岩质边坡锚杆应力监测离心模型试验研究

基于离心模型试验方法,以m(重晶石粉)∶m(石英砂)∶m(石膏)∶m(水)=1.50∶1.00∶0.25∶0.50的质量比制备岩石替代材料,并制作3类典型岩质边坡的试验模型,通过应力监测方法研究岩质边坡失稳前的应力变化规律。试验结果为3类岩质边坡失稳前的应力变化曲线均较为平缓,监测预警易于把握,且具有相通性,均可采用Logistic曲线形式进行拟合;层状岩质边坡监测应以滑动面下部监测为主,结构面控制岩质边坡的破坏形式主要以拉剪破坏为主,试验选取的边坡类型监测应以上部结构面为主,碎裂结构岩质边坡应以边坡上部监测为主。综合离心模型试验结果表明,采用应力监测的方法评价公路岩质边坡的稳定性具有可行性。     

升降水作用下岩质边坡模型试验研究

目的 为解决升降水作用下水下岩质边坡稳定性和破坏机理问题.方法 通过将结构面为30°和50°的两种边坡模型布置在人工水槽中,利用波流系统进行升降水位,量测并分析岩质边坡各测点的应力变化.结果 得出30°和50°模型坡内应力变化相似区域呈条状分布,把岩质边坡前部划分成3个区域,每个区域内应力变化规律相同;当边坡结构面倾角变陡,边坡前部各部位与水接触面范围减少,孔隙水压力对边坡的影响作用明显减弱,边坡的稳定性提高.结论 在升水试验和降水试验情况下,当结构面倾角变陡,边坡前部各部位与水接触面范围减少时,孔隙水压力在降水试验中对边坡的影响作用明显减弱.通过升降水试验,可以看出水对边坡的影响作用很大.通过比较结构面30°和50°的边坡模型试验结果 ,可以得出在升降水位以后,结构面倾角越陡,岩体边坡的稳定性越高.     

挖方边坡变形机制的离心模型试验

依托小磨高速公路的K110+295～K110+410段挖方边坡,基于自重情况下的土坡离心模型,观察边坡的破坏过程,并记录坡表关键点的位移变化情况,探讨挖方边坡的变形机制及破坏机理。结果表明:在自重的作用下,挖方边坡的坡顶首先出现裂缝,随后向坡内扩展,同时坡内产生多条裂缝,最终边坡沿着土体与基岩接触面以近似圆弧滑面剪出,表现为以剪切破坏为主的剪切-拉裂组合破坏模式。边坡的破坏过程根据坡表监测点的位移变化规律可以分为相对匀速变形阶段、加速变形阶段和破坏后阶段。最后采用数值模拟获得的位移场和最大剪应变分布图验证了模型试验的合理性。     

微型桩群加固边坡受力特性离心模型试验研究

采用黏土为边坡介质,土压力盒、位移计、应变片等为测试手段,进行了裸坡与微型桩群加固边坡的离心模型试验,研究微型桩群加固边坡的受力机理。试验结果表明,加桩边坡模型的坡面水平位移远比裸坡模型小,且桩间距越小,坡面水平位移越小。加桩模型中第一排桩桩侧土压力随时间逐渐减小,土压力总体上沿深度方向逐渐增大,第二排桩桩侧土压力时程曲线与第一排桩土压力的时程曲线有一定的相似性;试验开始阶段,坡体产生的土压力第二排桩承担比例较第一排桩大,随着试验的进行,第一排桩承担比例会逐渐增大,试验结束时,桩间距为2.0cm模型中第一排桩与第二排桩的土压力分担比为：1：0.8,桩间距为3.0cm模型中第一排桩与第二排桩的土压力分担比为：1：0.6,且桩间距越大,第一排桩所承担的土压力越大。桩体上各测点弯矩随时间呈复杂的非线性关系,弯矩数值由正值单调减小为负值,弯矩变化的梯度随时间减小;第一排桩桩身正弯矩最大值出现在9.5cm附近,负弯矩最大值出现在底部的12.5cm位置;第二排桩桩身正弯矩最大值出现在7.5cm附近,负弯矩最大值出现在5.0cm附近;第一、第二两排桩在5.0～10.0cm深度区间内由于边坡内土体滑动带的影响,造成弯矩变化剧烈。研究结果可为微型桩的设计提供一定的科学依据。     

岩质边坡稳定性分析方法研究

岩质边坡稳定性研究是一个具有重大现实意义的课题,一直是岩土工程的一个重要研究内容.近年来,随着工程建设数量的增加和规模的加大,岩质边坡失稳破坏的灾害频繁发生,造成的损失也逐年增加.因此,对岩质边坡稳定性进行研究显得越来越重要.介绍了边坡稳定性分析的各种方法,并且简要阐述了各种分析方法的特点,最后对边坡稳定性分析方法的发展趋势作了简要的论述.     

基于SVM-GEP岩质边坡可靠性分析

由于岩质边坡通常存在节理、裂隙等不连续面,边坡滑动模式的稳定性系数是一个隐函数,导致了在其相应的可靠度研究中建立显式的极限状态方程是不可能的.为了解决这一问题,本文提出了基于SVM-GEP岩质边坡的可靠性分析方法.该方法中,以节理面性质参数及几何参数为随机变量,采用离限元结合强度折减法计算岩质边坡的稳定性系数,通过SVM对已有数据进行训练,然后对检测数据预测,采用最小二乘法对这些数据进行拟合,得到显示的极限状态函数,并应用GEP方法计算可靠度及相应的验算点,以消除经典方法在可靠度指标求解过程中方程线性化带来的误差.研究表明:应用SVM-GEP方法分析岩质边坡的可靠性是可行的.     

含建筑桩基的顺层岩质边坡桩锚支护体系振动台模型试验研究

基于Bockingham π定理,对具有建筑桩基的顺层岩质边坡桩锚支护体系开展振动台模型试验,通过分析预应力锚索、建筑桩基的应变以及边坡坡顶加速度,研究支护体系的动力响应规律。结果表明,预应力锚索的应变在地震波加速度达到峰值时达到最大值,且上排锚索受力大于下排锚索,随着地震幅值的增大,最上排锚索锚固段率先发生滑移破坏失去锚固作用;建筑桩基应变最大值点位于滑动面以下一定深度,且远离边坡坡面的建筑桩基受力大于邻近边坡坡面的建筑桩基;坡顶各点峰值加速度随地震波幅值增大整体表现为线性增大,但在Wenchuan-Wolong波（0.55g）和Sin波（0.4g）工况时,各点峰值加速度相对有所下降,随着地震波幅值增大,各点峰值加速度放大系数在汶川波和正弦波作用下并非单调变化,而是表现为先减小后增大波动变化特点。     

边坡深部不均匀沉降条件下桩基础破坏特性的离心模型试验研究

我国地质条件复杂,岩土工程问题复杂多变。近年来,随着越来越多的工程开始建设,深部不均匀沉降条件在实际工程中经常出现,如：地下煤炭开采、基坑开挖、地下水位变化等,这种情况下上覆边坡及其上的基础容易发生严重的变形乃至破坏,对附近人民群众的生命财产安全造成了威胁。桩基础是目前工程中常用的边坡加固方式,因此,边坡深部不均匀沉降条件下的桩基础破坏特性亟待研究。离心模型试验在边坡变形破坏特性的研究中有明显的优势,在多种荷载条件下都取得了重要的研究成果。本文采用液压系统模拟深部不均匀沉降条件,进行了不同范围的深部不均匀沉降条件下桩基础破坏特性的离心模型试验,探究了不均匀沉降范围对桩基础变形破坏特性的影响机制,以及深部不均匀沉降条件下桩基础的破坏机理。结果表明,深部不均匀沉降条件下,桩基础所在土坡产生了3条主要的滑裂面,其中深部不均匀沉降区域附近的滑裂面是明显的滑动破坏,基础附近的滑裂面以张拉破坏为主。深部不均匀沉降首先导致了土体内部发生由下至上的滑动破坏,进而使桩基础发生了失稳,最终导致基础附近发生由上至下的破坏。深部不均匀沉降范围通过影响上部土体的变形局部化的时空分布情况改变了土坡滑裂面的位置与形状。深部不均匀沉降条件对土坡的影响存在一定的范围,影响区边界均呈绕桩分布。     

岩质边坡稳定性的工程地质研究

本文首先阐述了岩质边坡的破坏模式,接着对公路岩质边坡失稳的防治措施进行了探讨。     

基于离心模型试验的深厚湿陷性黄土自重湿陷性评价研究

伊犁黄土属于典型的深厚湿陷性风成黄土,土性参数沿深度方向比较均匀。根据这一特点,结合工程需要,进行基于双线法的原状黄土自重湿陷性离心模型试验。研究表明:模型箱的边界效应对沉降变形的影响较大,边界影响率随荷载的增大呈负指数形式衰减;黄土厚度30 m时,不同饱和度土样的边界影响率均大于25%,受边界影响小的激光位移传感器的实测值作为沉降变形更可靠,场地自重湿陷量为296.2 cm;通过与现场浸水试验和室内压缩试验比较表明,离心模型试验的自重湿陷量更接近现场实测值,其修正系数为1.19。鉴于离心模型试验在应力状态、湿陷变形维数方面与天然地基相似,具有节省试验周期和费用等优点,可以用此进行黄土湿陷性评价。     

基于高斯滤波技术的岩质边坡滑面搜索法研究

为了确定岩质边坡滑面的形态与位置信息,先选取能够体现岩体强度衰减规律的非等比强度折减法对边坡进行稳定性分析.然后以单元体最大剪应变率作为特征量,沿纵横双向路径搜索每条直线上特征量达到最大值的点,并利用高斯平滑滤波技术对这些点数据进行光滑处理,建立了一种新的岩质边坡滑面搜索方法.最终,基于该方法分析了Hoek-Brown准则各强度参数及坡形参数对边坡滑面位置的影响规律.结果表明:随着地质强度指标GSI、单轴抗压强度σ_(ci)的增大或坡角β的减小,边坡滑面埋深变大;而岩石材料常数m_i、扰动系数D和坡高H则对滑面位置无明显影响.     

岩质边坡滑坡机理与稳定性研究

所研究的边坡为露天岩质边坡，已出现多次滑坡，根据对边坡岩体的物理力学性质测试，现场工程地质调查，现场动力学测试及滑体位移观测，提出了确定边坡潜在滑动面的计算模型，确定出了优势滑动面及破坏模式．通过极限平衡及有限元分析计算，给出了合理边坡角．针对现在的滑体和将来的潜在滑体，提出了相应的处理方案和预防措施。     

岩质边坡滑坡机理与稳定性研究

所研究的边坡为露天岩质边坡,已出现多次滑坡,根据对边坡岩体的物理力学性质测试,现场工程地质调查,现场动力学测试及滑体位移观测,提出了确定边坡潜在滑动面的计算模型,确定出了优势滑动面及破坏模式.通过极限平衡及有限元分析计算,给出了合理边坡角.针对现在的滑体和将来的潜在滑体,提出了相应的处理方案和预防措施.     

双面加筋土高挡墙的离心模型试验研究

选用双面加筋土材料，结合黄土地区填土的特点，运用离心模拟技术，研究加筋土高挡墙的性态。通过在离心机上进行30－62．5m的双面加筋土高扫墙的试验，表明填土的压实度直接影响挡墙的高度，当填土的压实度为0．90时，无论挡墙设置错台与否，皆可达到50m以上高度；对于压实度为0．80时，当设错台时，挡墙高度可达33m，当不设错台时，挡墙高度只为30m。     

岩质边坡桥基形式判别函数

根据西南山区铁路岩质边坡桥基参数及边坡参数的调查资料,利用两组判别方法,获得桥基形式的判别函数,为岩质边坡桥基形式设计作指导.     

基于离心模型试验的近断层单桩水平承载特性研究

为了探明断层发育区桥梁单桩的水平承载特性及受力机理,通过土工离心模型试验,选取断层与桩基水平距离、断层埋深变化参数为变量,研究近断层桥梁单桩水平极限承载力、桩侧土抗力、桩身弯矩及桩身剪力变化规律.试验结果表明：断层的存在抑制了桩侧土抗力的发挥,进而影响单桩水平承载特性.当断层与桩基水平距离由1倍桩径增加至5倍桩径时,断层两侧桩基水平极限承载力影响度为1.38%～61.47%,桩身弯矩逐渐减小且衰减较快,桩身剪力逐渐减小;当断层埋深由0 cm减至28 cm时,桩基水平极限承载力影响度为13.07%～51.60%.近断层单桩水平承载力设计时,可以根据桩侧岩土体受断层影响范围,确定断层与桩基水平距离临界值与合理桩长.     

基于模糊理论的寒区岩质路堑边坡稳定性分级标准研究

季节冰冻地区的冻融循环作用对岩质路堑边坡产生稳定性影响,为研究寒区岩质路堑边坡病害的产生条件以及评价方法,选取影响寒区岩质边坡稳定性的常用指标,建立综合评价体系,同时基于权重矩阵采用模糊理论建立寒区岩质路堑边坡稳定性的分级标准。研究结果显示本分级标准适合于由多因素控制其稳定性的岩质工程。     

基于模态分析的大型均质岩质边坡动力响应特征研究

以大型均质岩质边坡为研究对象,建立2个三维有限元数值模型,采用有限元方法对岩质边坡进行模态分析,获取边坡的固有频率及相应的振型,在小应变范围内研究均质岩质边坡的动力响应特征与其固有模态的关系.结果 表明:均质岩质边坡的固有频率随着阶次增加而增加,边坡具有典型的高程及坡表动力放大效应,坡表坡度变化对边坡的固有频率及振型具...     

高陡顺向岩质人工边坡治理研究

在工程地质评价基础上,应用数学力学模拟方法进行切坡稳定性定量评价.结合切坡特点,对深层结构面采用推力传递系数法进行稳定性计算,基本荷载仅考虑岩体自重,组合荷载包括重力、静水(渗水)压力和地震力的组合作用.该切坡是由破碎岩体的块状多次多向块体滑移与深层层面滑移结合的破坏模式.考虑局部滑移与整体滑动的危险,暴雨与风化作用下,边坡变形破坏可能进一步发育,提出预应力锚索+地梁的措施进行治理是合适的.     

岩质边坡上植物地境结构研究

植物地境决定着植物的存活与生长。高陡岩质边坡复绿的关键在于构建能够提供植物的地境需求。本研究对宜阳县锦屏山岩质边坡上植物的地境结构进行研究,为该边坡复绿提供技术支撑。得出结论:(1)植被地境深度以40cm为界,受底层岩石胁迫其根群层片发育不完整;(2)边坡及岩缝中土壤肥力略差于国家九类土标准,但可以满足植被生长的基本需要;(3)土壤含水量能够保证植物基本生长需求,在目前气候条件下、在没有人工养护的前提下植被可具有自组织功能持续生长。