大岗山水电站枢纽区右岸边坡坡体结构分析

大岗山水电站地应力高、地震烈度高,右岸边坡卸荷风化强烈、结构发育,其中发育倾坡外的软弱结构面,对边坡稳定不利。从右岸边坡的地层岩性、工程地质岩组、控制性结构面、控制性结构面与临空面关系出发,开展了右岸边坡坡体结构类型及破坏模式分析研究。通过研究影响边坡的坡体结构因素,得出工程地质岩组、控制性结构面与临空面的关系两个因素是影响枢纽区右岸边坡稳定的主要因素,决定了影响边坡整体稳定的坡体结构分类。得出右岸边坡坡体结构类型主要为:块状型坡体结构中的楔体型坡体结构和构造断层型(滑面)坡体结构中的深卸荷破裂型坡体结构,相应破坏模式为块体破坏和深卸荷破裂型破坏。     

汤屯高速公路顺层岩质边坡变形机制分析及治理对策研究

通过对汤屯高速公路顺层边坡现场工程地质条件的系统调查,首先对边坡的岩体结构类型及其成因机制、结构面与坡面组合特征进行细致研究,在此基础上通过FLAC^3D数值模拟,结合工程地质条件分析,对其变形破坏机制进行深入探讨。研究结果表明,边坡处于滑移弯曲–滑移拉裂复合型滑坡的初始阶段,边坡的变形受层间软弱夹层及岩体结构控制作用明显,坡体中上部块体沿层间软弱夹层产生滑动,受下部岩体约束,在坡体最薄弱部位–开挖面附近产生弯曲变形;受弯曲部位推力作用,第一级边坡碎裂岩体中逐渐产生剪切滑动面,并与弯曲部位岩体中滑移切出面贯通,最终破坏。基于变形机制分析的治理措施将重点放在控制碎裂岩体和潜在剪出口的变形上,监测结果表明,边坡达到稳定性要求。     

某复杂高边坡支护结构设计及变形监测分析

某复杂建筑高边坡紧邻深基坑,边坡采用锚喷支护结构和毛石挡土墙支护结构,基坑采用桩锚支护结构。在基坑开挖过程中,进行了变形和锚索轴力监测,重点对水平位移、深层土体位移及裂缝进行了监测。结果分析表明,桩锚支护结构能有效控制基坑变形,基坑呈倾覆破坏趋势,边坡呈滑动的破坏模式,且滑动面在不断扩展并形成新滑移体。降雨导致坡体易发生突发性变形,由降雨产生的边坡变形占总变形的比例可达50%以上;在支护结构全部锚索张拉锁定后,基坑开挖对坡体的变形影响较小。在边坡发生单次大变形后,软弱结构面以及岩土体的蠕变仍会形成较大坡体的变形。     

中国红层边坡岩体结构类型的研究

在详细考虑了红层边坡岩体的特征之后,选择了4个对岩体结构和边坡稳定性影响最大的因素,作为红层边坡岩体结构类型划分的依据:红层岩层面、层间软弱夹层的特征及其与边坡面相互交切的关系;岩体中的构造结构面的发育情况和组合特征及其与边坡面的交切关系;红层边坡岩体岩性的组合特征;上覆堆积土的红层边坡岩体的二元结构。按红层边坡岩体结构状态,把红层边坡岩体结构划分为4种,然后又按红层边坡岩体的岩性组合特征、岩层产状与坡面产状的关系、结构面的发育情况及其与坡面的关系、以及上覆堆积土的边坡岩体的坡顶线形状和岩土组合特征细分为13个类型和亚类。该分类详细,分类表中附有各类边坡岩体结构的工程地质评价、易发生的病害类型和工程建议,便于实际应用和推广。     

顺层岩质边坡变形演化成因分析及治理研究

桂梧高速公路某段边坡,开挖至第三级边坡时,发生山体滑移。野外工程地质调查发现岩体中存在一组相互正交的共轭节理及多层顺坡糜棱状软弱夹层。通过对其结构面与坡面组合特征的细致研究,阐述了其变形破坏机制。研究结果表明,边坡为倾覆-滑移拉裂的渐进破坏模式,边坡的岩体结构及层间软弱夹层一起构成控制边坡变形的主要因素。基于以上的分析,边坡治理措施将重点放在控制软弱夹层与节理裂隙面的变形上。     

岩质边坡破坏模式与结构面因素

本文简要介绍了建筑岩质边坡与土质边坡及滑坡的不同之处和岩质之坡的变形破坏过程及破坏模式,着重阐述了结构面在岩质边坡破坏中的控制因素及支护原则。     

矢量图解法在边坡稳定性评价中的应用

控制岩质边坡稳定性的主要因素,是岩体的结构面。岩质边坡的稳定性评价,通常是通过分析结构面与坡面的关系进行的。在极坐标上坡面和结构面都可用矢量表示,结构面矢量与坡面矢量之间夾角和模的大小能准确反映两者之间的关系。本文从这一点出发提出了一种评价边坡稳定性的新方法。     

边坡加固机理探讨

笔根据参与的十几个岩土边坡加固设计,审查和施工体验对边坡加固中预应力锚索传力深度,自由段概念,削坡开挖边坡安全系数,群锚形成“岩壳”,补赏张拉等问题进行了讨论。中介绍了边坡治理中开挖控制变形工法。工法的主要素为：安全监测,超前支护,分层分段开挖,及时进行坡面支护,加强边坡底部支护和施工工艺管理。中着重讨论了预应力锚索钻孔中水泥砂浆芯柱受力分析,把问题归结为压杆稳定提出了预应力锚梁结构。该结构大大提高了预应力锚索的承载力。     

长河坝水电站右坝肩边坡裂缝成因分析

 大渡河长河坝水电站右岸坝肩边坡属于高陡岩质边坡,在开挖过程中先后出现16条贯通性裂缝,对边坡稳定与后续施工安全均存在影响。结合工程地质条件、岩体结构特征与监测成果,确定坡体的主要变形区域和主滑方向,分析坡体变形与裂缝形成的主要成因,以及边坡的潜在失稳模式,提出进一步开挖与支护建议。开挖使J1组结构面临空,导致边坡下部岩体沿J1组结构面产生剪切滑移变形,上部岩体沿J4组结构面产生拉裂,坡顶板裂状岩体倾倒变形;F0断层及其下盘岩体压缩变形,上盘岩体下沉加剧这种变形破裂。边坡变形破坏模式为前缘滑移–中部拉裂–后缘倾倒型破坏。采取强化加固措施后,裂缝变形得到控制,边坡基本达到稳定要求。     

地震作用下黄土边坡震陷破坏的动力离心模型试验研究

为研究黄土边坡地震动响应机制,以兰州地区典型边坡为原型,设计并完成了几何比尺1∶20的原状黄土边坡动力离心模型试验。系统地研究了黄土边坡的地震动力响应特性、黄土边坡的稳定性和震陷变形规律。表明黄土边坡的加速度放大效应随坡高呈非线性增大变化,且在坡体顶部到达最大;边坡坡面的动力放大效应大于坡体内的动力放大效应;边坡断面内坡肩下动力放大效应大于坡中下动力放大效应。强震作用下黄土边坡破坏形式表现为坡顶有明显的震陷下沉,坡顶、坡肩及坡面出现大量的震动裂隙。由于坡肩及破面震陷变形,以及坡体内震动裂缝发展,边坡中下部坡面出现挤出、隆起变形,并向临空面方向产生移动。坡体内震动裂缝发展形成了潜在滑移面,为边坡产生整体滑移提供了条件。     

议《建筑边坡工程技术规范》中的岩体分类

《建筑边坡工程技术规范》提供了边坡岩体分类方法。该方法包含内容过多且非常复杂,导致分类的规律性较差,分类标准及尺度不太统一,岩体完整程度、结构面结合程度、外倾结构面等结构面产状、直立边坡自稳能力等分类条件相互矛盾、无从验证或选择性缺失,分类目的不是很明确及类别用途有不当之处,很难用于工程实践。规范中依据岩体类型选取边坡破裂角及岩体等效内摩擦角以评价岩质边坡稳定性的方法,理论及计算公式均存在着一定缺陷,工程适用性、可操作性及准确性均不太好,无丰富经验时不建议应用于实际工程。     

基于坡体结构的岩质边坡稳定性分析

充分利用地质资料建立正确的岩质边坡稳定性分析计算模型,对于获得正确的分析结果至关重要.根据地质资料建立坡体结构,由此建立分析计算模型.考虑到岩质边坡所经历的浅表生改造和受到自然营力作用而具有的特殊工程地质性质,坡体结构和现有岩体结构的概念存在较大差别,用这些差别来充实现有坡体结构的概念,由此建立的计算分析模型才能获得较为正确的稳定性分析结果.首先对比坡体结构和岩体结构的不同之处,重点论述建立坡体结构应考虑的问题(即边坡所在岩体的浅表生改造特征)、自然营力对坡体浅层的作用程度和影响范围、坡体地质力学模型涉及的范围等;结合地勘资料建立坡体结构,在此坡体结构上既要能体现边坡所在岩体的地质结构特征,又要能反映其特殊工程地质性,例如组成坡体的岩性、节理裂隙特征、地下水和地表水的作用、结构面形状及其充填物、浅表生改造形迹、风化与卸荷性等;再由坡体结构建立用于稳定性分析的计算模型,确定模型范围、计算参数、主控结构面位置、可能的失稳破坏模式等,在此基础上选用合适的分析理论进行坡体的二维或三维稳定性分析就能得出较为合理的结果.     

傍山隧洞爆破对结构面边坡振动效应的影响研究

为研究傍山隧洞爆破对含软弱结构面边坡的振动效应,基于平面有限元分析,对隧洞紧邻边坡的振动效应进行了分析。结果表明:不论是均质边坡还是结构面边坡,振速主要受爆心距的控制,在沿高程方向振速总体呈衰减趋势,局部部位出现高程放大现象;对于结构面边坡,由于结构面对波的反射叠加作用,在结构面位置处会发生突然上升后减小的现象,爆破监测中应重视结构面处的测点;结构面厚度越大,坡面振速峰值越大;结构面充填物材料参数性能越差,对应力波的反射和吸收就越多,坡面振速峰值越大;结构面起始位置高程越小,边坡坡面振速峰值越大;不同角度的结构面与坡面或坡顶等临空面形成几个界面,对波造成反射和折射现象,使得波的叠加增强,尤其体现在顺倾角度的结构面边坡。     

南宁软岩地层地铁车站深基坑变形规律分析

针对南宁地区特殊的地质地貌特征以及多级放坡-深基坑开挖联合支护体系的地铁车站建设,开展各级边坡及围护结构的变形规律分析研究。结果表明,桩顶有无支撑对其稳定性影响较大,不宜采用悬臂桩围护结构形式,且各级边坡因受深基坑开挖、自身支护结构、自重应力及岩体膨胀特性等方面的影响,坡顶及坡面发生不同程度水平变形和竖向隆起。     

反倾层状结构岩质边坡动力响应特性及破坏机制振动台模型试验研究

 采用物理模型试验,研究强震作用下反倾层状结构岩质边坡动力响应特征及破坏过程。试验结果表明：(1)加速度放大系数具有随坡高而增大,且越接近坡顶放大越明显的非线性高程效应及越接近坡表放大越强烈的非线性趋表效应。(2) 基本以3/4坡高为界,此高度以上,边坡水平加速度放大效应明显高于垂直加速度,而此高度以下,垂直加速度放大效应较明显。(3) 地震波频率对加速度放大系数影响最大,当地震波频率越接近坡体自振频率时,加速度放大越明显,且边坡出现波动特性的坡高越低。(4) 加速度峰值不改变动力加速度放大系数在坡体内的分布,但加速度峰值越高,边坡动力加速度放大系数越大。(5) 反倾层状结构边坡在地震力作用下的破坏过程主要为：地震诱发→坡顶结构面张开→坡体浅表层结构面张开→浅表层结构面张开数量增加、张开范围向深处发展,且坡体中出现块体剪断现象→边坡中、上部及表层岩体结构松动,坡体内出现顺坡向弧形贯通裂缝。试验中出现的变形分带现象进一步证明了动力加速度放大系数在坡体内分布的非线性。     

坡顶超载下加筋三维网–锚杆防护边坡的模型试验

为探究柔性防护下边坡的受力特性,设计并制作了加筋三维网–锚杆防护下的土质边坡模型,在模型内外设置了土压力盒、轴力计、百分表等元器件,通过在坡顶施加分级均布荷载,测试边坡的应力、变形和锚杆轴力的发展规律,并讨论边坡柔性防护结构的作用机制。结果表明:在坡顶超载作用下,边坡模型的变形与承载力依次经历了弹性压密、承载力发展和屈服破坏3个阶段;边坡坡面的侧向变形模式先是"中上部内凹、下部外凸"形,再随荷载增加转变为"整体外凸"式;边坡内部的侧向变形主要出现在靠坡面的中上部区域,其变形等值线呈圆弧状;坡面的竖向变形主要出现在边坡中上部,坡体内部的竖向变形主要出现在加载区的正下方;在坡顶超载作用下,上部锚杆的作用先发挥,受力也大于中下部的锚杆;锚杆强度宜采用渐进式设计。     

光纤传感技术在边坡模型试验中的应用

 关于边坡模型的坡体变形监测较为困难,将光纤传感技术应用于边坡模型试验尝试解决这一问题。构建边坡模型进行人工降雨试验,采用光纤布里渊散射光时域反射测量技术(BOTDR)监测坡体变形和光纤光栅(FBG)传感技术监测坡面变形。将BOTDR光纤分层埋入坡体不同位置,以边坡后缘模型箱为固定的参照点,监测坡体内不同位置的应变变化;将光纤光栅传感器铺设在坡面的不同位置,以坡面后缘为固定参照点,监测坡面各位置处位移变化。根据降雨前、降雨过程中及降雨后变形记录资料,得到边坡在降雨作用下的变形规律：在降雨初始一段时间内,边坡并没有明显变形,随着降雨时间的发展,坡体和坡面位移会出现突发性的大幅度增长,并且距坡面较近的土体产生较大的变形,坡体底部变形较小。总体规律是随着坡体深度的增大,坡体变形受降雨入渗的影响越来越不明显,这解释了降雨诱发的均质土坡破坏容易出现在浅层的原因。在坡面上,后缘产生较大位移,而坡体前端位移较小。降雨停止后,部分变形值会变小。试验结果表明,用光纤BOTDR和FBG传感技术监测有众多的优点,且光纤传感技术在岩土模型试验中具有良好的应用价值和前景。     

某具有软弱夹层的反倾岩坡变形特征探索

反倾岩坡的结构面倾向与边坡倾向相反,通常认为反倾岩坡的稳定性较强,因此相对于顺倾向坡而言,对反倾岩坡的研究较少,但工程实例表明对反倾边坡的稳定性研究意义重大。当反倾岩坡中有软弱岩层时,软弱结构面会对坡体变形产生影响,因此借助内、外观测成果对一具有软弱夹层的反倾岩坡进行研究,对其变形特征和变形机制进行分析。研究结果表明边坡在开挖过程中变形呈现"点头"现象,且在边坡变形体后缘出现拉裂缝。由于存在较厚的软弱层,坡体在倾倒变形的同时对软弱岩层压缩产生压缩蠕变,所以坡体整体变形模式为压缩-蠕变、倾倒-拉裂复合模式。软弱岩层对坡体变形具有一定控制作用,支护效果说明对穿锚索可以有效地约束坡体变形。     

单锚及群锚失效对边坡稳定性影响的模型试验研究

针对典型岩土体边坡,通过室内模拟试验,研究锚力变化或锚失效在群锚中引起的荷载转移现象,探讨群锚失效后边坡稳定性的劣化过程、失稳形态以及坡面设置格子梁对锚索张力及边坡稳定性的影响等问题。群锚抑制坡体的变形效应,可使岩体均匀性、整体性加强,增加韧性和承受大变形而不破坏的能力。群锚中某一锚索锚力变化会导致其承担的荷载在群锚内部发生较明显的转移现象,结构面压缩带同时被削弱,结构面的整体安全度降低;某一锚索的失效也会引起相邻锚索接连失效的多米洛效应,导致边坡稳定性急剧降低。坡面施加格子梁结构可调动坡面更大范围岩土体发挥自承能力,分担锚索承担的部分荷载,改善边坡的稳定性。岩坡加固设计中应注意格子梁结构强度与锚索锚固力相匹配。     

堆积层边坡开挖致滑的原位监测试验研究

近年来，随着高速公路、大型水利工程、深基坑工程的兴建，人为开挖边坡引起的工程事故越来越突出，尤其是在以堆积覆盖层为主的西部山区，人类的工程活动已经成为地质灾害的主要诱发因素。为了对切坡开挖诱发下的堆积层边坡的失稳机制有较深入的了解及研究边坡性状随时间变化的一些重要特性，在贵州晴隆选取一个典型的堆积层边坡进行现场开挖试验和原位综合监测。研究结果表明：堆积层边坡在切坡开挖影响下多发为浅层牵引式破坏，滑动变形区为坡面以下0～4m之内，变形量以坡面最大，变形形态为从坡面到坡面以下逐渐减小的松弛变形；此类堆积层边坡切坡开挖的警界临空高度为3m，临空高度超过3m的边坡应采取适当的防范措施；边坡开挖后裸露的堆积层边坡，在强降雨的影响下易发生滑塌事故，应提高警惕。