基于证据理论的岩爆预测

岩爆是高地应力地区岩石开挖中的一种动力破坏现象,其机理复杂、影响因素众多,单一的评价指标无法准确描述岩爆发生的可能性。基于信息融合思想,提出一种能够综合考虑多指标共同作用的岩爆预测方法。该方法以证据理论为基础,以岩爆等级为识别框架,根据岩爆发生所需条件,选取最大切向应力与岩石单轴抗压强度比值、岩石单轴抗压强度与抗拉强度比值、岩石弹性能量指数为证据体,采用粗糙集理论客观确定了各证据体的确定信度,建立了基于证据理论的岩爆烈度预测模型。12组工程实例的预测结果表明该模型具有较好的预测精度。将该模型应用于苍岭隧道和锦屏二级水电站探硐岩爆预测,预测结果与实际情况完全吻合,说明该模型具有较好的实用性。     

充气截排水滑坡治理数值模拟研究

依据充气排水原理和非饱和渗流理论,提出在后缘水入渗路径上设置充气孔进行充气排水,从而形成非饱和截水帷幕的滑坡治理方法。气排水过程属于多项渗流问题,是一个非常复杂的气–水两相流过程,以渗流力学为基础,建立气–水两相渗流模型描述流体在地层中真实的物理过程。通过有限元方法对充气截排水方法的可行性和影响截排水效果的影响因素进行模拟分析。分析得出如下结论:气体主要沿着水位降低的方向扩散,后缘来水的渗流方向大部分发生改变而流向坡面,充气排水形成的非饱和区截排水效果良好;气排水存在启动压差,渗透系数越小,启动压差越大;充气气压越大,截排水效果越好;渗透系数和孔隙率对截排水效果无影响。     

承压水对平推式滑坡的作用分析

 基于地质调查分析,探讨承压水对平推式滑坡稳定性的影响方式。结合下山滑坡的地质环境条件,构建典型平推式滑坡地下水渗流分析模型,提出通过计算承压水作用范围,使边坡稳定计算结果更合理。根据承压水一维稳定渗流理论,推导出承压水作用范围的计算公式;同时计算分析承压水作用范围各影响因素的敏感性。计算结果表明,在一定范围内各影响因素有如下规律：(1) 承压水作用范围随着渗透系数增大而线性减小;(2) 承压水作用范围随渗流量增大而线性增大;(3) 承压水作用范围和透水层厚度呈抛物线关系,且随着透水层厚度的增加呈加速趋势减小。最后分析了承压水作用范围大小对滑坡稳定系数的影响规律,结果表明滑坡稳定性系数随着承压水作用范围增大而线性减小。     

功效系数法在隧道围岩失稳风险预警中的应用

为了对隧道围岩危险性做出准确判断,以便于现场及时采取相应工程措施,预防围岩失稳灾害的发生,将功效系数法应用于隧道围岩的稳定性评价中,对围岩失稳风险进行预警.选取岩石的单轴饱和抗压强度Rc、岩石质量指标RQD、岩体完整性系数Kv、结构面强度系数Kf、地下水作用指标、洞轴线与主要结构面的夹角q 作为评价指标,采用专家评估法确定各指标的权重系数,建立隧道围岩失稳风险预警模型.根据总功效系数的大小,将围岩失稳险情划分为巨警、重警、中警、轻警和无警5个警限.然后,运用所建预警模型对浙江省诸永高速公路西华岭隧道围岩危险性进行判断.研究结果表明:运用功效系数法对围岩危险性进行警情预测,比较符合实际,且简单易行,不失为隧道围岩稳定性评价和失稳风险预警的一种新方法,具有较高的工程应用价值.     

基于ANSYS和GEO-SLOPE的斜坡稳定分析法

分析了斜坡稳定计算方法和评价方法存在的一些问题,从解决问题的角度出发,认为软件GEO-SLOPE能较好地分析斜坡稳定性.由于GEO-SLOPE建立复杂模型难度大,而软件ANSYS的突出优点是建模方便.结合两个软件的优点,提出了基于ANSYS和GEO-SLOPE的斜坡稳定分析法,即在ANSYS中建立有限元模型,运行自编的GEO-SLOPE与ANSYS接口程序,将ANSYS模型转入GEO-SLOPE进行计算,并辅以工程实例进行佐证,该方法为斜坡稳定分析提供了新的思路,对类似工程具有参考价值.     

BOTDR技术在边坡表面变形监测中的应用

针对普通监测手段和技术应用上的不足.采用BOTDR技术监测坡体表面变形发展.分析了监测实施过程中光纤传感器的固定及温度补偿问题,介绍了BOTDR在浙江省龙丽高速公路官家滑坡中的铺设手段.根据官家滑坡的工程环境特点,在坡体上采用植入式固定方式;前缘坡面布设光纤时,引入准分布式监测理念,使用专用夹具定点固定光纤.现场监测结果表明:植入式固定方式,宜选用外径较小的紧套光纤,能使其较好地保持同步协调变形,且光纤因护套影响小而灵敏性较高;定点固定方式,易选用外径较大的光纤,适宜于坡面监测环境.植入式固定方式.若坡体内温度场变化较小,可不进行温度补偿;若坡面温度变化较大,可选取与监测环境温度场相似区布设松套光纤进行温度补偿.对监测过程中实施光纤的固定及温度补偿手段进行了改进讨论.     

预应力锚索框格梁体系加固破碎岩质边坡合理间距研究

以金丽温高速公路K81边坡为例，建立分析计算的力学模型，根据现场试验数据，通过数值模拟的方法，研究预应力锚索张拉在破碎岩质边坡坡面的压缩变形和附加应力规律，并以此为依据探讨了预应力锚索合理间距的问题。研究结果表明：对于破碎岩质边坡锚固工程，考虑到边坡岩体变形模量小，应采用小张拉力的预应力锚索，以500-750kN张拉力为宜；为减少相邻锚索张拉的影响，锚索间距不应太小；为避免锚索之间出现应力跌落，锚索间距也不能过大，以4～6m为宜。     

考虑上拔力作用点位置影响的抗拔桩变形分析

上拔力作用点位置对抗拔桩摩阻力分布有决定性影响,是分析抗拔桩荷载变形机理的关键性因素。根据试验资料,将抗拔桩离散成作用点以上的上部承压桩和作用点以下的下部抗拔桩,两者在上拔力作用点所在截面满足荷载平衡条件和位移协调条件,由此可建立反映上拔力作用点位置影响的抗拔桩分析模型,该模型采用荷载传递法求解,得出了不同上拔力作用点下摩阻力分布、桩顶荷载位移、作用点所在截面荷载位移解析解。理论解表明,上拔力作用点以上和以下的桩体都存在临界桩长现象。文章还提出了最优上拔力作用点概念及其计算方法,对实际工程具有重要的指导意义。     

强度折减有限元法中边坡失稳判据的研究

为了研究强度折减有限元法中各种边坡失稳判据的适用性,在典型算例分析计算的基础上,提出了“失稳判据的选择应和所采用的数值计算的迭代方法、应变模式假定等问题相匹配”的观点.研究结果表明,当采用数值计算不收敛判据时,应采用小应变模式假定,并利用弧长控制方法;当采用坡面位移突变判据时,应采用大应变模式假定;塑性应变区贯通判据可作为上述两种判据的参考.大量算例的计算结果表明,强度折减有限元法计算获得的边坡稳定性系数和极限平衡法计算结果的相对差小于3％.