水对岩质边坡倾倒变形影响的DDA模拟

大量工程实例表明,水位变动与水库库岸岩质边坡的变形失稳有紧密联系。本文基于非连续介质力学的DDA(Discontinous Deformation Analysis)方法,采用经典的 Goodman 倾倒模型,对边坡进行倾倒变形及失稳过程模拟,分析了岩质边坡倾倒变形的机理、影响因素,变形稳定和整体失稳的控制条件。在此基础上,考虑水的浮托力和渗透力的作用,模拟了水对岩质边坡倾倒变形的触发作用以及水位变动对变形的影响,分析了水对岩质边坡安全系数的影响。模拟结果显示,发生倾倒变形的安全系数远小于整体稳定安全系数;坡脚的稳定性对边坡的整体稳定起控制作用,坡脚的滑移是边坡发生倾倒变形的必要条件;水的作用降低了坡脚的稳定性,一定条件下是边坡进一步发生倾倒变形的触发因素。     

岩质边坡倾倒破坏的非连续变形分析

岩质边坡倾倒破坏存在块体的滑移、转动,及块体本身的折断。常规的离散元、非连续变形分析方法(DDA)虽然擅长处理块体的滑移和转动,但不能模拟连续体本身的破坏。然而通过在DDA方法中引入虚拟节理和真实节理的概念(即DDARF方法),用真实节理表征岩体中已经存在的天然节理、层面等,用起粘结作用的虚拟节理表征连续体。该方法可模拟连续体的变形及连续体的破坏。为此,首先对DDARF方法中的虚拟节理模型进行了着重的介绍。然后利用DDARF方法对龙滩边坡倾倒破坏的离心模型试验进行研究。研究结果表明,反倾块体的下部几乎没有明显的位移,而位于破坏面以上的部分产生明显的倾倒位移,导致在反倾块体的中部发生弯折破坏,形成贯通整个坡体的破坏面。数值模拟结果与离心模拟试验结果吻合得很好,验证了DDARF方法的有效性。     

某水电站边坡倾倒变形破坏模式及形成机制探讨

从该水电站特殊的工程地质背景出发,以岩体结构特征及工程地质条件为基础,在分析倾倒变形模式的同时,运用二维离散元的方法模拟了边坡倾倒变形的发展过程,进一步分析了倾倒变形的形成机制。     

西部某水电站导流明渠边坡倾倒变形现象研究

随着人类工程活动不断增多,不同工程领域均出现了岩质边坡倾倒变形现象。为研究该现象, 以西部某水电站右岸岩质边坡为例,在工程地质特征调查基础上,通过对比分析位移监测资料,研究边 坡倾倒弯折特征。基于ＡｒｃＧＩＳ（克里金插值法）,还原了边坡三阶段（开挖前、开挖完成、支护完成）变形 演化过程,揭示了坡体变形发展规律。基于ＵＤＥＣ,通过建立坡体二维地质模型,针对边坡三种工况,分 析了坡体发生倾倒变形的地质成因,进一步阐明了倾倒变形现象发生的内在实质。借助ＡｒｃＧＩＳ、ＵＤＥＣ 及位移监测结果,分析了导流明渠边坡倾倒变形特征,查明了其成因。     

苗尾水电站右岸倾倒变形边坡加固设计

苗尾水电站在施工中出现多次坝基边坡倾倒变形。在调研坝址区工程地质水文气象资料的基础上,分析了坝址区岩体结构及岩体倾倒变形的基本特征、倾倒岩体的稳定性及失稳机制,并据此得出大坝右岸坝基边坡倾倒变形的变化规律。在此基础上结合现场实际,采取了一系列必要的工程措施进行加固处理,相关经验可供类似工程借鉴。     

里底水电站坝址右岸倾倒变形岩体成因机制和变形程度

以里底水电站坝址右岸岩体结构特征为基础,分析了岩体倾倒变形的成因机制.通过对右岸勘探平硐揭露岩层产状的详细量测,结合硐壁物探测试成果,建立了倾倒强烈程度的分级体系,对右岸倾倒岩体进行了划分,为边坡稳定性评价确定了控制边界.     

库水作用下倾倒体变形特征及机制分析

以九寨沟县某水电工程边坡为例,在变形迹象调查基础上布设变形监测,查明了库水作用下倾倒体的变形特征,分析倾倒体稳定性影响因素,结合钻探成果,得出库水作用下倾倒体的变形破坏机制,确定运用刚体极限平衡法对研究区倾倒体在不同工况下的稳定性作出分析与评价。     

反倾层状岩质边坡倾倒变形破坏机理综述

倾倒变形破坏常见于层状岩质边坡工程,其机理研究对边坡稳定性分析具有重大意义。在国内外相关研究基础上对弯曲倾倒、块状倾倒及块状弯曲倾倒3种不同破坏模式进行了分析,就边坡几何形状、岩层强度和长细比、层面力学参数、地下水、开挖作用等因素对倾倒变形的影响进行了阐述,介绍了倾倒变形破坏机理在物理模型试验、极限平衡、数值模拟3种方法中的研究进展,指出了不同方法的适用性和优缺点,说明了研究中需要改进和深化的内容。     

溪洛渡库区星光三组岸坡倾倒变形成因机制分析

溪洛渡库区星光三组岸坡发生了严重的倾倒变形破坏,由原本的顺层斜坡变为反倾边坡,像星光三组这类特殊的倾倒变形体由于其成因机制与常规的倾倒变形体不同而受到了许多学者的关注.详细描述了星光三组变形体的工程地质条件、变形破坏特征,并基于数值模拟对该倾倒变形体的成因机制进行了分析.结果表明:星光三组岸坡岩层呈现软硬互层的薄层结构...     

澜沧江某水电工程大型倾倒变形体边坡成因机制

在现场调查资料的基础上,结合倾倒变形体边坡地形地貌特征、地层岩性特征、结构面发育特征、河谷地应力以及岩体力学性能的差异等方面对澜沧江某水电工程大型倾倒变形体边坡的成因机制进行了综合分析。结果表明:该大型倾倒变形体边坡地形上呈单薄、突出、三面临空的山梁;地层以薄层陡倾状岩体为主,并且在河谷下切过程中,砂岩和板岩将会出现差异卸荷回弹;边坡岩体中发育与倾倒变形体变形方向一致或相反的裂隙,有利于倾倒变形体的初始变形;河谷下切之前现今地面线附近岩体原始积累的地应力较高,当河谷下切至现今地面线时岩体卸荷强烈;在上述原因的共同作用下,倾倒变形体边坡向临空面发生大规模的倾倒变形。     

基于非连续变形分析的水库岩体边坡稳定分析方法

非连续变形分析(DiscontinuousDeformationAnalysis,DDA)是基于运动学理论的块体系统分析方法,它严格遵循经典力学规则,以位移为未知函数,可在没有块体相互嵌入的加载条件下获得块体系统的大变形结果。本文基于这一方法,分析了岩体边坡的变形规律,提出了岩体边坡破坏时极限摩擦角的确定方法。利用安全系数的概念,考虑库水位骤降时的地下水渗透压力的作用,对水库边坡进行稳定分析,得到了多种水位变化条件下,岩体边坡的稳定安全系数。     

反倾层状岩质边坡倾倒破坏的离心模型试验研究

针对反倾层状岩质边坡倾倒破坏机理认识的不足,采用平板玻璃作为相似材料,开展不同边坡坡角及岩层反倾角组合条件下的多组离心模型试验;结合图像量测技术,综合分析坡体在离心加载条件下变形倾倒特征,提出反倾层状岩质边坡典型倾倒破坏模式和倾倒破裂面位置的确定方法。研究表明:坡体倾倒变形主要发生在破裂面以上,坡趾岩层起到抗倾倒作用,变形过程分为位移量稳定增长和位移量加速增长两个阶段;坡体倾倒破坏模式经历坡趾岩层断裂、近坡顶张拉裂缝产生、岩层折断渐进式延伸及裂缝贯通瞬间倾倒4个阶段;边坡坡角及岩层反倾角影响坡体破坏时的临界坡高与破裂面位置,可通过计算位移矢量方向确定破裂面位置。上述研究成果,为反倾层状岩质边坡的破坏理论发展、工程地质灾害评价及防灾减灾提供参考。     

硬质岩边坡“坠覆”变形机理探讨

介绍发现于三叠系中统巴东组(T2b)软弱碎屑岩地层之中、人们在三峡库区库岸稳定研究过程中所提出的斜坡变形破坏形式——"坠覆体"——的概念。通过对浙江省中部某近坝库岸的大范围堆积体进行初步研究,结果表明,裂隙发育的硬质岩高陡边坡,由于受卸荷松动和风化作用的综合影响,也会产生"坠覆体"堆积。探讨该"坠覆体"堆积的形成机理。对软、硬岩层的坠溃变形情况进行了对比和分析。     

具有复杂变形特征的倾倒变形岩体分带及稳定性

倾倒变形是河谷地区层状岩质边坡一种典型的变形破坏方式。星光三组倾倒变形岩体位于溪洛渡水电站库区,变形体范围内地层从寒武系筇竹寺组至志留系连续分布,碎屑岩与碳酸盐岩表现出复杂的倾倒变形特征。为全面评价变形体的稳定性,借鉴《水力发电工程地质勘察规范》,建立倾倒变形分带标准并确定各带的岩体质量级别;在此基础上,综合各类岩体的岩石室内试验成果和坝基岩体力学参数经验值,采用工程类比方法确定出各变形带不同岩性的物理力学参数;选取岸坡强变形区,运用极限平衡方法进行稳定性计算,其结果与蓄水后岸坡表现出的变形迹象吻合。研究结果对倾倒变形岩体的稳定性评价有一定的借鉴意义。     

陡倾顺层岩质斜坡动力倾倒变形机理研究

通常认为顺层岩质斜坡动力变形破坏以滑移—拉裂、滑移—弯曲模式为主,但是通过现场调研发现,在陡倾顺层斜坡中存在一类特殊的动力变形破坏方式——倾倒变形。为了得出该类型斜坡动力倾倒变形机理,以四川汶川县水磨沟陡倾软硬相间顺层斜坡在"5.12"汶川地震作用下失稳为例,在充分总结滑坡区工程地质条件和分析其动力破坏特征后,利用二维离散元数值模拟方法开展研究。结果表明:在地震荷载作用下,在斜坡表面PGA放大系数随着高程的增加总体表现节律性变化,在坡肩呈现峰值;斜坡失稳机理为坡内软岩和硬岩差异式拉剪破坏导致层面抗剪强度急剧降低,岩土体沿优势层面下滑;由于坡体下部岩层锁固作用,坡体向下滑动受阻,坡脚附近岩土体翘曲隆起,而坡顶震裂松弛岩土体在巨大地震惯性力下沿优势结构面滑动剪出过程中,受坡肩"关键块体"阻挡而向临空面发生倾倒变形,整个斜坡发生滑移—下部弯曲—上部倾倒式失稳破坏。研究成果为类似地区的边坡工程地震失稳分析提供参考和依据。     

三峡工程双线五级船闸高边坡深层岩体变形监测

三峡工程双线五级船闸深层岩体变形监测成果表明,船闸开挖引起的岩体垂直变形表现为同弹,最大回弹变形10．39mm;岩体水平向位移表现为向闸室方向,最大变形为26．14mm,随着开挖的结束,变形基本趋于稳定,目前高边坡深层岩体处于稳定状态。     

DDA模拟岩体张拉破坏的精确性研究

准确分析岩体结构面张拉破坏状态,对于正确处理岩质工程问题极为重要。DDA已经广泛应用于岩土工程领域,然而针对准确分析岩体结构面张拉破坏状态研究较少,为此开展DDA分析张拉破坏状态准确性研究。以经典倾斜台上块体张拉破坏以及倾倒破坏离心机物理模型试验为模拟对象,对原DDA(O-DDA)以及引入二相接触本构关系的DDA(T-DDA)分析张拉破坏状态准确性比对校核。结果表明:DDA计算张力时会出现震荡现象,即初始会出现偏离理论值的峰值计算张力,随后慢慢收敛至理论值,这一现象主要受DDA控制参数中罚弹簧和时间步长影响。为降低计算张力震荡程度,提出了两种参数的优化选择方案。然而,即便在合理选择两种参数情况下,O-DDA分析结构面张拉破坏状态准确性严重依赖于峰值计算张力,误差较大;相比之下,T-DDA克服了依赖峰值张力判断张拉破坏缺陷,在一定程度上降低震荡现象导致的误差,并且软化系数的合理选择也有助于改进DDA模拟张拉破坏的精度。研究成果对改进DDA分析岩土工程中倾倒破坏类问题具有重要意义。     

班多水电站左岸Ⅰ号倾倒体破坏机制分析

分析黄河班多水电站左岸Ⅰ号倾倒体发育的地质环境和倾倒变形体的主要特征:岩层倾角自岸坡水平向里由缓变陡;倾倒、弯曲、拉裂变形显著;弹性波速较低等。根据这些特征,运用地质-力学分析法阐述倾倒体的变形机制;用离散元方法对地质原型进行模拟。分析表明倾倒体的失稳破坏方式主要以沿潜在折断面的剪切蠕滑为主,并伴以沿板理面发生错动、倾倒,最终将以滑坡形式结束整个变形过程。     

岩质边坡倾倒破坏的稳定分析方法

本文提出了一种边坡倾倒破坏地质力学模型的概化方法，并对Ｇｏｏｄｍａｎ和Ｂｒａｙ的极限平衡分析理论作了改进，改进后的方法考虑了岩体结构面的具体分布特征和岩体结构面连通率即岩桥的作用。该方法已在龙滩工程中实际应用。