软硬岩互层边坡的破坏模式及稳定性研究

采用FLAC^3D强度折减法研究软硬岩互层边坡在不同岩层厚度组合h、不同岩层倾角下边坡的破坏模式和稳定性系数k。结果表明h对边坡的破坏模式影响较小,θ对边坡的破坏模式影响明显①水平层状边坡破坏模式为滑移—压致拉裂;随着θ的增大,顺倾向边坡破坏模式为滑移—拉裂、顺层滑移、滑移—溃曲、弯折—溃曲;直立边坡为弯折—崩塌破坏模式;反倾向边坡为滑移—溃曲和弯折—倾倒破坏模式。②缓倾向顺层边坡中,h的变化对边坡k影响很小,k由靠近坡脚处的软岩决定;其余层状边坡中,当软岩厚度不变时,k随着硬岩厚度的增大而增大,当硬岩厚度不变时,k随着软岩厚度的增大而减小。③随着θ的增大,顺倾向边坡中,k曲线呈现出先减后增的形状;反倾向边坡中,k曲线呈现出先增大后减小再增大的形状;软硬岩互层边坡总体稳定性趋势为,近直立层状边坡>陡倾向顺层边坡>反倾层状边坡>近水平层状边坡>缓倾向顺层边坡。     

软硬互层试样卸荷蠕变变形及强度特征研究

以卡拉水电站为背景,人工浇筑软硬互层试样,通过卸荷蠕变试验研究卡拉水电站坝址卸荷岩 体长期变形及强度特征。研究表明:软硬互层状试样在卸荷蠕变条件下,主要产生沿层面方向及垂直于 层面方向的裂纹,以拉张破坏为主,局部发生剪切破坏;当初始围压相同时,卸荷蠕变条件下的内聚力和 内摩擦角约为常规三轴条件下的６０．９％和５６．４％。考虑卸荷蠕变条件下的强度参数折减,选取卡拉水 电站典型剖面进行稳定性分析,计算结果表明边坡稳定性较好,但由于水电站运行时间较长,建议对潜 在不稳定块体开展监测工作。     

顺层边坡开挖变形破坏特征模型试验研究

以辽宁一处公路开挖边坡为研究对象,在现场调查的基础上获取边坡的工程地质条件。以相似原理为基础,使用底摩擦试验对边坡开挖后的变形破坏特征进行研究。试验结果表明:该含软弱夹层的顺层边坡的变形破坏机制为由下及上的渐进整体性破坏,开挖出露的底层软弱夹层控制了斜坡的整体破坏范围,其上的软弱夹层控制了各岩层间的相互错动。顺层斜坡在开挖时需尽可能降低开挖高度,提前采取防治措施治理。     

差异风化对软硬互层红层边坡变形控制研究

原本处于稳定的红层近水平软硬互层工程边坡,经过近5a的差异风化,局部会出现掉块现象,对公路的正常运营和行车安全造成威胁.选择具此特征的仁-赤高速元厚边坡为例,通过现场调查,获得该类边坡现场实际变形特征.在此基础上运用底摩擦试验及3DEC离散元数值模拟方法研究该类边坡变形破坏随差异风化的发展过程.结果表明:①元厚边坡的变...     

坝肩顺层岩边坡开挖支护方案数值模拟研究

顺层岩质边坡稳定性问题一直是困扰工程建设的一大难题,且目前关于边坡开挖支护安全评价往往仅针对施工完毕工况下进行,较少关注施工过程中的安全稳定性.因此在双龙水电站大坝右坝肩顺层岩边坡开挖支过程中,将边坡自上而下分为八级边坡依次采取不同措施进行支护,并用数值模拟方法分析边坡安全稳定性,结果显示:在边坡施工中坡体一直处于稳定...     

软硬互层顺向岩质边坡失稳变形的离散元模拟

在工程建设中,软硬互层边坡十分常见,受岩石材料非均质性与层间软弱结构面的影响,该类边坡的变形破坏特征较为复杂,而相关研究较少.为此,该文以山软硬互层岩层结构为原型,基于离散元分析软件PFC,建立了软层裸露和硬层裸露2种模型,对软硬互层顺向岩质边坡失稳变形开展了数值模拟研究,结果表明:2种软硬互层顺向边坡失稳过程差异明显...     

典型路堑高边坡开挖变形机制及应对措施研究

依托镇清高速回龙寨服务区K9+700.000左侧深挖路堑高边坡为研究对象,利用大型商用软件FLAC~(3D)模拟路堑高边坡开挖过程,通过分析高边坡分步开挖卸荷过程中的塑性区、应力应变以及水平位移的变化情况对典型路堑高边坡变形破坏机制的影响进行系统研究,并给出相应的应对措施。研究结果表明:开挖卸荷会导致坡体一定范围内塑性区、应力场、位移场的重新分布;开挖变形破坏机制主要表现在随着坡体不断刷方卸荷,各级坡面剪切塑性区不断发育并贯通,各级坡坡脚处产生剪切变形,剪切变形逐渐向坡顶以及坡体内延伸扩展并逐渐连通,形成贯通滑裂面,水平位移逐渐增大,坡面卸荷松弛,坡体逐渐失稳破坏;通过施做合适的加固措施在一定程度上能有效的阻止路堑高边坡多级变形破坏的发生。     

切坡影响下缓倾顺层红层边坡变形的演化过程

以德遂高速公路沿线典型缓倾顺层红层边坡为工程依托,依据地质分析及相似理论建立缓倾顺层红层边坡室内物理模型,采用开挖试验模拟实际工程切坡,研究坡体的变形演化过程。结果表明：缓倾角20°的顺层红层边坡随切坡呈现典型的拉裂[CD*2]滑移式破坏,坡体位移均随分级切坡不断增大,水平位移均高于竖直位移,同时切坡面附近产生的位移相对于坡体其他部位较大;坡体变形主要由切坡阶段卸荷变形及静置阶段蠕滑变形两部分组成,且切坡卸荷为蠕滑变形发展创造了基础条件;切坡至软弱泥岩夹层前卸荷变形大小及速率均高于蠕滑变形,切坡至软弱泥岩夹层后坡体卸荷变形低于蠕滑变形;切坡面附近部位应力受切坡扰动较为明显,而坡体中部及后缘应力受切坡扰动较小,但坡内应力总体呈现下降趋势,即应力随切坡逐步释放。     

考虑降雨作用的含张拉裂隙顺层岩坡稳定性分析

顺层岩质边坡的稳定性主要取决于软弱层面的性质和地下水对层面的水压力。而目前软弱层面的入渗渐进弱化作用对岩质边坡稳定性影响的分析方法仍不完善。探讨了张裂隙水对软弱夹层面的入渗渐进弱化模式,并结合水力作用给出了入渗作用下岩质边坡稳定性系数和临界降雨强度的表达式。研究结果表明:弱化作用和静水压力对边坡稳定性的影响均与后缘裂隙水位高度(h)和阶段表征值(λL)有关,其稳定性系数随后缘裂隙水位高度和阶段表征值的增加而减小;后缘裂隙临界水位高度和临界降雨强度并不是固定值,而是与边坡所处的入渗阶段有关。     

软岩隧洞典型开挖方法及塌方处理措施

在第三系与白垩系疏松软岩地层隧洞开挖施工中,根据围岩稳定及地下水出露状况,典型开挖方法有全断面法、微台阶法及短台阶法。由于地质不良,设计定位不当,施工方法不正确,将引起塌方,塌方处理应坚持“预防为主”的原则,做好地质勘察,施工方案的论证设计及施工过程中的监控量测工作。塌方处理应按照“小塌清,先支后清”、“大塌穿,先护后挖”及“治塌先治水”的原则进行。大塌方可采用侧壁导坑法及管棚法进行处理,并同时加强支护衬砌结构。     

软岩隧洞典型开挖方法及塌方处理措施

在第三系与白垩系疏松软岩地层隧洞开挖施工中,根据围岩稳定及地下水出露状况,采用的典型开挖方法有全断面法、微台阶法及短台阶法。由于地质不良、设计定位不当、施工方法不正确将引起塌方。对塌方的处理应坚持“预防为主”的原则,作好地质勘察、施工方案的论证设计及施工过程中的监控量测工作。塌方处理应按照“小塌清,先支后清”、“大塌穿,先护后挖”及“治塌先治水”的原则进行。大塌方可采用侧壁导坑法、迂回导坑法及管棚法进行处理,并同时加强监控量测及支护衬砌结构。     

节理化软岩开挖边坡变形及稳定性分析

南京秦淮东河铜家山段河道开挖后形成高度接近50 m的高边坡,边坡岩体主要为黄马青组(T_(2h))泥质粉砂岩,根据其饱和单轴抗压强度确定在地层岩石为软岩,岩体内发育多组包括层面在内的节理。边坡开挖后其稳定性受该组地层影响较大,本文采用有限元法对该边坡的变形和稳定性进行分析,计算时将岩体分别看作均质各向同性介质和节理化岩体两种情况来考虑。当将岩体看作均质各向同性材料时,开挖后边坡的变形较小,边坡稳定性系数满足安全性要求。当将岩体看作节理化岩体时,节理化有限元计算结果表明边坡变形较大,稳定性不满足安全性要求。分析结果表明,该软岩边坡的变形和稳定性受节理影响较大,考虑开挖后的加固设计时需要充分考虑岩体中节理对边坡的稳定性影响。     

小断面、大坡度隧洞顺坡开挖施工技术研究

在工程施工中,斜井施工具有体型控制难度大、开挖出渣运输困难、支护难、安全隐患大的特点,往往制约着整个工程的进度。结合马来西亚胡鲁项目应急-电缆-通风隧洞工程实际,对小断面、大坡度隧洞顺坡开挖、支护及安全保障等方面进行了研究,解决了在隧洞爆破、出渣及支护等方面遇到的技术难题,可为类似工程提供借鉴。     

基于离散元技术的软硬互层斜坡动力响应及失稳机理研究

为研究不同岩层倾角陡倾顺层软硬互层斜坡在地震作用下的动力响应及失稳机理,以汶川地震中干磨坊滑坡和水磨沟滑坡为原型,结合三维离散元技术开展两种软硬互层斜坡对比分析。动力响应分析结果表明:在相同地震荷载作用下,陡倾软硬互层60°斜坡模型的PGA(峰值地面加速度)放大系数随着高程的增加表现出非线性增长,在坡顶动力响应最为强烈;陡倾软硬互层80°斜坡模型PGA放大系数随着高程的增加表现出先增大后减小再增大的节律性变化,在坡高1/3处和坡肩部位动力响应最为强烈。失稳机理分析结果显示,在地震荷载作用下:陡倾软硬互层60°斜坡模型发生滑移-弯曲式溃滑,斜坡的破坏流程机制分为四个阶段,即①裂缝扩展-层间错动阶段、②坡脚岩体弯曲隆起阶段、③上部岩体横向滑移阶段、④弯曲剪断-整体失稳阶段;陡倾软硬互层80°斜坡模型发生滑移-下部弯曲-上部倾倒式破坏,斜坡的破坏流程机制分为四个阶段,即①微裂隙扩展阶段、②层间错动-局部裂隙贯通阶段、③下部岩体弯曲阶段、④上部岩体倾倒破坏阶段。     

顺层中倾角对岩质边坡稳定性影响及开挖方案研究

金波石料场顺层中倾角结构面发育,前期方案试算整体工程边坡开挖后稳定性差,根据刚体极限平衡法得出金波石料场滑面倾角α和临界等效岩层厚度h的关系以及坡面倾角β和临界坡高H的关系。并通过对比2种避让方案,确定最终的拟定方案。结果显示,方案一通过转角来调整开挖坡面与不利结构面的空间交切关系来提高边坡的稳定性,但其需要重新削坡揭顶,供料时间与大坝浇筑时间冲突;方案二采用中间留岩柱的方式,但设计底高程开采时间与蓄水时间冲突。最终采用上游侧保留中低高程岩体,并拓展下游侧开挖面,较好地避免了更多顺坡中倾角结构面的揭露。     

松散软岩隧洞开挖施工及坍塌变形处理措施

云南李仙江土卡河水电站右岸导流隧洞围岩普遍呈现软、弱、松、散等低强度的特点,围岩自稳能力差,成洞难度大。在长400 m洞身段中有近230 m的围岩为遇水、遇空气易软化坍塌变形的炭质页岩,给洞身的成型和施工安全,以及成型后的洞身稳定造成极大困难。施工中通过业主、设计、监理及承建单位的共同努力,采取安全有效措施,克服大小塌方28次,确保了导流隧洞的胜利完工。文章通过对松散软岩地质条件下,右岸导流隧洞开挖支护施工方法和坍塌变形处理经验的总结分析,对今后同类工程的施工提供了积极的借鉴和参考。     

软岩引水隧洞施工开挖过程围岩变形规律研究

以云南省滇中引水工程某段软岩引水隧洞建立实体模型,应用三维显式有限差分法程序FLAC3D对其施工开挖过程进行三维数值模拟。计算结果表明,软岩隧洞受到开挖面的空间约束效应,围岩应力逐步释放,相应围岩位移也逐渐增加;在横断面上,拱顶围岩沉降位移沿竖直径向的空间效应主要影响范围在3倍洞径(3D)左右,而拱腰围岩水平位移和拱底隆起位移在1.5D左右;掌子面向前推进过程中,掌子面的空间效应逐渐消失,拱顶、拱底位移在施工开挖面后方约2.5D~3D处趋于稳定,拱腰位移在约2D左右趋于稳定,围岩变形收敛:软岩隧洞需要及时施作初期支护,以提高围岩自承能力,限制位移的增长速度。     

水与顺层滑坡的关系及防治

近年来,由于水对边坡的影响而导致边坡失稳破坏产生大规模滑坡造成人员伤亡的事故越来越多,同时顺层滑坡占据了滑坡灾害的绝大多数,因此对顺层滑坡的成因及其防治措施的探究是十分必要的。众所周知影响顺层边坡稳定性的因素有很多,有结构面发育程度、坡高、坡面形状、坡角、岩土体强度等,而水则对其是否能破坏形成顺层滑坡起关键作用,文章重点分析水的各种性质对顺层边坡的影响并提出相应的滑坡防治措施和方法。     

水岩劣化特性对富水软岩基坑开挖变形影响研究

富水地层基坑开挖工程中,即使局部降水后,由于岩土体长期受到水岩劣化作用使其强度显著下降,开挖卸荷后引起严重的工程安全事故。以室内强度衰减试验结果为基础,通过理论分析推导得出新的水岩劣化模型进行参数拟合,并将理论模型编入模拟软件中,运用到深圳某富水地层基坑开挖项目稳定性分析中,计算结果更加接近实际工况,可为富水区地下工程开挖和支护设计提供参考。