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。     

岩体力学参数对反倾边坡稳定性影响的数值模拟研究

应用离散元软件UDEC,以秦岭南部略阳县菜籽坝反倾边坡为例,研究岩体物理力学参数(主要为抗拉强度、节理刚度、内摩擦角及黏聚力)对边坡稳定性的影响。通过比较三者所引起的边坡位移及变形破坏情况,得到以下主要结论:抗拉强度对反倾边坡稳定性的影响有限,但随着抗拉强度的大幅降低,边坡失稳范围也会加大;节理刚度的合理选取至关重要,极大影响着结构面的弯曲变形;随着内摩擦角及黏聚力的不断降低,边坡潜在破坏范围逐渐增大;三者对倾倒变形影响大小关系为:内摩擦角、黏聚力节理刚度抗拉强度。     

既有高边坡陡开挖锚固参数优化数值分析

为探索不同锚固参数对既有高边坡陡开挖加固效果的影响,以某一级公路四级路堑边坡为工程背景,针对道路扩建中典型路堑边坡陡开挖锚固设计方案,采用三维数值模拟方法,对开挖面施作系统锚杆＋预应力锚索＋一阶平台钢管桩加固下的边坡进行模拟计算,分析了锚索预应力、锚索长度、锚索（杆）下倾角、锚杆长度对边坡变形及稳定性的影响。结果表明:锚索预应力超过４50ｋＮ、锚索长度超过20ｍ时对提高边坡稳定性已较少;锚索（杆）下倾角与锚杆长度对控制边坡变形及稳定性影响较大,当锚索（杆）下倾角在15°～20°时对边坡稳定性最有利,但下倾角过大对控制边坡变形则不利。增大锚杆长度对控制边坡变形及稳定性有利,但长度超过10ｍ时对提高边坡稳定性作用不大。     

基于敏感性分析的加锚岩质边坡锚固参数优化设计

某水电站泄洪洞进口边坡拟采用预应力锚索进行加固。锚固参数的合理选取将直接影响到工程加固的可靠性以及经济性。因此,首先对该加锚边坡的预应力锚索的4个参数(锚固角度Φ、锚固力T、锚固间距H以及锚索长度L)进行敏感性分析,确定了这些参数的敏感性大小。然后再利用有限元法进行参数优化设计,得到了预应力锚索加固的最佳锚固参数。研究结果为提高开挖边坡的加固效果、降低工程的设计施工成本,起到了积极的作用。     

反倾层状岩质边坡倾倒变形影响因素分析

以某水电站反倾层状岩质边坡为实例模型,基于叠合悬臂梁的破坏特点和摩尔-库仑模型,运用UDEC数值分析软件对倾倒变形的相关影响因素进行分析,结果表明:岩层倾角、水平地应力、风化程度、地下水及地震作用是边坡倾倒变形的主要影响因素,边坡坡角和岩层厚度是倾倒变形的次要影响因素;边坡坡角为70°左右、岩层倾角为65°左右是层状岩质边坡倾倒破坏的优势角,即在这两种情况下,边坡将出现较大变形。     

隧道开挖作用下反倾层状岩质边坡变形响应分析

反倾层状岩质边坡通常较为稳定,但在开挖扰动等作用影响下容易产生较大的倾倒变形,影响工程施工与建设安全。在西南地区复杂地质条件下对此类边坡进行隧道开挖作业,易发生边坡失稳问题。为此,选取四川汶马高速某隧道进口边坡为研究对象,结合现场勘察、监测数据及数值模拟等手段对反倾层状岩质边坡在隧道开挖影响下的变形特征进行综合分析。结果表明：边坡受内部结构特征控制,隧道开挖后坡底失去支撑,各部位由下而上向临空面倾倒;倾倒体以水平位移为主,位移量值呈现中部大、四周小的态势,且受降雨量影响较大;数值模拟显示边坡在天然状态下为极限平衡状态,隧道开挖后位移由隧道洞口处向上扩展至坡顶,坡内岩体剪切破坏,在类似边坡进行隧道施工时需加强支护。     

反倾岩质边坡弯曲倾倒-剪切滑移破坏分析方法研究

目前反倾岩质边坡弯曲倾倒破坏分析方法仍以基于极限平衡理论的悬臂梁模型为主,但大多未考虑坡脚岩层的剪切破坏。为准确评价该类边坡的稳定性,建立考虑坡脚岩层剪切破坏的分析计算方法。首先,根据岩层变形破坏特征,将边坡分为后缘稳定区、中部弯曲倾倒区和前缘剪切区3个区域;其次,建立弯曲倾倒-剪切滑移破坏模式的稳定性分析方法;最后,通过工程实例验证,并进行参数分析。研究结果表明:提出的分析方法与工程实际符合性较好;边坡在倾角较陡、坡角较大时稳定性最差,坡角对边坡稳定性影响大于岩层倾角的影响;岩层厚度及层面内摩擦角增加有利于边坡稳定性,且会扩大坡脚剪切区范围。研究成果对反倾岩质边坡破坏的防治具有实践指导意义。     

高陡边坡卸荷岩体群锚效应试验研究

锦屏一级水电站左岸高陡边坡卸荷岩体采用压力分散型无黏结预应力锚索作为主要支护方式,由于锚索吨位大、间距小,卸荷岩体在锚固力作用下出现较大压缩变形,相邻锚索相互影响导致锚固预应力损失,群锚效应显著。为研究卸荷岩体中的群锚效应,根据相似理论制作了卸荷岩体相似材料模型,进行了群锚加固物理模型试验,结合试验数据和Mindlin解分析了岩体的位移、变形、锚固力叠加效应及锚索预应力损失。研究结果表明卸荷岩体中的群锚效应主要包括:①锚索引起的应力叠加对卸荷岩体具有显著的压缩效应;②锚索张拉造成邻近锚索的预应力损失。最后通过试验分析和理论推导得出了群锚作用下岩体的位移及锚索预应力损失率的计算方法。研究认为,合理设置锚索间距和适当增加锚索长度能有效地减小群锚效应造成的锚索预应力损失,并在实际工程中得到了验证。     

基于GeoSlope 的多因素影响下锚索边坡稳定性研究

为探究锚索锚固参数对岩石边坡稳定性影响,通过对工程边坡建立计算数值模型,借助GeoSlope 软件中的Slope/w 边坡稳定性分析模块对锚索的长度、锚索间距、锚索预应力的变化与边坡稳定性之间的关系进行分析。结果表明：增加锚索长度和锚索的预应力能提高边坡的安全系数,增大锚索间距会对边坡稳定性产生不利影响;边坡加装锚索能有效减少变形,降低边坡风险,增强边坡的稳定性。研究结果可为类似边坡稳定的工程设计参数选择提供参考。     

大奔流沟料场高边坡锚索锚固力增大原因分析

锦屏一级水电站大奔流沟料场人工边坡是目前国内在建水电站工程中的最大高度边坡。为确保边坡的稳定性,对坡面采取了系统锚杆、预应力锚索、挂网喷护等支护措施。2011年2～4月,现场监测发现,在边坡2 010 m高程附近的预应力锚索大面积出现锚固力持续增加并伴有局部变形破坏现象。结合边坡工程地质条件,运用工程力学与岩体力学原理对预应力锚索锚固力持续增大原因进行了分析,认为锚索锚固力持续增大主要是因开挖使砂、板岩坡面岩体下坐变形所致。后续深层支护完成后,锚固力收敛并趋稳定。     

改进传递系数法在边坡稳定性分析中的应用

传递系数法是我国常用的边坡稳定性分析方法,具有适用范围广、计算方法简便的特点,但此法计算结果偏于保守.为了充分发挥传递系数法的特点与优势,使计算结果更加符合实际工程情况,在传统算法基础上,将锚索锚固力均匀分布在锚索所穿过的坡体单元上,即锚固力不视为集中力,而是锚墩处沿锚固方向以一定角度向滑动裂缝面扩散,进而得出基于改进...     

岩质边坡坡率与滑动面倾角对锚固效果的影响

以含结构面的岩质边坡为例,首先采用ANSYS进行建模与网格划分;之后使用FLAC^3D软件内置接触面语句,建立固定的滑动面倾角;最后采用强度折减法求解边坡的安全系数。通过对理论公式的推导与数值模拟结果的拟合,得出如下结论:①在岩质边坡中,通过理论推导,将最优锚固角定义为锚杆自由段承受最大抗滑力时所对应的锚固角。②当坡率固定时,锚固角与安全系数呈负相关关系,随着锚固角增大,安全系数逐渐减小;当滑动面倾角固定时,在最优锚固角状态下,边坡的安全系数随着边坡坡率的增大而减小。③当滑动面倾角固定时,锚固角与安全系数呈负相关关系,随着锚固角的增大,安全系数逐渐减小;当坡率固定时,在最优锚固角状态下,随着边坡滑动面倾角的增大,安全系数先减小后增大。     

基于安全性和经济性多目标优化的岩质边坡锚固计算方法

以节理岩质边坡为研究对象,基于塑性力学的极值理论,将滑动面的安全系数和锚固造价共同作为目标函数,将锚固力方向、锚杆长度、结构面的剪力和法向力作为决策变量,结合岩块的平衡方程约束条件、结构面的屈服条件和锚杆的附加约束条件,建立安全性和经济性多目标的岩质边坡锚固非线性数学规划模型,最后采用线性加权和法求解多目标规划模型得到安全系数、锚固造价的最优值以及最优锚固角,该方法具有概念明确、计算精度高等特点。     

浅谈锚固工程施工中的钻孔工艺

系统介绍边坡锚索(杆)锚固工程中多种锚孔钻进工艺流程,并结合工程实际,对高边坡复杂地质条件下采取的特殊成孔方法进行了具体描述.     

小浪底工程消力塘上游边坡3000 kN锚索张拉试验及成果分析

小浪底水利枢纽消力塘上游边坡锚索施工是在复杂地质条件下的进行的，为确保锚索施工达到要求，先进了现场张拉试验。通过试验，掌握了索自由端，锚墩和基础变形以及锚索徐变度与荷载的关系，验证了锚索设计吨位的合理性。     

某电站深孔泄洪洞进口边坡锚固优化分析

以大型岩土工程数值分析软件(ADINA)为研究手段,基于卸荷岩体力学的理论和方法,对某电站深孔泄洪洞进口边坡进行了开挖卸荷分析。基于此,重点分析不同加固角度对边坡的加固效果,同时也分析了不同锚固力作用下边坡的加固效果,结果表明加固角度为俯角20°时效果最优;锚固力越大,边坡变形越小。考虑到成本控制,采用2 000 kN的预应力锚索。再者,开挖边坡直立坡段处修建有弧形闸门用于泄水,故着重分析此处的加固方案,以保证闸门的正常运行,结果显示锚固力对加固效果有直接影响。研究成果对设计采用锚索加固的高陡边坡工程具有一定的借鉴作用。     

压缩分散型锚索在软弱岩土中的应用与试验研究

随着预应力锚索在国内外的广泛应用和发展,压缩分散型锚索作为一种全新的预应力锚固结构形式,由于其自身的特点,具有独特的受力机理和优越性,得到了工程界的普遍认可。对于岩土体软弱或岩土质复杂的工程,锚固力不足是其最大的问题。压缩分散型锚索锚固段混凝土承载压力而不是拉力,充分利用了浆体的抗压性能,并通过在锚固段设置若干承载体,达到将内锚固段受力分散的作用,从而有效提高锚固效果。本文将这一新型的锚索结构应用于软弱岩土锚固工程,并就锚索施工工艺及影响因素进行了一系列的现场试验研究,提出了压缩分散型锚索设计与施工方面的建议。     

龙滩水电站左岸进水口边坡锚固预应力的实测研究

介绍了龙滩左岸进水口边坡预应力锚索监测成果，重点分析了锚固力损失和异常的原因。锚固力损失偏大的主要原因是：钻孔的精度和锚索的安装质量等引起锚索在张拉过程中的偏心，造成锁定损失偏大，部分钢绞线随着荷载的增大，松弛损失量也迅速加大；另外，受开挖等外界因素影响使锚索的受荷状态发生变化，锚固介质受到冲击或锚固结构的荷载发生变化等，均导致锚索预应力的损失(降低)。边坡下切过程中，由于地质条件较差使岩体产生变形是预应力锚索在运行过程中出现锚固力超张拉值的主要原因。     

小湾水电站边坡锚固试验实录

通过对小湾水电站边坡锚固试验，解决了边坡锚索施工中遇到的技术难题。所取得的锚索成孔、灌浆、堵漏、锚索型式及其应用范围等成果，对复杂地质条件下大型工程的锚索施工具有一定的指导意义。