基于内外功率比的非直线坡面型边坡的稳定系数研究

在边坡稳定性上极限分析中, 由于考虑了材料的理想弹塑性本构关系与相关流动法则, 相比极限平衡法更符合岩土材料的特征。在以往的二维边坡极限分析上限法中, 要求坡面形态为规则的直线, 而无论是天然边坡还是人工边坡, 边坡的坡面形态往往并非规则的直线。此外, 以往的边坡极限上限分析中得到的稳定数N_s=c/γH主要针对土坡的临界高度计算, 且未考虑孔压等外力对边坡施加的外功率。不同于传统极限平衡法采用静力学的平衡条件, 本研究针对非直线型坡面边坡稳定性问题, 假定滑动面为对数螺旋线, 基于极限分析上限定理和虚功原理, 提出了一种边坡发生旋转破坏时旋转中心的确定方法, 推导出了非直线型坡面边坡的重力虚功功率和能量平衡方程的解析解, 并提出了基于内、外功率之比的稳定系数K用以评价边坡的稳定性。通过算例比较了不同形态天然边坡的稳定性和人工削坡对边坡稳定性的影响, 并分析了边坡的坡度(β)、土体的内摩擦角(φ)、黏聚力(c)以及孔压系数(r_u)对稳定系数K的影响规律。对于坡度较大的边坡, 通过削坡改变坡面形态提高了边坡的稳定系数K。稳定系数K随黏聚力的增加而非线性增大, 随孔压系数的增加而降低。当黏聚力相对于孔压系数对边坡稳定性影响更大时, 稳定系数K随内摩擦角的增加而增大; 反之, 稳定系数K则随内摩擦角的增加而减小。以上结果符合对边坡稳定性分析的普遍认知, 验证了模型的合理性。另外, 通过将该方法与传统的Bishop法的计算结果进行对比, 发现安全系数F_s=1与稳定系数K=0的临界状态物理意义相同, 稳定系数K随黏聚力非线性增加, 更符合边坡的渐进破坏过程。      

爆破作用下顺层岩质边坡稳定的可靠性分析

基于可靠度理论建立顺层岩质边坡稳定的可靠性分析方法，获得顺层岩质边坡可靠指标和失稳概率的计算表达式。以某高切坡为例分析其稳定状态和失稳概率，并据此探讨不同粘聚力、内摩擦角、炸药量和爆心距条件下边坡失稳概率的变化规律。计算结果表明，粘聚力对边坡的失稳概率影响较大；随着内摩擦角的增加，边坡失稳概率近乎线性减小；当单孔药量从10 kg增大到160 kg后，失稳概率增幅97.10%；当爆心距小于20 m时，边坡的失稳概率减小的速度很快，而爆心距超过20 m后边坡失稳概率减小的幅度较小。考虑爆破振动的时效性，爆破荷载使边坡失稳概率增大49.61%，单次爆破振动的影响时间约6 s。     

某高等级公路路堑边坡预应力锚索加固设计

高等级公路穿越山区时 ,通常需要开挖而形成路堑边坡 ,其边坡的稳定性将危及公路施工和运营安全 ,故常需要对不稳定边坡进行加固处理。对具有大体积、大面积范围且存在滑动面的不稳定岩土体 ,加固方法以预应力锚索为佳。在结合某高等级公路路堑高边坡工程中 ,分析了已有地质条件的基础上 ,提出了预应力锚索加固边坡的设计方案     

公路膨胀土路堑边坡防护方案探讨

针对膨胀土路堑边坡的公路工程特点，总结以往膨胀土路堑边坡的防护措施，根据以往膨胀土路堑边坡的防护成败资料和经验。以保持边坡土体天然含水量状态的相对稳定，保持边坡土体结构的相对完整性。保持边坡土体足够的抗剪强度和防护工程应能适应边坡膨胀土体可能产生的膨胀变形与膨胀力不遭破坏。首先用DAH混合溶液改良膨胀土边坡的表层土，使DAH混合溶液与膨胀土产生离子交换发生化学反应，从而使表层膨胀土体改变性能，成为正常土，然后结合以往路堑边坡处理方法进行综合处理。实践证明，此方法不但充分利用了膨胀土．节约了工程投资，而且又绿化、美观了边坡，使其与周围环境相协调，从而为膨胀土地区公路路堑边坡处理提供了一种切实可行的防护措施。     

济南高陡土质边坡稳定性分析及治理方法探讨——以济南南部山区山间平原为例

在济南山前及山间倾斜平原区常见土质边坡存在较大安全隐患,本文结合实例,对此类边坡开展稳定性评价及治理方法研究,对不稳定边坡的成因做了详细分析,并采用毕肖普条分法对边坡稳定性进行了定量计算,提出清坡+格构+钢筋混凝土挡板+截水沟的方案解决土质边坡失稳问题。治理后边坡滑动安全系数为1.673,实现了土质边坡的有效防治,为此类土质边坡失稳问题提供了新的治理思路。     

平面剪切岩质边坡滑裂面的确定及稳定性分析

由于传统搜索方法对岩质边坡滑裂面的确定无法兼顾效率与精度, 如何迅速准确确定潜在滑裂面仍然是个难题。极限平衡法在岩质边坡稳定性分析中备受认可, 采用岩质边坡平面剪切滑动模型, 以滑裂面的倾角来表征潜在滑裂面的位置; 基于极值法, 推导了极限平衡条件下平面剪切破坏型岩质边坡潜在滑裂面的解析解, 并结合香港秀茂坪路边坡对其准确性进行了验证, 进一步对四川宜宾打营盘山公路多级边坡进行了整体稳定性分析。结果表明: 香港秀茂坪边坡采用本文方法确定的边坡潜在滑裂面倾角与实际滑坡倾角基本一致。实际工程应用中, 采用Slide软件中布谷鸟搜索法和模拟退火法两种搜索方法得到的滑裂面倾角分别为38.0°和37.0°, 本解析法所得倾角为34.8°; 选用Janbu法、Morgenstern-Price法和Sarma法分别计算对应的稳定系数, 结果均为1.04左右, 本文所得稳定系数为1.15, 可见本文方法所得结果基本准确。通过参数敏感性分析发现, 随着黏聚力的增加, 边坡滑裂面倾角越来越小, 稳定系数也随之增加; 而当内摩擦角增大时, 边坡滑裂面倾角和稳定系数也随之增大。      

黄土高原边坡特征与破坏规律的分区研究

为了研究黄土高原自然边坡的特征及破坏规律,按山系与水系或水系的分水岭、地貌单元、地层岩性特征等条件,将黄土高原划分为8个区:临洮—永靖区、天水—通渭区、兰州—会宁区、陇东区、靖边—安塞区、隰县—离石区、甘泉—吉县区和汾渭区.根据极限状态边坡的4个野外判别标准,测量了8个区510个自然极限状态黄土边坡断面,分区采用指数模型回归边坡坡高与坡宽的相关关系,计算各区20、50、100m坡高的边坡稳定系数和失效概率.结果表明:黄土高原的边坡特征与破坏形式具有分区特征,且南北差异性明显.临洮—永靖区边坡坡高与坡宽呈线性关系,表明该区边坡坡度不随坡高变化,边坡稳定性受内摩擦角控制;兰州—会宁区和靖边—安塞区高坡陡,低坡缓,高坡不稳定,易发生错落式滑坡;天水—通渭区、甘泉—吉县区和汾渭区高坡缓,低坡陡,稳定性计算结果显示高坡和低坡都较为稳定,但由于地层结构和地貌的特点,高边坡易发生低速蠕变型滑坡或高速远程滑坡;陇东区边坡整体上较为稳定;隰县—离石区受黏粒含量较高的Q1地层控制,高边坡稳定性较差;50m左右坡高的黄土边坡稳定性对强度指标内聚力、内摩擦角的敏感度都高,易于失稳.     

地质灾害治理中边坡移动监测成果的整理及分析

一、概述 随着我国经济的持续发展,大量的基础工程建设和矿产开采所形成的露天边坡、自然风化和水蚀等因素所形成的需要进行灾害治理的边坡正在逐年增加.这些边坡由于受力的平衡状态逐渐破坏,因而便产生了边坡的不稳定,或者说边坡岩体移动的问题.     

常德至张家界高速公路慈利段典型岩质边坡成生机理初探

在山区修建高速公路时,由于"高填深切"改变了自然条件下的地质营力,从而带来一系列的环境地质问题,尤以岩质边坡开挖后的稳定问题突出,只有对自然岩质边坡进行深入的研究,才能更好地提出合理的人工边坡设计方案.而传统的岩质边坡分析方法多是定性的笼统地分析,对岩质边坡的成生机理难以做到具体的分析,许多地质现象无法解释.运用系统工程地质有关边坡变形渗流场的稳态坡形理论对常德至张家界高速公路慈利段的典型岩质边坡的成生机理及边坡开挖后的破坏机理进行了分析,为人工边坡的设计提供了可靠的依据.     

极限平衡方法在夏日哈木镍钴矿山拟建露天采场边坡角优化中的应用

夏日哈木镍钴矿为大型镍钴硫化物矿床,现拟建大型露天采场,边坡采用分台阶式高边坡,最高边坡高度超过600m。该工程具有开挖成本高,边坡一但失稳后果严重的特点。为此需要选择一个即节约经济成本又保障整体边坡稳定的最佳边坡角。本文采取Geostudio软件中的Slope模块极限平衡方法对拟建露天采场假设开挖边坡角的整体边坡稳定性进行分析,提出最佳设计边坡角。　本次边坡角优化的思路：首先根据场地工程地质条件和拟建边坡的高度等因素将拟建边坡划分为5个区,选择典型边坡工程地质剖面并进行工程地质岩体分段,然后通过岩石强度指标折减计算（本文采用费辛柯法、M.Georgi法和经验法）给各分段的岩体赋予凝聚力、内摩擦角等计算参数,采用极限平衡方法（Geostudio软件中的Slope模块法）对不同角度下对各分区边坡的破坏形式及安全系数进行计算,最后提出了各分区边坡的最佳设计边坡角。     

土钉墙模型试验研究

通过土钉墙模型试验 ,研究了土钉在黄土中的变形情况、土钉加固黄土类深基坑的作用机理及土钉的应力分布规律 ,最后对试验的不足进行了分析。     

黄土地基群桩效应的有限元分析

利用有限元法考虑桩土的变形协调 ,分析了在黄土地基中承台 -桩 -桩间土共同作用的机理 ,得到了若干规律 ,对实际工程设计具有实用意义和参考价值     

用素土桩挤密法处理陇东湿陷性黄土地基

素土桩挤密地基由桩间挤密土和回填素土夯实的桩体组成，它是一种人工“复合地基”。其作用是通过素土桩挤密法提高地基土的密实度，从而对湿陷性黄土达到消除浅部或深部的部分或全部湿陷性的作用，并改善地基承载能力，减少地基变形。本文通过现场单桩、群桩单元体轻便触探、小环刀深层取样、开剖取样等方法对场地地基土挤密前、后干重度和压实系数进行了对比分析，判定用素土桩挤密法处理陇东湿陷性黄土地基的可行性。     

强夯处理湿陷性黄土地基效果浅析

强夯是处理湿陷性黄土地基的一种有效方法。灵宝市委市政府办公大楼湿陷性黄土地基，经强夯处理后，地基土孔隙比和压缩系数降低，干密度提高，湿陷性被消除，地基承载力大幅度提高并满足了建筑设计基础底面压力２２０ｋＰａ／ｍ２的要求。     

Application of FLAC3D in supporting engineering of deep foundation ditch

Based on the design principles of economic rationality and safety, multiple-pivot pile anchorage approach was used as the supporting engineering of a tall building with a deep foundation ditch. The designs, such as anchor arm, single pile and the whole, were set up in accordance with the calculations of the internal force from the equivalent beam and Yamagata Kunio methods. Moreover, the rationality of the design was estimated using the stability checks. FLAC3D was used for calculating the accuracy of the design. Using FLAC3D to simulating ditch cutting and supporting processes can obtain the equivalent results as the theory analysis in the displacement of ditch surrounding wall, the stress field and stress distribution.     

模拟堆载作用的黄土边坡土体变形机理试验

通过固结不排水剪试验,研究了堆载作用下不同深度、含水量和围压的原状黄土的变形和破坏特征,并从黄土的微观结构角度分析了产生这一现象的原因,结合黄土边坡特殊的工程地质条件,分析了堆载作用下黄土边坡土体的变形破坏过程。试验结果表明,不同深度、含水量和围压的原状黄土的应力应变曲线和抗剪强度具有不同的特征;特殊的工程地质条件,使黄土坡体的某些部位形成了堆载作用下不利于黄土材料强度保持的含水量和围压的组合,导致了这些部位黄土的变形破坏,进而诱发坡体的变形破坏。     

Application of FLAC3D in supporting engineering of deep foundation ditch

Based on the design principles of economic rationality and safety, multiple-pivot pile anchorage approach was used as the supporting engineering of a tall building with a deep foundation ditch. The designs, such as anchor arm, single pile and the whole, were set up in accordance with the calculations of the internal force from the equivalent beam and Yamagata Kunio methods. Moreover, the rationality of the design was estimated using the stability checks. FLAC3D was used for calculating the accuracy of the design. Using FLAC3D to simulating ditch cutting and supporting processes can obtain the equivalent results as the theory analysis in the displacement of ditch surrounding wall, the stress field and stress distribution.     

基于可靠度理论的黄土高边坡优化设计

对黄土高边坡进行可靠性分析，应用数学原理和优化原理，建立了黄土高边坡的优化模型，对铜黄一级公路黄土高边坡进行分析验证。结果表明，该方法计算的结果与实际较接近．应用中易操作。     

振冲碎石桩处理黄土地基的效果分析

振冲碎石桩在不同的地基中有不同的作用,本文就某热电厂工程中用振冲碎石桩处理湿陷性黄土地基,消除地基的湿陷性;处理饱和(软)黄土地基,提高其承载能力,以及用振冲桩消除地基中饱和粉细砂的振动液化等效果,用试验和理论计算加以分析和讨论。     

Centrifuge model test of an irrigation-induced loess landslide in the Heifangtai loess platform,Northwest China

The Heifangtai platform in Northwest China is famous for irrigation-induced loess landslides. This study conducted a centrifuge model test with reference to an irrigation-induced loess landslide that occurred in Heifangtai in 2011. The loess slope model was constructed by whittling a cubic loess block obtaining from the landslide site. The irrigation water was simulated by applying continuous infiltration from back of the slope. The deformation, earth pressure, and pore pressure were investigated during test by a series of transducers. For this particular study, the results showed that the failure processes were characterized by retrogressive landslides and cracks. The time dependent reductions of cohesion and internal friction angle at basal layer with increasing pore-water pressure were responsible for these failures. The foot part of slope is very important for slope instability and hazard prevention in the study area, where concentration of earth pressure and generation of high pore-water pressures would form before failures. The measurements of earth pressure and pore-water pressure might be effective for early warning in the study area.