基于Barton-Bandis非线性破坏准则的边坡破坏概率分析

鉴于岩体结构面粗糙度和壁岩强度的影响使结构面抗剪强度呈现非线性特征,传统极限平衡分析法采用平均值来表征岩体物理力学指标使评价结论未能充分顾及到指标的离散性,提出了基于Barton- Bandis非线性破坏准则的边坡破坏概率分析方法。通过野外地质测量获得岩体结构面轮廓曲线及回弹值,经过处理计算后分别获得结构面粗糙度系数JRC,壁岩强度JCS、基本摩擦角[?]b等参数的多组样本数据,并验 证了各参数样本数据的概率分布。基于Barton-Bandis准则建立了柏杨庙矿山边坡的稳定性分析模型,采用Morgenstern-Price法计算出该边坡的多组稳定性系数,通过蒙特卡罗法对其进行统计分析,确定了边坡的破 坏概率,并与传统极限平衡分析法的计算结果进行了对比分析。研究表明：基于Barton-Bandis准则的边坡破坏概率分析方法在进行边坡稳定性分析时充分考虑了岩体结构面抗剪强度的非线性特征和抗剪强度参数的离 散性,是岩质边坡稳定性分析的有效方法。     

基于改进Morgenstern-Price法的露天矿山边坡稳定性分析

为解决传统Morgenstern-Price法未考虑岩体抗剪强度参数离散性的问题,引入BartonBandis准则对Morgenstern-Price法进行改进,考虑了岩体结构面抗剪强度参数JRC,JCS,φ_r的离散性,充分呈现了岩体结构面特征参数的真实统计分布特征,并利用此方法对边坡稳定性进行了分析;而后结合改进的Rosenblueth法对边坡的破坏概率进行了计算。以凤田矿山为背景,利用改进的Morgenstern-Price法计算得到稳定性系数为1.013,说明凤田矿山处于欠稳定状态;其结合改进的Rosenblueth法得到边坡破坏概率为38.759%,说明凤田矿山处于中等危险状态。通过与其他方法的评价结果对比发现,改进的Morgenstern-Price法既能用于计算边坡稳定性系数,又能与改进的Rosenblueth法相结合计算边坡破坏概率,是一种方便、有效的边坡稳定性分析方法,可满足矿山边坡现场施工的要求。     

爆破震动及结构面渐进破坏对边坡稳定性影响

为了研究爆破震动及结构面渐进破坏对于边坡稳定性的影响,掌握爆破震动过程中的致损机理及稳定系数变化规律,根据结构面抗剪强度退化机理,明确了渐进破坏过程中抗剪强度变化规律;结合爆破动载荷的作用机理,修正了震动条件下抗滑力、下滑力的计算公式;基于此,推导出了平面和折面滑坡模式的时效稳定系数计算方法,并对哈尔乌素露天矿北端帮边坡稳定性进行研究。结果表明:结构面完好和贯通时的稳定系数分别为1.348和1.173。结构面渐进破坏过程中,边坡稳定系数呈线性递减,且递减的速度与岩体的黏聚力C呈正比;爆破震动作用下,边坡时效稳定系数以初始稳定系数为中心,响应震动加速度上下波动;爆破震动和结构面渐进损伤耦合作用下,边坡时效稳定系数在波动变化的同时呈现整体下滑趋势。     

动载下岩石边坡稳定性研究

采用拟动力法分析了岩石边坡在动载力作用下的极限承载力。采用Hoek-Brown强度准则描述岩体的抗剪特性,并得到等效的Mohr-Coulomb强度参数。基于离散法构建破坏模型,在此基础上,通过极限分析上限法推导并计算得到了极限承载力的上限解。分析表明,岩石本身强度参数对其稳定性影响比较明显;而水平动载加速度系数的影响明显大于竖直动载加速度系数的影响。初始时间差和岩体放大系数对极限承载力有显著影响。因此,在存在坡顶荷载的边坡稳定性设计中,应考虑因边坡地形等因素导致的动载作用放大的影响。     

密集节理化岩体边坡破坏反分析的实用方法(一)

在边坡截切密集节理化岩体的场合,可能因大型节理与小型节理的联合而穿经岩体和岩石物质发生破坏。这类岩体强度的测定非常困难,因为实验室试验的代表性试样尺寸太大。这个困难可以通过采用非线性岩体破坏准则,或这样边坡的反分析估计岩体强度而得以克服。本文就服从非线性破坏准则(而不是线性破坏准则)的密集节理化岩体中开挖边坡所调动的抗剪强度参数的反分析提出实用方法和计算机程序。     

密集节理化岩体边坡破坏反分析的实用分析（一）

在边坡截切密集了理化岩体的场合,可能因大型节理与小型节理的联合而穿经岩体和岩石物质发生破坏。这类岩体强度的测定非常困难,因为实验室试验的代表性试样尺寸太大。这个困难可以通过采用非线性岩体破坏准则,或这样边坡的反分析估计岩体强度而得以克服。本文就服从非线性破坏准则（而不是线性破坏准则）的密集节理化岩体中开挖边坡所调动的抗剪强度参数的反分析实用方法和计算机程序。     

南芬露天铁矿边坡各类岩体抗剪强度的确定

岩体是非均质各向异性的地质体,它处于一定的应力状态,由被各种不连续面所分割的岩块组成。在进厅露天矿高大边坡破坏模式的分析时,当无不利的不连续面存在,破坏面可能是切穿岩体的面,这时,为计算边坡稳定性的需要,就要确定岩体的抗剪强度。岩体的抗剪强度是指切穿岩体的破坏面所具有的抗剪强度,它包含破坏面中迁就已有不连续面部分的强度和被剪断岩块部分的强度。由于破坏面的尺度很大,其中所迁就的不连续面和岩块剪断面所占比例难以搞清,以及岩体本身的复杂性很难用符合实际条件的精确试验方法和计算方法确定岩体的抗剪强度。通常采用的原位大型直接剪切试验只能在一定条件下才能进行,而滑坡反算法也只对相应部位局部的岩体强度作一粗略的估计,这两种方法在实际应用中都受到限制。     

基于PLS法岩体边坡抗剪参数确定及稳定性分析

对于岩体抗剪强度的确定,采用偏最小二乘(PLS)法,以岩体基本参数点荷载强度、孔隙率、天然密度为基础,进行主元相关性提取分析。然后将自变量和因变量高维数据空间投影到相应低维特征空间,并将多元回归问题转化为若干一元回归问题,可更好地适用于样本数较少而因变量数较多的参数回归分析。针对实际边坡分析,通过PLS法确定的岩体抗剪强度参数,以弹塑性破坏为准则计算边坡的破裂形态,FLAC3D强度折减法计算边坡的安全系数。并与原勘察报告提供的岩体抗剪强度参数计算边坡破裂形态和安全系数相比较,不管从剪切破裂面分布特征,还是安全系数大小,PLS法确定的岩体抗剪参数,都能更好地反映实际岩体边坡的破裂形态和安全状态。因此PLS法确定岩体抗剪强度参数可直接用于评价边坡的稳定状态,可以作为岩体力学参数拟合的一种有效方法。     

新疆库拉水利枢纽F_3断层上盘山体边坡稳定性研究

根据F3断层的空间几何分布形态,在边坡岩体结构面网络模拟的基础上,对节理岩体连通率进行分析计算,以此确定节理岩体的综合抗剪强度参数,运用基于塑性力学上限原理的二维和三维岩质边坡稳定分析法(EMU[5]、EMU-3D方法),分析计算出F3断层上盘边坡岩体的抗滑稳定性.为枢纽布置和大坝设计提供科学依据.     

船梁子不稳定斜坡的非线性强度折减分析

自20世纪70年代以来,强度折减法逐步被用于评价岩土工程稳定性。对于线性的Mohr-Coulomb准则,由于其抗剪参数的折减物理意义明确,得到了学术界的一致认可。Hoek提出的非线性半经验Hoek-Brown强度准则,也已被岩石工程所广泛应用,然而关于其强度参数的折减,国内外存在着较大的分歧。首先,介绍了非线性强度折减技术的基本理论;然后,在船梁子斜坡稳定性分析中,分别采用非线性强度折减法和极限平衡理论进行计算,并对两种方法得到的边坡安全系数及破坏滑移面进行比较,分析表明,非线性强度折减技术和极限平衡理论结果基本吻合;最后,通过与等效Mohr-Coulomb法的结果对比分析,验证了非线性强度折减法在岩质边坡稳定性分析中的合理性和适用性。     

采用广义Hoek—Brown准则反算滑坡岩体强度

滑坡可能为一个实比例的大型岩体强度“试验”,它真实地反映特定地质和工程条件下边坡岩体的力学响应特性。本文采用非线性广义Hoek-Brown破坏准则,引入地质强度指标,为反算破裂结构岩体边坡破坏时所调动的抗剪强度参数提出一种简洁、实用的方法。     

加锚异性结构面剪切破坏及声发射特征研究

自然界中广泛存在着两侧岩性不同的结构面,工程中常用锚杆抑制结构面的滑动。为了研究加锚异性结构面的直剪特性,开展了室内直剪试验,结合声发射监测结果,探讨了加锚异性结构面的抗剪强度、破坏类型及裂隙演化规律。研究结果表明:随着加锚异性结构面弱侧壁岩强度增加,抗剪强度呈非线性增加趋势,结构面加锚时的抗剪强度相比未加锚时依次提高了200%、267%、303%,破坏类型依次为剪切、拉剪、劈裂,且主裂纹方向与剪切方向基本一致;加锚异性结构面剪切—位移曲线分为压密、弹性、屈服、破坏4个阶段,压密阶段锚固剂出现挤压破坏,弹性阶段岩体与锚杆挤压处出现裂隙,屈服阶段锚杆承担主要抗剪力且发生了变形,破坏阶段岩样被剪碎;当结构面弱侧壁岩强度较低时,声发射事件集中在弹性阶段,当其壁岩强度较高时,声发射事件集中在屈服阶段;随着结构面弱侧壁岩强度增加,当λ<1时岩样产生大尺度剪切裂隙,当λ≥1时岩样产生小尺度剪切裂隙。     

基于贝叶斯网的岩体抗剪强度区间概率分析

运用区间理论确定基于地质强度指标GSI的岩体抗剪强度的方法是近年来岩土界研究的新成果,因其合理性与可操作性被广泛应用.该文在此基础上,根据岩块体积Vb、节理表面系数Jc和地质强度指标GSI的定量关系,建立了按区间理论和贝叶斯网联合确定GSI区间概率的方法.根据Hoek-Brown与Mohr-Coulomb准则间的等效关系,采用区间理论确定基于GSI的岩体抗剪强度参数区间,进一步采用贝叶斯网对岩体抗剪强度参数区间分布进行概率分析.研究表明,该方法不仅可以确定出区间的上下限,而且可以得到各小区间的概率分布,为岩体抗剪强度的不确定性分析提供了一条新途径.     

基于Hoek-Brown破坏准则的岩体参数预测方法与应用

一般来讲,岩体破坏过程的计算均采用Mohr-Coulomb准则,但此时的岩体力学计算参数的选取是关键,直接影响着理论计算和分析的准确性。Hoek-Brown破坏准则能够较全面地反映岩体受构造应力、人为开挖等因素的作用,因此,在该准则理论的基础上分别介绍了Mohr-Coulomb准则中的抗剪强度参数、抗压强度和变形模量的等效估算方法;然后针对某矿区的矿岩参数进行了预测,得到了一些有实用价值的结论,为该矿区的采矿设计、数值分析和岩体评价提供了基础数据资料。     

边坡稳定性最大似然估计

目前边坡稳定性分析的极限平衡法已比较成熟，该法基本点是以滑动摩擦块体模型为基础，假定岩块成土块在剪应力和正应力超过破坏准则所规定的抗剪强度时，将沿一破坏而滑动。在岩体中破坏而可能是楔形或平面形（主耍取决于岩体中节理方位），在土壤或裂隙高度发育岩体中可能是圆形或似圆形。极限平衡法虽然合理、完善且应用广泛，而且尽管已拥有各种计算手段，但使用起来仍然相当复杂，应m于圆形和楔形破坏时尤为突出。因此如果能够找到一个简单公式计算安全系数，则将非常方便。以下根据破坏边坡和稳定边坡实例估算边坡稳定性。从现有资料…     

结构面影响下的岩质边坡稳定性计算方法探讨

岩质边坡的稳定性主要受岩体内结构面的控制,研究含节理岩质边坡的稳定性分析方法具有重要的理论意义和工程价值。以工程实例为背景,首先,基于现场测试和室内试验,给出了岩石和结构面计算参数的取值过程和方法;其次,基于强度折减理论,运用FISH语言编写了强度折减程序,并把其推广应用到Ubiquitous-Joint模型中;再次,提出了用薄层材料来模拟结构面,进而运用极限平衡计算出结构面作用下边坡安全系数的方法。最后,分别运用有限差分法、离散单元法和极限平衡法计算了含1组优势结构面的岩质边坡的稳定性,计算结果显示3种方法计算的边坡安全系数以及潜在破坏模式具有一致性。研究成果为类似工程边坡的稳定性评价提供了有效的方法。     

边坡的重力破坏

采用极限平衡法要有相应的方法来评估边坡岩体的应力一应变状态。通常所依从的准则是克BRY衡限度后岩体可能沿移动面发生破坏。因此，在计算中必须利用岩石破坏极限前的力学特性，并引入相应的安全系数。露天开采实践证明，在变形中边坡岩体分成两种核柱体（主动压力校柱体和支承校柱体）的情况下，上述构想是不正确的。正如矿山测量观测和露天矿边帮及排立场坡面以前发生崩塌的分析结果证明，在主动压力梭往体中岩体变形过程早已开始并在扩展着。简单的逻辑推理很容易证实这一论点。当最大受力表面发生急剧断裂时，边坡的稳定性状态受下…     

边坡抗剪性能强化的开挖力学效应分析

试验研究抗剪性能强化前后岩质边坡的力学效应,岩块抗剪性能强化后力学参数的变化表明:岩块峰值前平均剪切刚度和黏聚力有较大的提高,内摩擦角的提高幅度较小。基于理想弹塑性本构模型的Mohr-Coulomb准则,运用岩体力学理论、拉格朗日元数值方法,对节理岩质边坡抗剪性能强化前后应力场(最大主应力场、水平应力场、垂直应力场)的分布特征进行了模拟。模拟结果表明:提高岩体的抗剪性能能够提高节理边坡的稳定性,使岩体的应力场变得均匀和连续,节理面的拉应力区减小,计算结果可为工程应用提供指导。     

无明显滑面岩质边坡稳定性研究

依据岩体结构面及其抗剪强度特性对岩质边坡稳定性的控制作用,基于岩体结构面网络及其工程边界条件,搜索边坡所有可能的滑移路径。应用Lajtai、Einstein理论及等效Mohr－Coulomb屈服准则,分别计算岩桥和结构面的抗滑力和下滑力,进而获得了严密的安全系数计算式,并确定不同滑移路径上各区段抗滑储备大小和总抗滑储备。进行不同滑移路径安全系数、总抗滑储备、总抗滑储备密度的对比研究,探索无明显滑面岩质边坡的危险滑移路径及其稳定性研究方法,并通过算例阐明：安全系数和总抗滑储备密度用于岩质边坡稳定性评价是可行的。     

广义Hoek-Brown准则在露天矿边坡稳定性分析中的应用

Hoek-Brown屈服准则作为估计完整岩石或节理岩体剪切强度的半经验准则,已成为岩体强度预测和岩土工程计算领域应用最为广泛的准则。采用广义Hoek-Brown强度准则确定露天矿山边坡岩体力学参数,并结合FLAC3D对矿山露天边坡开挖进行稳定性分析,计算结果与矿山开采实际情况基本一致,现状边坡整体处于稳定状态,局部岩土体有变形破坏的可能。基于广义Hoek-Brown准则确定的边坡岩体力学参数可以用于分析和评价露天矿延伸开采边坡稳定性。