大变形有限元法分析边坡稳定性

边坡稳定性分析的重要任务是确定边坡潜在滑面的位置及相应的安全系数,鉴于坡体位移可在现场监测中直接得到,提出边坡潜在滑面确定的位移判据,采用大变形有限元首先计算出边坡的位移场,然后在开挖面的不同高度作塑性区内的水平位移参考线,依次连接参考线上的位移突变点即得到边坡失稳的潜在滑面位置,分析滑面上的应力以及岩体抗剪强度即得到边坡的整体安全系数。     

西北某坝肩变形体成因机制的离散元数值模拟

通过对西北某坝肩边坡勘探平硐的现场调查,综合分析边坡的基本特征、岩体结构特征、坡体结构特征、变形破坏特征,认为坡体为形成年代比较久远的变形体,在自重的作用下坡体发生缓慢的变形,地震的作用加速了坡体的变形,从而形成了现今的变形体,但坡体未发生整体的失稳。由于坡体变形年代比较久远,故采用离散元数值模拟对其成因机制进行研究。研究结果表明:自重作用下坡体有沿缓倾坡外层面缓慢滑移变形的趋势,在地震荷载的作用下最终诱发边坡发生比较大的变形。坡体在变形过程中经历了启动、高速变形和自稳3个阶段,在启动阶段坡肩位置首先出现拉张裂缝,然后坡体中部出现变形,最后坡脚位置剪出。通过坡体中监测点加速度、速度的研究发现随着高程的增加坡体的加速度、速度放大系数明显增加。     

堆积层斜坡震后变形发展规律的离心模型试验

地震作用后堆积层斜坡的变形规律与稳定特性是我国西南山区防灾减灾工程中关注的重要问题之一。为深入研究震后堆积层斜坡变形发展规律,将坡体概化为花岗岩强风化土与砂土配制而成的匀质土模型,采用土工离心模型试验的方法,探讨地震影响深度为10 m时不同震松程度(震松坡体压实系数分别为0.90、0.85、0.80)对边坡震后时效变形与长期稳定特性的影响,并进一步将离心模型试验结果与原型现场实测数据进行对比分析。研究发现,随震松坡体损伤程度增大,其应力与位移场于震后短期的调整幅度将相应提高;地震震松坡体密实程度以压实系数表征于0.90~0.80间变化时,其位移场于震后的主要调整时间为0.7~1.1 a;由于物理试验中边坡坡度较缓(约35.7°),地震震松坡体时效位移以竖向固结为主;离心模型坡面水平位移与原型斜坡代表性测孔顺坡向位移随时间的演进规律具有较好的相似性。     

水库蓄水初期库岸边坡变形特征

为研究水库蓄水过程中库岸边坡的变形特征,以雅砻江某水电站库岸边坡为例,充分利用第一手监测资料进行变形分析,另外再结合Geo-Studio程序(Slope/W和Seep/W耦合)对边坡地下水渗流情况及稳定性进行计算,结果表明:库水位上升初期,库水向坡体由表及里、由前缘向后缘入渗,坡体变形滞后于库水位变化;随着库水位快速上升,库水来不及入渗到坡体内部,故先是库水对坡脚的压重起主要作用,坡体稳定性增大,后期库水入渗到坡体后,库水对岸坡岩土体力学参数弱化起主要作用,稳定性降低;在整个蓄水过程中,坡体变形以蠕变为主。结合数值模拟和变形分析可知,蓄水会导致研究区稳定性降低,但该变化在允许变形范围内,边坡最终仍处于稳定状态。     

阶梯型均质边坡的开挖效应

关于开挖对阶梯型边坡稳定性及其潜在滑动面位置的影响,目前还缺乏系统研究。以二阶阶梯型均质挖方边坡为研究对象,利用基于有限元应力状态的边坡稳定性分析方法,分别对不考虑开挖效应和考虑开挖效应两种条件下阶梯型边坡的稳定性及其潜在滑动面特征进行了对比,同时对开挖强扰动区的分布特征进行分析。研究结果表明:1.与不考虑开挖效应时计算的边坡安全系数相比,考虑开挖效应后计算得到的边坡安全系数偏小;2.开挖对阶梯型边坡的整体安全系数及其潜在滑动面位置的影响较小;3.在阶梯型均质挖方边坡的设计中,其平台宽度宜大于其上下级坡高平均值的0.5倍,上下级边坡的坡高比宜控制在1~2范围,且下级边坡的坡率小于上级边坡坡率时更有利于边坡的整体稳定。     

土质边坡中部与顶部抗滑桩动力响应和边坡变形比较

地震作用及其诱发的变形或滑坡常会使抗滑桩受力发生显著变化,为此,研究了地震作用下不同加固位置的抗滑桩的动力响应和边坡变形情况.试验分析表明:中桩位边坡坡顶变形比高桩位边坡坡顶变形大,但中桩位边坡坡脚堆积变形比高桩位边坡坡脚变形较小;在同样条件下中桩位抗滑桩的静力、动力弯矩小于高桩位抗滑桩相应位置的弯矩;地震结束后由于坡体震动残余变形较大,抗滑桩最终承担着震后残余弯矩,但高桩位抗滑桩的承载能力在震后仍然发挥较大.研究结果表明:高桩位加固位置可以有效发挥抗滑桩的抗弯承载能力,但中桩位可以有效抑制坡底坡脚变形.     

坡顶条形荷载作用边坡潜在滑裂面与稳定性分析

边坡的潜在滑裂面可能不通过坡趾,而是在坡面上某点发生了局部剪切破坏。研究条形荷载作用下边坡的滑裂面位置及其稳定性判识方法,应用M-C线性破坏准则结合极限分析上限定理,建立稳定性系数与多变量的函数,将相关问题转化为含有多变量的数学优化问题并给出最优解。结果表明:边坡的潜在破裂面、稳定性与边坡几何形状、土体物理力学性质、荷载特性等因素有关。     

高切坡潜在破裂面预测与超前支护桩加固研究

高切坡潜在破裂面预测与稳定性判识是高切坡灾害防治的基础.采用极限分析上限定理,结合弧形条分法思想,构建了高切坡潜在破裂面预测与稳定性超前判识方法.针对危险性高切坡,提出超前支护桩加固方法,研究了超前支护桩抗力与加固高切坡整体稳定系数、潜在破裂面之间的对应关系.结合工程算例分析,揭示了高切坡坡体抗剪强度、边坡高度、坡角以及开挖高度对高切坡潜在破裂面的定量影响,为工程建设过程中高切坡灾害防护提供了一条可行的途径.     

建筑工程基坑变形监测分析研究——以蚌埠某建筑工程为例

基坑变形监测是基坑工程施工中的一个重要环节,对建筑物的安全性与稳定性具有极其重要的意义。本文以安徽省蚌埠市某广场建筑工程项目为例,对该项目实地开展基坑变形监测。商业地块边坡水平位移最大变形量为5.8 mm,最小变形量为2.0 mm,边坡沉降最大变形量为2.9 mm,最小变形量为0.5 mm,周边建筑物沉降最大变形量为3.0 mm,最小变形量为0.0 mm;住宅地块边坡水平位移最大变形量为4.5 mm,最小变形量为1.0 mm,边坡沉降最大变形量为2.6 mm,最小变形量为0.9 mm,周边建筑物沉降最大变形量为2.9 mm,最小变形量为0.0 mm。周边道路沉降最大变形量为4.1 mm,最小变形量为2.1 mm。根据监测结果,可以为建筑工程施工提供指导。     

坡脚开挖诱发滑坡机理——以沙井驿滑坡为例

坡脚开挖、坡面堆载、不合理灌溉等人类活动诱发的工程性黄土滑坡灾害频频发生,对于当地居民的生命财产安全构成极大威胁。本文以兰州市沙井驿滑坡为研究对象,在工程地质勘测的基础上,研究滑坡的基本特征及导致滑坡发生的关键因素。通过减围压三轴试验研究黄土边坡开挖过程中土体的变形破坏特征。基于FLAC3D数值模拟方法,对黄土边坡的开挖过程进行模拟,分析开挖过程中边坡不同深度的土体应力及变形发展规律,揭示开挖过程中坡体稳定性变化规律及滑坡启动机理。结果表明,沙井驿滑坡是由于坡脚不合理开挖导致老滑坡复活,为牵引式滑坡;在开挖过程中,坡体内发生应力重分布,应力状态不断发生变化,随着开挖的进行,坡体变形逐渐增大;开挖结束后,坡体中部产生大量剪切裂缝,后缘产生张拉裂缝,坡体稳定性降至最低,中上部均有较大变形,最后发生失稳。     

结构面倾角对岩质边坡位移影响的分析

岩体结构面是影响岩质边坡位移及其稳定性的重要因素之一,但是由于数学和力学上的困难,岩体结构面对岩质边坡变形的影响通常难以用理论公式计算得出,目前只能采用数值分析手段。分别针对坚硬岩边坡和软岩边坡中存在软弱结构面的情况,用有限元差分程序FLAC和边坡稳定性系数公式,定量和定性地讨论了岩体结构面倾角对岩质边坡位移的影响。通过计算分析发现,(1)岩体中结构面的存在是影响岩石边坡位移及其稳定性的重要因素之一;(2)随着结构面倾角的增加,边坡的稳定性和边坡的位移可能增加,也可能减小,并不象我们想象的那样随着结构面倾角的增加而增加,必须用定性和定量方法针对具体问题进行具体分析。     

金沙江某水电站左坝肩岩体双面倾倒形成机制

倾倒变形是层状边坡的一种主要变形破坏形式,在以往研究中,单面倾倒已研究较多而双面倾倒尚无研究成果。在充分研究金沙江某水电站左坝肩岩体双面倾倒变形特征基础上,对其形成机制进行了地质分析和数值模拟,揭示了双面倾倒岩体主要是在二次应力场作用下岩体沿片理面产生剪切错动、滑移、拉裂从而岩体产生弯曲或折断而形成的。其中顺倾边坡的倾倒变形始于坡脚,并以"滑移-倾倒"式逐渐向坡后发展,其倾倒扩展速率及倾倒深度明显小于反倾边坡;而反倾边坡初始倾倒位置不一定在坡脚,而是始于其最有利倾倒位置,该位置受初始坡形、所受应力及岩性组合等因素控制,并用数值模拟揭示了该水电站边坡初始倾倒位置在距坡脚约1/3坡高处,此后,当岩层倾角足够陡时,在该初始倾倒位置的上部岩层可表现出一定的"滑移-倾倒"性质,而该位置下部岩层则总是表现出"压致型"倾倒特征;无论顺倾还是反倾边坡,倾倒变形速率有从坡体中部附近向两端递减的趋势。     

高切坡超前支护桩与坡体共同作用分析

针对高切坡施工常常导致边坡失稳破坏,诱发滑坡发生的现象,提出采用超前支护桩整治不稳定高切坡的设计理论。采用解藕方法研究了超前支护桩与开挖坡体之间的相互作用机制,其中高切坡开挖面采用弹性理论分析；超前支护桩采用可以考虑桩侧向土体屈服的弹塑性理论进行桩的内力理论解,根据两者之间荷载变形关系建立联系求解,为高切坡超前支护桩的设计提供依据。结果表明：桩土相互作用力大于常规主动土压力,与边坡开挖量、开挖高度、支护桩的刚度以及土体性质等因素密切相关。     

双坡面临空岩质边坡滑动破坏模式下的稳定性分析

多数岩质边坡稳定性分析已基本解决了常走向单坡面临空的边坡平面滑动问题。然而,在路堑边坡工程和自然边坡中有很多边坡坡面并不是平面,它包含多个坡面。多坡面边坡包含两个或多个不同走向的坡面。多坡面边坡几何特征不同于单坡面边坡,所以滑动条件也不一样。在赤平投影图上,多坡面的滑动包络线是组成边坡的每个坡面单独投影包络线的组合。为了探讨方便,只讨论了双坡面临空岩质边坡的滑动破坏模式,并将其分为双坡面临空下的平面破坏和楔形体破坏。在赤平投影图上,双坡面滑动区域定义为双坡面边坡滑动包络图中两侧坡面的真倾线之间的面积。如果有一两个节理面真倾向线落在滑动区内,滑动破坏才可能发生。     

广元市金洞乡Ⅱ号滑坡系统演化的非线性动力学反演分析

本文在研究广元市金洞乡Ⅱ号滑坡位移特征基础，认为该滑坡正处于开放的、复杂的非线性动力学系统中。在滑坡系统诸要素中，宝珠寺加水位的升降已成为系统演化的控制力量。坡体位移是系统演化的主要状态变量，但北部坡体、南部坡体与中部坡体之间的滑动变形具较强的独立性，单一的位移序列不能较好的反映滑坡的演化特征。因此，文中以两列独立的位序列为状态变量，结合控制变量建立了滑坡系统演化的非线性动力学模型，并从现有的变形监测滦资料进行滑坡系统的非线性力学反演和稳定学反演和稳定性评价。     

广西大明山朝阳林区防火道路边坡稳定性评估

划分了六处大明山朝阳林区防火道路边坡潜在滑坡带。大明山潜在滑坡带分布于道路起始1公里又6米处至道路中段11公里又480米处,均为道路边坡开挖所形成坡体。其地质灾害危险性评估级别为二级,平面形态呈不规则扇形,剖面形态呈正梯形。给与了各主要岩土层岩土力学指标参数建议值,对潜在滑坡体进行了稳定性评价,给出了支护建议,并提出了合理的应对措施,为同类项目滑坡地质灾害评估及防治提供了参考。     

均质边坡分级开挖宽平台设计初探

对整体稳定性较差的高边坡,在地形条件允许的情况下,建议在边坡中部设置宽平台。平台宽度达到一定值时,可使边坡平台上下级开挖互不影响,这样做的好处是当边坡产生局部失稳时就不会波及其他级边坡,从而避免从上到下连续大滑坡。提出采用极限平衡法搜索滑面的方法来确定宽平台的合理宽度,并用数值分析结果验证这种方法的合理性。进行了宽平台设计因子相关性分析,并建议采用工程类比的方法结合上述宽平台设计因子相关性找出一个较为合理的边坡开挖坡率和宽平台值。     

锚杆及预应力锚索在土质边坡治理工程中的应用

广州市某化学有限公司南侧土质边坡为一个三至四级的人工边坡,该场地地质环境条件较复杂,边坡属于地质灾害危险性大的区域。该边坡治理采用锚杆格构梁、预应力锚索钻孔桩联合支护治理,坡面喷播植草。     

仁博高速公路新增崧岭互通立交项目地质灾害危险性评估研究

针对仁博高速公路新增崧岭互通立交项目施工中可能引发的地质灾害问题,本文进行了评估。研究结果表明:拟建区域工程建设形成了大量的路堑边坡崩塌/滑坡、基坑(涵洞)崩塌、路堤边坡崩塌/滑坡和鱼塘岸边坡崩塌/滑坡等,对工程施工不利。识别出地质灾害危险性大区5处和危险性中等区7处,为进一步确定治理方案提供了基础。     

青海局测绘院研究建立露天煤矿边坡自动化监测科研项目

<正>针对当前煤矿安全事故频发,近日,青海局测绘院组织相关人员应用GPS测量技术研究建立露天煤矿边坡自动化监测科研项目,为滑坡预报预警提供准确可靠地基础资料,该项目已与青海省煤矿安全管理局达成初步合作意向。GPS露天煤矿边坡位移自动化监测系统采用专业的双频GPS接收机进行卫星定位测量,并用国际先进的GPS自动化变形监测解算系统进行解算,能实时获取形变区地表高精度的三维坐标,通过专业分析模块,显示出检测区域的变形情况。该系统能够准确掌握边坡区域的现