岩质边坡关键块体的搜索方法及工程应用

工程边坡开挖所揭露的某些结构面组合块体在破坏原有静力平衡状态后,进行应力重新分配,进而块体会发生失稳、滑动等变形,甚至影响到整个边坡发生破坏,因此,结构面组合块体的稳定性是决定岩质边坡稳定的重要因素。本文通过对某工程开挖边坡地形和结构面三维实体模型的建立,实现了边坡结构面与开挖地形实体模型在AutoCAD平台上的可视化操作,剖切不同位置的二维图形预测分析了边坡开挖后可能存在的结构面组合块体,采用块体计算程序(Swegde)验证关键块体并进行稳定性评价。结果表明:三维实体模型及剖切技术与块体计算方法的结合,易于搜索关键块体。事实证明,该方法操作简便,计算结果准确,搜索方法具备可行性。     

汤屯高速公路某变质砂岩边坡块体稳定性评价

汤屯高速公路存在大量变质砂岩组成的高边坡,岩体质量一般较好,但结构面发育,组合形成大量潜在失稳块体,这些块体的稳定性状况直接影响边坡安全.本文选取一个典型边坡,通过对边坡结构面详细地质素描,查明构成可能失稳块体的边界条件,并利用块体理论对可能失稳的块体在各种工况下的稳定性进行计算,并结合块体工程特性,对边坡的稳定性进行系统评价.该研究成果对该边坡的支护优化设计提供了基础资料,同时对同类型的边坡设计具有一定的指导意义.     

变质片岩区边坡稳定性的块体理论分析

变质片岩区的边坡破坏与结构面和坡面的组合密切相关,块体理论在分析结构面和坡面组合方面有独特的优势。本文以秦岭北坡西安市黑河水库左岸108国道边坡为例,说明变质片岩区边坡稳定性的块体理论分析方法。作为准备工作,本文编制了块体理论相关程序和制作等密度图的相关程序。通过现场调查,本文将黑河库区108国道沿线边坡分成了15段,其中有4个潜在崩塌段。针对这4个潜在崩塌段,本文在每段中选取一个典型点,借助自编程序,使用块体理论分析方法寻找可动块体、关键块体并计算剩余下滑力。计算所得关键块体的结构面组合形式和实际相吻合,所得剩余下滑力计算结果表明4个潜在崩塌段中有3段崩塌危险性较高,且需要采取工程措施以防止崩塌阻断108国道。说明了变质片岩区边坡稳定性的块体理论分析方法,对变质片岩区其他工程具有一定借鉴意义。     

沪蓉西主干线施谭坝边坡工程最优坡比分析

山区高速公路建设中会遇到大量的边坡开挖,其坡比对工程的设计与投资影响较大。因此研究边坡坡比的优化问 题,具有显著的经济效益和社会效益。为了保证边坡开挖工程既安全可靠又经济合理,在分析边坡工程地质条件的基础上,采用剩余推力法计算天然斜坡的稳定性。并根据规范从经济效益考虑,确定在开挖与支护总费用最低时的边坡开挖坡比为最优坡比。实例分析表明,施谭坝边坡工程的最优坡比为1: 0.65,该稳定性分析方法及最优坡比优化设计方案具有实用性和合理性。     

高陡岩质边坡稳定性三维离散元分析

某高陡岩质边坡地质条件复杂、软弱结构面发育、开挖高度大、坡度陡、临空面多,为边坡变形提供了有利的空间,边坡多处出现失稳破坏迹象。通过对边坡工程地质条件调查,岩体结构特征和边坡开挖等影响因素的分析,认为边坡变形主要发生在强风化强卸荷岩体内,受软弱结构面的控制比较明显,表现为结构面组合控制的块体变形失稳破坏模式。采用3DEC数值模拟软件,模拟了边坡开挖后坡体变形特征,数值模拟结果表明,边坡浅表层块体以及控制性块体稳定性差,可能导致边坡产生整体失稳。     

猴子岩水电站进水口洞脸边坡稳定性分析

猴子岩进水口洞脸边坡高约180m,由于开挖所形成的边坡属于高陡边坡,其开挖后的稳定状况会极大影响引水系统的正常运行。通过对该边坡平洞揭露裂隙特征及地表工程地质条件的系统调查,对边坡的岩体结构类型及其结构面、断层与坡面组合特征进行了细致研究,在此基础上对可能的滑面组合采用刚体极限平衡法进行计算。最后对边坡的安全稳定性进行了评价。     

乌东德水电站左岸拱肩槽边坡稳定性

在对拱肩槽自然边坡工程地质条件详细调查的基础上,采用宏观地质分析和极限平衡法、数值模拟法相结合的研究手段,分层次对乌东德水电站左岸拱肩槽人工边坡整体稳定和局部稳定性进行了系统研究。研究表明乌东德水电站左岸拱肩槽边坡整体稳定性较好,三维离散元数值模拟结果显示,人工边坡变形以少量回弹变形为主,变形特征不突出,稳定性系数为1.4~1.6。在分析边坡开挖后可能形成的块体边界条件基础上,提出了人工边坡可能出现的块体失稳模式,以影响块体稳定性的结构面几何特征、结构面性状和结构面卸荷松弛张开特征入手,建立块体稳定性工程地质评价标准,对块体稳定性进行了宏观地质分析,并采用三维刚体极限平衡方法对可能产生的块体模型进行了计算分析,得到块体开挖后的稳定系数。结果表明,人工边坡可能出现块体多处于基本稳定状态。综合整体稳定性和局部稳定性研究成果,提出人工边坡加固方案建议。研究成果为工程设计与施工提供了重要依据,并对类似工程提供了可以借鉴的经验。     

缓倾外层状结构边坡变形破坏模式及支护对策研究

高速公路开挖形成越来越多的工程边坡。缓倾外层状结构边坡作为一种典型的岩质边坡,一般情况下整体稳定性较好,但在特定的结构面组合状况下,开挖后也可能产生整体变形破坏。本文以软弱结构面和长大裂隙发育的公路工程边坡为例,通过岩体结构及边坡一定范围内已有边坡破坏现象的调查研究,采用工程地质类比和三维离散元法综合分析边坡变形破坏模式,并针对变形破坏模式的特点,提出支护对策。研究结果表明,结构面贯通坡体形成切割块体的后缘和侧缘边界时,缓倾外层状结构边坡可沿层面产生滑移-拉裂变形,若滑面与临空面具有一定夹角,边坡的变形可表现为旋转式滑移-拉裂;结构面组合控制的缓倾外层状结构岩质边坡稳定性受坡体中下部的关键块体控制,一旦关键块体失稳,将引起上部块体的连锁失稳,此类边坡变形控制的重点是对关键块体分布区域进行强支护;支护工程实施后的变形监测结果表明,基于变形破坏模式分析的边坡支护方案保证了边坡施工和运营过程中的安全。     

金沙江某水电站引水洞出口边坡稳定性分析

金沙江某水电站引水洞出口边坡为千枚岩类软岩边坡,其地质条件复杂、结构面发育。由于边坡特殊的岩体结构及其重要性,其稳定发展趋势便成为工程技术人员关心的主要问题。本文在地质调查的基础上,分析了边坡岩体结构特征,建立边坡地质模型,并采用3D-FLAC模拟边坡-洞室组合开挖后的应力、变形分布特征及破坏区范围。结果表明,洞室开挖主要影响6倍洞径范围内围岩应力分布状态,对边坡整体稳定性影响不大;但边坡开挖会使得坡面产生不同程度的受拉区域,对边坡稳定性影响较大。另外,在此基础上选取典型的边坡进行稳定性分析,分析表明,天然状态下,边坡开挖后局部岩体稳定性较差,存在块体失稳的可能,但整体稳定性较好;暴雨、地震条件下,边坡稳定性较差,边坡顶部岩土体有沿结晶灰岩与千枚岩的地层分界面发生失稳的可能。     

复杂岩质高边坡半确定性块体三维稳定性研究

通过工程地质学中的赤平投影原理对各个结构面产状进行统计分析,找出优势结构面组合,再对非确定位置的结构面按一定间距进行搜索,利用运动学分析方法对各个块体进行分析,确定出可能从坡体上滑出的块体。结合三维刚体极限平衡法,计算出各个可能块体组合在不同工况下的稳定系数,找出最危险滑块,进而对边坡进行稳定性评价,通过具体的工程实例进行了验证。结果表明,将工程地质学方法、运动学分析方法与刚体极限平衡法结合起来分析复杂岩质边坡可以提高边坡稳定性评价的准确性,对工程具有很好的指导意义。     

土工织物加筋土坡稳定的塑性极限分析法

在塑性极限分析理论的基础上，本文给出了土工织物加筋土坡稳定数的上限解。与无筋土坡的已有解比较表明，该解是可靠的，从而为土工织物加筋土坡的稳定分析提供了一个有效的方法。此外，本文的计算结果表明，各种因素对土坡稳定性的影响程度随坡角的增大而减小。     

砾岩边坡稳定性分析与防治工程

沪蓉国道主干线宜昌至恩施段高速公路,是国家“五纵七横“交通网的重要组成部分,其砾岩边坡稳定性分析与防治工程是重要的研究课题。本文以砾岩岩体结构面模拟研究,岩体力学参数估算为基础,结合砾岩特征及边坡地质环境条件,提出砾岩边坡稳定性评价的地质模型,并采用数值模拟与计算,得出砾岩边坡稳定性分析的确切结果。砾岩边坡岩土工程加固设计是关系到该高速公路安全、经济、适用的重要内容,紧密结合砾岩边坡的地质环境和砾岩岩体特征,采用信息化设计,运用生态化设计理念,充分发挥岩土工程技术优势,保护环境,提出合理的岩土工程加固设计方案。本研究成果对砾岩边坡防治工程提出了系统的研究思路,对沪蓉国道主干线宜昌至恩施段高速公路砾岩边坡的设计与施工具重要意义。     

The influence of a non‐associated flow rule on the calculation of the factor of safety of soil slopes

This paper presents a method that incorporates a non‐associated flow rule into the limit analysis to investigate the influence of the dilatancy angle on the factor of safety for the slope stability analysis. The proposed method retain's the advantage of the upper bound method, which is simple and has no stress involvement in the calculation of the energy dissipation and the factor of safety. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd.     

永吉高速公路黑潭坪边坡三维稳定性研究

通过对永吉高速公路黑潭坪边坡的野外调查,详细地了解了研究区工程地质条件,探讨了边坡变形破坏机理,结合室内试验和计算反演获取岩土体强度参数,在此基础上建立三维地质模型,运用FLAC3D数值分析软件采用强度折减法对不同工况下的坡体稳定性进行详细分析并提出治理建议。研究表明:(1)边坡变形破坏是内外因素综合作用的结果,岩土体性质不良是边坡变形破坏的内在因素,坡脚便道开挖和地表水下渗是边坡变形破坏的诱导因素;(2)强度折减法应用于边坡三位稳定性分析具有较好的适用性;(3)数值模拟显示采用削坡结合锚固的综合治理措施具有明显的效果。     

水下岩质边坡稳定性计算模式的探讨

论文讨论了水下岩质边坡稳定性分析中平面型滑动及其边坡后缘出现拉张裂缝等两种计算模式，着重分析了水下岩质边坡的受力机理，推导了考虑动水的水流速度及不同的滑动面倾角等水下岩质边坡稳定性评价公式，得到了岩质边坡稳定系数与水流速度的关系曲线和岩质边坡稳定系数与滑动面夹角的关系曲线。通过实例计算，讨论了水下岩质边坡后缘出现拉张裂缝后稳定性评价的主要影响因素及其变化规律。当考虑水流速度对边坡的作用时，边坡的稳定性明显下降。     

从挡墙滑塌谈较陡不稳定斜坡和填方边坡的主动支撑

本文结合某挡墙滑塌地质灾害的工程实例,通过简单力学分析认为,应将受拉力的锚杆锚索变为可承压的隐地梁,并尽量使其与滑动结构面近直交,通过主动支撑支挡使整个抗滑工程系统更为稳固。通过对挡墙结构的改进,可使其在对山区高速公路、大型场地建设高切方边坡、较陡潜滑坡和不稳定斜坡,以及高填方边坡的治理中更能发挥长效作用。     

黄河阶地上某电厂高边坡参数选取及其工程治理

某电厂边坡位于黄河II、IV级阶地之间,最大高度达55 m,主要由上更新统黄土、粉土、砂砾石层及下更新统砂砾卵石层组成。厂址地震基本烈度为Ⅷ度;黄土具有湿陷性;电厂施工及冷却塔等建筑物运行后会对土体的含水率有一定的增加。针对边坡的工程特征,在勘察中获取了多种含水状态下的土体力学参数,在多种工况条件下对边坡进行治理设计。分析认为,在掌握边坡特征和变形破坏模式基础上,选取合理的参数、合适的工况,对边坡进行治理设计时才能符合工程实际,做到安全合理、经济适用     

多年冻土地区铁路路堤北坡和南坡热状况差异分析

Based on the observational data at Beiluhe test site of Qinghai-Tibetan Railway, the difference of thermal state between south faced and north faced slope was analyzed. The results indicated that the mean annual ground temperature at the depth of 0. 5m on south faced slope was higher than that on north faced slope by over 3 ℃. The higher temperature on south faced slope was greatly attributed to the high temperature during winter time. This kind of difference in thermal state may result in asymmetric thermal regime in embankment as well as in underlying soil. As a result, the unevenly transverse deformation may appear.     

人工边坡治理设计最优坡角确定方法浅析

人工边坡治理包含削坡开挖、坡体加固、土地征用、工程环境等内容，各子项工程成本均与设计开挖坡角有密切关系。作者阐述了设计最优坡角的工程意义，并通过工程技术与成本诸要素分析，提出了最优坡角的确定方法。     

库水位变化对库岸边坡稳定性的影响

在假定坡体孔隙水水位为水平线且不考虑渗透作用影响的基础上,基于极限平衡法考察了水位上升及下降的快慢对边坡安全系数的影响。对比计算表明:在水位缓慢变化即坡体内外水位线等高的条件下,边坡的安全系数随着水位坡高比的增大先略减小后急剧增大,且在水位坡高比为0.3处取得最小值,在边坡完全淹没于水中时取得最大值。当边坡完全淹没于水中后,水位高于坡顶的多少对边坡安全系数没有影响;在水位骤降或陡升条件下,相同库水位对应的边坡安全系数基本上均小于水位缓慢变化情况下的安全系数,故工程实际中无论是排水还是蓄水,都应尽量保持水位缓慢变化,这样才能使边坡处于较安全的状态。