岩质高边坡崩塌特征和设计治理案例分析

岩质边坡特别是高陡边坡容易发生崩塌地质灾害,系统研究岩质高边坡崩塌和落石的特征。按崩塌的形成机理进行分类,总结常见的崩塌破坏方式,对崩塌稳定性进行分析和评价。结合广东省肇庆市某岩质高边坡崩塌治理设计实例,提出优化的治理方法,为崩塌地质灾害的勘查设计和治理提供依据。     

微震监测技术在煤矿工业场区高边坡稳定性监测中的应用

针对煤矿生产影响范围内的高边坡在自然环境和地质应力作用下产生的滑坡或者崩塌等地质灾害造成的人民生命和财产损失等问题，安徽万泰地球物理技术有限公司创新应用微震监测系统对中煤华晋集团晋城能源公司里必煤矿(以下简称“里必煤矿”)工业场区高边坡进行监测，继而及时消除里必煤矿安全隐患。介绍了里必煤矿工业场区高边坡的工区概况以及微震监测系统的构建，通过高边坡稳定性空间域和时间域分析了里必煤矿高边坡稳定性微震监测效果，通过高边坡的损伤程度以及高边坡潜在的滑移面阐述了微震监测系统在高边坡稳定性监测应用中的效果。实际应用表明，微震监测系统能够对高边坡内部稳定性状态监测提供技术支撑，能够实现对即将发生边坡失稳的区域进行早期预警，对煤矿高边坡稳定性危险防范具有较好的借鉴意义。     

黄土高边坡变形破坏的基本形式及其机理分析

对黄土高边坡变形破坏的基本形式及其机理进行了分析，指出其破坏形式有坡面冲刷、坡面剥落掉块、坡体湿陷变形、崩塌、滑塌、泥流等几种，其中滑塌最常见。黄土高边坡变形破坏模式主要有滑塌、滑坡的破坏模式；崩塌破坏模式和坡面破坏模式等三种。     

挂网锚喷在岩质边坡崩塌灾害治理工程中的应用

 以上犹县东山寺崩塌治理工程为例，根据山体岩石易产生崩塌的原因及岩石的结构特点，采用挂网锚喷技术治理岩质高边坡崩塌灾害，文中阐述了岩质边坡治理设计方案，此方案技术可行，施工方便，工程费用较低，可供岩土工程勘察、设计和施工人员参考。     

黄石市一门一西路南侧余家山高边坡整治技术

黄石市西塞山区属低山丘陵区,由于受地理环境的影响,人类工程活动(建房、建厂、市政设施和公路改建等)引发大量的高边坡,同时也给周边环境带来了负面影响,引发崩塌、滑坡等地质灾害。介绍黄石市一门一西路南侧余家山高边坡整治工程的设计与施工,提出该高边坡采用坡面整形、挂土工网喷砼、锚喷和预应力锚杆等综合治理方案,取得较好的成功经验,为该地区今后边坡工程的综合防治提供借鉴。     

压力分散型锚索在高边坡支护中的应用

预应力锚索在高边坡支护治理工程中得到广泛应用,压力分散型锚索能提供更大的锚固力,是治理破碎高边坡的重要手段。近年来在公路市政边坡、水利水电和建筑边坡的支护设计中较多采用,压力分散性锚索在高边坡支护实际应用上取得了较好的效果。根据预应力锚索在高边坡治理工程中的应用实例,针对其施工技术规范要求、技术特点、施工工艺、施工中的关键环节及经济效益结合工程实例进行了论述,为高边坡支护设计和施工提供了宝贵经验。     

黄石市—门—西路南侧余家山高边坡整治技术

黄石市西塞山区属低山丘陵区，由于受地理环境的影响，人类工程活动（建房、建厂、市政设施和公路改建等）引发大量的高边坡，同时也给周边环境带来了负面影响，引发崩塌、滑坡等地质灾害。介绍黄石市—门—西路南侧余家山高边坡整治工程的设计与施工，提出该高边坡采用坡面整形、挂土工网喷砼、锚喷和预应力锚杆等综合治理方案，取得较好的成功经验，为该地区今后边坡工程的综合防治提供借鉴。     

七里坡小学高边坡稳定性分析及生态防护治理

在对七里坡小学高边坡进行勘探,查明边坡地质条件、稳定影响因素及节理裂隙特征的基础上,采用赤平投影法和极限平衡法对边坡进行了稳定性分析。分析结果显示,高边坡整体处于稳定状态,但在暴雨或连续降雨的不利情况下,边坡局部会逐渐趋于欠稳定状态,极易发生坡体前缘基岩局部崩塌和顶部土体失稳。根据该地区气候、环境及以往经验,提出采用锚拉式肋柱挡墙、锚索框架梁、排水与生态绿化相结合的综合措施对边坡进行防护,实施效果良好。     

偏心跟管钻进技术在公路高边坡加固工程中的应用

介绍了偏心跟管钻进技术在西安—安康高速公路某高边坡破碎地层中的成孔工艺、施工配套设施和相应的技术措施。     

预应力锚索+系统挂网锚杆在人工高边坡支护中的应用

以河北钢铁集团舞钢新建厂区北边坡第4工段支护工程为例,介绍了预应力锚索和系统挂网锚杆的支护结构在破碎的岩石高边坡支护中的应用。     

高应力区岩石统计损伤本构模型及能量耗散研究

为了反映高应力区岩石变形破坏全过程,通过引入双参数抛物线型Mohr强度准则,建立适用于高应力区岩体的微元强度度量方式,并假定由该度量方式得到的微元强度服从幂函数概率密度分布,结合连续损伤理论,考虑损伤变量修正,建立一个新的适用于高应力区岩体的统计损伤本构模型。以高应力区英安岩为验证对象,进行常规三轴压缩试验,依据岩石应力-应变曲线特征,给出模型参数确定方法。引用基于线性Mohr强度准则而建适用于浅部低应力水平岩石的相关统计损伤模型,利用该模型和本文所建模型对英安岩试验数据进行验证,对比试验曲线和理论曲线,证明本文所建模型的可行性。分析高应力区岩石的损伤累积和能量耗散,从能量的角度证明损伤修正系数的正确性,分析岩石变形破坏过程中的能量变化规律,体现本文所建模型的合理性。     

基于Weibull分布的巷道围岩开挖损伤分析

首先,在假定微元强度服从双参数Weibull分布的基础上,分析了围岩微元破坏概率和临界破坏概率,依据围岩完整程度不同,分析了巷道开挖后的围岩损伤;随后,运用岩石破裂过程分析软件RFPA,分别对不同均质度的巷道围岩开挖损伤进行了数值模拟分析。结果表明,伴随围岩均质度增加即围岩完整程度增加,围岩起始损伤延后,临界破坏概率越来越小;在围岩微元所受载荷达到其统计平均抗压强度前,围岩的均质度越低其巷道开挖后的围岩损伤值越大;在微元所受载荷达到统计平均抗压强度后,围岩均质度越高其巷道开挖后的围岩损伤值越大,其巷道开挖后的危险率越高,且往往具有突发性;巷道开挖后的围岩损伤破坏程度与围岩完整程度和抗压强度关系密切;分析结果与模拟结果是一致的。     

混合岩变形及损伤演化试验研究

利用SAM-2000型岩石伺服试验系统和DS2声发射监测仪,对混合岩进行三轴压缩声发射试验,根据声发射参数,分析三轴压缩条件下岩石的损伤演化特征。试验结果表明:轴应变随着围压的变化呈线性正相关关系;每当混合岩岩样出现裂缝时,累计声发射振铃计数数值即发生骤增,且随着围压的增大,岩石破裂前声发射特征参数呈突发性特征;建立了混合岩体应变损伤演化模型,该混合岩体应变损伤演化模型描述混合岩损伤过程分为初始损伤阶段、损伤稳定发展阶段、损伤加速发展阶段和损伤破坏阶段;低围压下混合岩主要发生弹脆性破坏,随着围压的增大,混合岩由弹脆性向延性转换,混合岩在20MPa围压压缩过程中由延性转化为塑性。该结果合理地反映了由低围压到高围压,混合岩由弹脆性到弹延性再到弹塑性的转化。     

岩石在不同应力幅值下受低频循环扰动的力学特性试验

设计3种不同类型的岩石在不同应力幅值下的循环扰动试验。试验结果表明:当扰动应力幅值较小时,岩石在循环加载下出现弹性模量强化效应,不同类型的岩石弹性模量强化程度不同;循环动力扰动加载试验存在应力上限门槛值,只有大于应力上限门槛值,试样才会发生破坏;扰动应力幅值对岩石的破坏影响显著,在高应力幅值下,循环次数迅速减少;在低应力幅值下,试件破坏形态为剪切破坏,在高应力幅值下,破坏形态复杂,出现板裂化破坏和碎块弹射。建立了循环扰动作用下的应变损伤模型,通过分析不同应力幅值下损伤变量的变化规律,得出如下结论:岩石损伤可划分为迅速增长阶段、平稳发展阶段、快速增大阶段,且随着扰动应力幅值的增加,平稳发展阶段的循环数显著减少;当应力幅值提高,损伤变量变化率显著提高,应变迅速增加,岩石破坏。     

基于FLAC3D模拟的深部岩体爆破损伤规律研究

在高应力和爆炸载荷共同作用下,深部岩体的损伤和破坏将是一个复杂的动态演化过程。为了对深部岩体爆破损伤破坏的机理及影响因素进行深入细致的研究,利用FLAC3D非线性动力分析手段对不同爆炸峰值应力、不同加载速率及不同静应力对岩体爆破损伤量的影响进行研究,同时探讨了爆破损伤破坏区域随动态加载时间的扩展规律,以定性和定量的方式对爆炸后损伤区进行分析和评估。研究表明：不同峰值应力主要影响应力波上升阶段岩体损伤区域和损伤量的大小,不同的加载速率主要影响损伤区的发展速度,而不同的静应力主要影响拉伸破坏区域的最终形态及拉伸破坏量。研究为深部岩体爆破开挖设计提供一定参考。     

基于岩体冻融损伤特性的高海拔高寒地区露天矿边坡岩体力学参数修正方法研究

高海拔高寒地区露天矿边坡岩体的冻融损伤特性对边坡稳定性至关重要。以某高海拔高寒地区露天矿边坡为工程背景,深入分析了冻融循环作用下高寒地区岩体力学特性的变化规律,创新性的提出了基于岩体冻融损伤特性的高海拔高寒地区露天矿边坡岩体力学参数的修正方法,并运用于该露天矿边坡岩体力学参数的修正,得到了可反映岩体冻融损伤的力学参数组,为露天矿开采边坡角的确定和边坡稳定性分析提供了可靠的基础数据。     

基于岩体冻融损伤特性的高海拔高寒地区露天矿边坡 岩体力学参数修正方法

高海拔高寒地区露天矿边坡岩体的冻融损伤特性对边坡稳定性至关重要。以某高海拔高寒地区露天矿边坡为工程背景,深入分析了冻融循环作用下高寒地区岩体力学特性的变化规律,创新性的提出了基于岩体冻融损伤特性的高海拔高寒地区露天矿边坡岩体力学参数的修正方法,并运用于该露天矿边坡岩体力学参数的修正,得到了可反映岩体冻融损伤的力学参数组,为露天矿开采边坡角的确定和边坡稳定性分析提供了可靠的基础数据。     

破碎磷矿体力学特性及等效损伤规律研究

针对宜昌地区磷矿体破碎、节理裂隙发育等特点,进行多围压三轴压缩试验,建立三轴压缩等效耦合损伤变量模型,研究不同围压作用下破碎岩体压缩变形特性和损伤规律,揭示破碎岩体节理裂隙、围压大小、损伤特性、力学强度的相互影响关系。研究表明:围压的增加,可有效提高破碎岩体力学强度,并减小岩体损伤变量的谷值。在高围压作用下,破碎岩体应力应变曲线峰值处近似"折线状",峰值处呈脆性破坏,破坏后峰值强度迅速衰减;低围压作用下,峰值处岩石试样呈现弹塑性破坏,峰值强度衰减缓慢。     

采动过程中底板岩层变形破坏与损伤机理分析

底板岩层在采动过程中的变形破坏取决于底板的应力场和原生缺陷分布。为了研究底板岩层破坏的细观机理,描述底板岩层的裂隙演化,在分析煤层底板应力环境的基础上,基于岩石工程破坏准则,采用连续介质损伤力学和几何损伤理论的研究方法将损伤、渗流及孔隙率演化等相互耦合的有效应力概念引入莫尔-库仑(Mohr-Coulomb)破坏准则,建立了煤层底板脆性裂隙岩体介质在孔隙水压力作用下受采动影响的脆性动力损伤发展和孔隙率演变模型。并应用该模型对谢桥矿8#煤层开采过程中的底板变形破坏特征和裂隙水的迁移活动规律进行了脆性动力损伤分析。该损伤力学模型可用于煤层底板稳定性分析。     

基于岩石表面位移场的超声波振动下花岗岩损伤特性试验研究

超声波振动碎岩技术作为解决硬岩钻进难题的新方法,其技术可行性受到国内外学者的大量验证,但是对于超声波振动下硬岩破碎机理的认识还存在不足。超声波振动下岩石表面径向响应位移与内部损伤状态存在着必然的联系,本文通过监测岩石在超声波振动过程中表面不同深度处的径向响应位移,利用应力波传播理论从能量耗散角度分析了岩石表面不同深度监测点径向响应位移的时空演化与岩石内部损伤发展的关系,得出超声波振动下岩石损伤主要由振动头高频冲击岩石造成的Hertz锥形环状裂纹和超声波振动交变应力产生的疲劳拉伸裂纹造成的,Hertz锥形环状裂纹的扩展深度为10 mm,疲劳损伤裂纹主要在10~20 mm深度处产生,超声波振动下岩石发生局部宏观破碎前存在着明显的径向响应位移征兆,岩石表面径向响应位移可以作为超声波振动下的破坏判据。本文的研究对于丰富超声波振动下硬岩的破碎机理具有重要意义。