缓倾软硬岩互层边坡变形破坏机制模型试验研究

以宜巴高速公路沿途彭家湾软硬岩互层边坡为工程依托,依据地质分析及相似理论建立缓倾软硬岩互层边坡室内模型,采用开挖试验及和注水软化试验来模拟实际中的工程开挖（或河谷下切）和雨水浸润软化过程,研究缓倾软硬岩互层边坡的变形破坏机制。结果表明：在开挖及雨水软化两种工况下,该类软硬岩互层边坡的变形模式都是前期的滑移拉裂变形和后期的整体蠕滑变形,破坏模式是以深部软层为滑动面的整体滑移;硬岩层与软岩层的变形情况略有不同,硬岩层以整体蠕滑变形为主,而软岩层以滑移拉裂变形为主;深部软岩层的状态变化对边坡的整体稳定性影响非常关键;工程开挖（河谷下切）及雨水入渗都会对该类缓倾软硬岩互层边坡的稳定性有重要影响,开挖导致的临空面及微裂隙是滑坡发生的基础,水是滑坡发生的条件和诱因。     

软硬岩互层边坡崩塌机理及治理对策研究

崩塌是红层地区软硬互层型边坡的主要工程地质问题之一。本文以西南地区某公路边坡为例,在边坡地质结构特征调查的基础上,分析了砂泥岩互层边坡崩塌形成机理,采用二维有限元方法研究了崩塌后上部凹腔岩体的变形破坏模式,并采用基于强度理论的稳定性评价方法研究了其稳定性。结果表明,崩塌的形成主要是由于差异风化在下部软岩部位形成凹腔,导致上部硬岩产生拉裂并逐渐贯通;若不及时治理,上部岩体中结构面贯通至60%时,可能产生坠落失稳。综合分析边坡稳定性状况及变形破坏演化模式,采用清坡+局部削坡+挂网喷混凝土+钢筋混凝土支撑柱+排水的治理方案,重点控制凹腔以上岩体中拉裂的发展并做好防、排水工作。     

边坡治理群决策的二维足码定位法研究

在边坡治理决策过程中,不仅涉及边坡本身的条件和状态等因素,而且涉及经济、技术、环境及专家和决策者的个人素质等因素,因此边坡治理方案选择是一个复杂的系统工程。在实际工程中,往往同时有几个治理方案供选择,必须对它们进行优化评价,从中选出较满意的方案。针对边坡治理方案评价是一个群决策问题,提出了边坡治理群决策的二维足码定位法,利用简单的二维足码坐标图或评价函数,可以确定边坡治理的最优方案。以溪沟口滑坡治理为例,分析了该方法的实际应用情况。     

基于离心机和数值模拟的软硬互层反倾层状岩质边坡变形特征分析

我国西部山区建设揭露了众多大型弯曲倾倒变形体,它们多具有软硬互层结构。为进一步探明软硬互层反倾岩质边坡的变形破坏规律,本研究融合大型土工离心机试验与自开发的可以综合考虑节理面拉剪和压剪破坏的Hoek-Brown与Mohr-Coulomb联合强度准则,对此类边坡进行试验与数值模拟分析。首先,结合监测点位移和应力曲线对边坡的变形破坏过程进行详述并验证了所提出的强度准则及所建立的数值模型的正确性;然后,基于此数值模型研究不同几何因素对此类边坡倾倒破坏特征的影响。结果表明:（1）节理单元采用Hoek-Brown与Mohr-Coulomb联合强度准则可以较准确地模拟软硬互层反倾边坡的层间错动以及岩层弯折;（2）此类坡体倾倒变形破坏全过程为:层间先出现相互错动,然后边坡自坡脚部位开始出现弯曲变形,随后坡体后缘出现拉张裂缝,与此同时边坡整体向临空面弯曲倾倒,最终形成2个或3个破坏面;（3）随着岩层倾角的增大,边坡一级破坏面逐渐向坡体深处发展;（4）随着硬/软岩层厚比的减小,坡顶竖向位移变小,且坡体滑动的整体性逐渐增强;（5）随着软/硬岩层厚比的增加,坡体破坏面逐渐由粗糙的“锯齿状”向平滑的“圆弧状”过渡。     

用层次分析法优选边坡治理方案

本文从分析影响边坡治理方案选择的因素构成关系入手，根据目前边坡治理的研究成果，给出了可行方案选取的基本方法，提出了评价指标的选取原则，建立了影响治理方案因素的分类层次结构及其仅重体系表征，给出了可行方案优选排序的实现方法。最后，以黄石市板岩山危岩体治理工程为例，说明该方法用于优选边坡治理方案的可靠性.     

因子分析-概率神经网络模型在边坡稳定性评价中的应用

边坡稳定性分析是一个复杂的系统工程问题,其评价直接影响边坡工程的安全性与经济性。为了实现对边坡稳定性的快速、高效和准确评价,需要考虑边坡稳定性多种评价指标,但指标间或多或少存在一定的相关性,从而导致参量信息重叠。文章提出一种因子分析方法对边坡稳定性相关指标数据进行降维处理,提取3个综合指标对边坡稳定性进行总体评价。因子分析后的指标彼此独立,能够满足概率神经网络（PNN）样本层中采用高斯函数作径向基函数的要求。在因子分析的基础上,建立边坡稳定性评价的PNN模型,将其应用于39个典型的边坡稳定性评价。预测结果表明:5种不同的训练和测试样本个数下PNN模型仍具有良好的预测效果,其正判率分别为100%、94.87%、94.87%、84.62%和84.62%,说明因子分析与PNN模型结合可为岩土工程中边坡稳定性评价提供了一种很好的思路。     

边坡勘察钻孔信息价值评价及优化布置方法

为了解决现有边坡勘察试验钻孔布置的优化方法概念复杂、计算量大,需要预先定量估计边坡失稳损失,在实际应用中不方便的问题,利用边坡响应面机器学习模型提出了一种边坡勘察方案的信息价值量化指标,进而给出了边坡钻孔布置方案优化方法.利用边坡部分特征响应面模型建立了安全系数与勘察数据之间的关系.利用随机模拟样本即可实现对边坡勘察钻孔方案的信息价值量化指标计算,分析不同勘察方案时不需要额外重复计算安全系数,大幅提高了分析效率.基于提出的方法,对不排水边坡案例进行了分析,分析结果与文献中相似,算法复杂度和计算量大幅降低.本方法可以快速评价和对比边坡勘察方案的信息价值,进而实现钻孔布置方案优化,具有概念清晰、算法简单、计算方便的特点,计算量也相比传统方法大幅降低,易于工程勘察设计人员接受和采用.     

基于案例的边坡治理方案选择决策支持系统研究

边坡治理是边坡工程研究的核心问题,其治理方案的选择直接关系到边坡治理的成功与否。边坡的治理需要很丰富的经验和知识,但知识的获取一直是边坡治理决策的瓶颈问题。长期以来,边坡治理工程实践已积累了大量的工程案例,这些案例中蕴涵了大量的经验和知识,急需挖掘与开发,并应用于边坡治理决策中,进而指导边坡治理工程实践。为此,针对边坡治理决策中的边坡治理方案选择问题,提出了一种基于案例的边坡治理方案选择系统,用以对边坡治理方案选择提供有效的决策支持。该研究具有较好的工程应用价值。     

滑坡治理工程效果评估方法研究

滑坡治理是一项系统工程,其防治效果的评估更是一项复杂的综合分析与评价过程。通过对大量滑坡地质灾害防治工程实例的现场调研、对比分析,利用系统工程分析原理对滑坡治理工程防治效果评价进行了探索研究。本文将滑坡治理工程防治效果评估划分成1个多层次、多指标的多级评价过程,以定性与定量评价相结合的方式,从滑坡地质勘察、设计、施工组织以及工程监测等整个治理流程上,分阶段建立各自相应的子目标层评估指标体系。在此基础上,结合"边坡不稳定指数(SII)"分析方法,利用各子目标层的评价结果作为最终的评价因子,建立了综合评估模型——滑坡治理工程"效果评估指数(AEI)"法,实例应用显示此方法能够实现对滑坡防治效果的全面分析与评价。     

岩石/结构面劣化导致巴东组软硬互层岩体强度劣化的作用机制

岩石/结构面劣化导致巴东组软硬互层岩体强度劣化的作用机制是揭示三峡库区库岸消落带巴东组软硬互层岩体强度渐进劣化机理和评价库岸边坡稳定性的关键问题.以三峡库区典型"易滑岩组"巴东组第二段红色系列的砂岩与粉砂质泥岩互层岩组为研究对象,考虑干湿循环条件下岩石/结构面参数劣化,开展了软硬互层岩体单轴压缩数值试验,分析了软岩/硬岩/层面劣化对巴东组软硬互层岩体单轴压缩强度劣化的贡献度及其与岩层倾角的关系.研究结果表明,不同岩层倾角条件下,软岩/硬岩/层面劣化对巴东组软硬互层岩体单轴压缩强度劣化的影响有明显区别,以软岩/硬岩/层面劣化对巴东组软硬互层岩体单轴压缩强度劣化的贡献度为依据,将岩层倾角全范围划分为软岩控制区、软岩-硬岩-层面共同控制区、沿层面滑移失稳破坏区和硬岩控制区,揭示了岩石/结构面劣化导致巴东组软硬互层岩体强度劣化的作用机制及其受岩层倾角的影响,为进一步研究库岸消落带巴东组软硬互层岩体强度渐进劣化机理奠定了基础.      

一种改进的公路边坡稳定性模糊评价方法研究

考虑影响公路边坡稳定性信息的不完整性、随机性和模糊性,以最大熵原理和工程模糊集理论为基础,并采用综合赋权法确定指标权重,提出了一种改进的公路边坡稳定性模糊评价方法。该模型充分利用影响因素的信息,以广义加权距离表示待评价样本与标准样本的差异,从优化条件中获得相对隶属度,并依据加权平均原则对边坡样本等级进行识别。该模型应用于常吉和吉怀高速公路边坡稳定性评价中,将评价结果与模糊综合模型和属性识别模型的结果以及边坡实际情况进行对比验证,体现了其较好的一致性,并且结果更合理。同时,该模型具有较小的信息熵值,表明其评价的不确定性小,可靠性较高,是一种边坡稳定性评价分析新方法,可在相关工程领域中应用推广。     

软硬互层顺层岩质边坡破坏试验

软硬互层结构的顺层岩质边坡破坏类型复杂、难于防治,针对此类边坡地质灾害易发、多发的问题,从坡面角度、岩层倾向及组合形式、节理分布等方面进行了研究.边坡物理模型试验是揭示边坡变形破坏机理的重要手段,基于相似理论,以重庆市万州区孙家滑坡为工程依托,根据滑坡区地质勘探报告设计了室内边坡物理模型试验;试验通过顶升模型箱模拟重力...     

基于不确定型层次分析法的边坡稳定模糊评判方法

针对边坡稳定性影响因素众多复杂,且存在模糊不确定性和层次性的特点,首先引入锚固边坡稳定性分析二级模糊综合评判模型,并基于模糊数学理论建立评价指标隶属度确定方法和模糊运算规则,从而建立出锚固边坡稳定性分析的二级模糊综合评判方法;然后,考虑评价指标重要程度取值的不确定性、专家判断的模糊性以及群组决策的优势,建立基于群组决策的不确定型层次分析（AHP）方法确定权重,进而建立出基于AHP的锚固边坡稳定模糊评判方法,最后通过工程实例分析和计算,表明文中方法的可行性与合理性。     

节理岩体等效流变损伤模型及其在卸载边坡中的应用

重大建设项目对施工过程中岩土体稳定性提出了更高的要求,常以一种动态设计施工模式来应对工程体的各类突发状况与病害。流变损伤模型既能反映岩土体在施工过程中变形的时效发展,又能反映其力学性质的时效劣化,继而能较准确地掌握工程体动态稳定性。基于以上考虑,为体现卸载边坡工程在卸载回弹阶段的瞬时塑性特征和时效演化阶段的黏塑性特征,因此,在流变模型中引入加载塑性元件和黏塑性元件,建立了复合黏弹塑（弹-黏-黏弹-黏塑-塑）模型,室内岩石压缩（卸载）蠕变试验证明了该流变模型的合理性,并对其参数进行辨识。在此基础上,从几何研究方法出发,引入反映节理分布的初始损伤张量及一种等效的依据黏塑性偏应变推导出的损伤演化方程,最终建立了一种新型的节理岩体等效流变损伤模型。将此模型用于川东红层某软硬岩互层型路堑边坡的卸载分析,结果表明：随不同的开挖阶段,易损部位（软岩集中段、软岩深埋段、软硬交接硬岩段）在瞬时卸载回弹阶段的塑性损伤和时效演化阶段的黏塑性损伤逐渐积累,边坡浅表部逐渐出现卸载损伤（松弛）带,在损伤累积中边坡各部位蠕变速率呈不同程度的增长。计算结果较好地反映了边坡变形、损伤发展与动态稳定性特征,其研究结果对于指导支护时机及相应的信息化施工具有一定的意义。     

基于模糊因素的岩质边坡地震稳定性多模型组合评价

岩质边坡地震稳定性评价是岩土边坡地震失稳防治的基础工作,针对评价过程中评价因素的多源模糊性,借鉴工程可变模糊集理论,将模糊可变评价模型应用于岩质边坡地震稳定性评价中。综合考虑岩质边坡内在结构和外部自然条件,选取岩土体特性、新构造运动特征、坡高、坡角、年均降雨量和场地地震烈度6个指标作为评价指标体系并建立等级标准;将改进熵权算法引入该模型中,利用指标实际数据离散性求权重;通过改变模糊可变评价模型参数对岩质边坡地震稳定性进行线性与非线性组合评价,并将均值作为最终评价结果。将该方法应用于天然边坡与路堑边坡实例中,结果表明,模糊可变评价模型评价结果合理、客观,具有更高的可靠性与稳定性,为岩质边坡地震稳定性评价工作提供了一种新的研究方法与思路     

基于参数劣化的软硬相间顺层边坡稳定性研究

三峡库区侏罗系地层具有独特的软硬相间的岩性组合和结构特征,侏罗系砂泥岩软硬相间地层是该地区典型的易滑地层,是滑坡集中发育的地层之一,也是三峡库区滑坡防治工作中的重点区域。为深入研究软硬相间层状岩质边坡的稳定性,通过对理论概化模型的分析,构建了软硬相间顺层岩质边坡的参数劣化计算模型。考虑风化作用对岩体结构面抗剪强度参数劣化的影响,引入空间变异函数,提出软硬相间层状岩质边坡结构面抗剪强度参数劣化模型,导出软硬相间层状岩质边坡沿层面方向抗剪强度参数劣化的函数表达式,表征了分析点的风化影响厚度与其强度参数的一一对应关系,有利于边坡稳定性的定量分析。利用该函数表达式对沿层面方向岩体的强度参数进行劣化,利用劣化后的强度参数进行稳定性评价,得到分析点至坡面距离与该点稳定系数的对应关系曲线,并结合三峡库区边坡实例进行了验证分析,指出软硬相间层状岩质边坡岩体抗剪强度参数的劣化对其稳定性评价具有较大影响,单平面滑动的稳定分析中抗剪强度参数沿层面恒定分布的假定具有一定的局限性;若不考虑结构面抗剪强度参数的劣化,可能导致稳定性计算结果偏于不安全。     

桂柳高速公路边坡稳定性二级模糊综合评价

根据桂柳高速公路大量的实际数据分析，论证控制边坡变形破坏的主要影响因素及影响程度，其中地形地貌、地质环境、气候条件是基本因素，而人类活动对边坡变形破坏形成起加速和诱发作用，同时针对目前边坡稳定性评价及预测中指标选择及评价方法的不足，指出边坡稳定性评价指标具有分级的特点，并应用模糊数学知识，建立了边坡稳定性二级模糊综合评价模型，该模型包括了3个层次(目标层、因素层、因子层)、4个因素(地貌、地质、气候、人为作用)、14项因子，然后通过实例检验，证实该模型的实用性和有效性，最后用模型对桂柳高速公路路段内边坡稳定性进行了模糊综合分区。     

基于模糊综合评判的公路岩质边坡稳定性分级研究

公路岩质边坡具有点多线长、规模小的特点,缺乏详细的岩体力学参数,现有岩体分级系统难以应用。根据公路岩质边坡的特点,考虑建模过程的系统全面性、简明科学性、相对独立性及灵活可操作性,选取合理的边坡稳定性评价指标,建立了边坡稳定性的两层综合评价体系,运用层次分析法确定了评价指标的权重矩阵,采用模糊综合评判方法建立了公路岩质边坡的稳定性分级模型。运用该模型对湖南省常德－吉首高速公路路段内142个岩质边坡稳定性进行了模糊综合评判分级,结果表明,该方法是合理实用的,可供同类工程借鉴。     

抚顺西露天矿蠕动边坡变形特征及稳定性动态分析

以抚顺西露天矿北帮边坡为例,分析了边坡变形规律和破坏机制。在弱层流变试验的基础上,建立了弱层流变力学模型。通过确定加速蠕变阶段来临的极限应变量和应变速率,建立了弱层长期强度的时间效应方程,对于不同的边坡工况进行了动态稳定性评价。分析结果表明,采取相应的治理工程之后,边坡稳定系数明显提高,为控制边坡的蠕动变形破坏发展提供了科学依据。     

基于云模型的岩质边坡稳定性评估研究

针对边坡系统中的不确定性,基于云模型理论,建立了岩质边坡稳定性的云模型评估方法。选取影响边坡稳定性的11项指标,计算各指标隶属于不同岩质边坡稳定性等级的云模型数字特征,结合正向正态云模型和指标权重,计算待评估边坡的综合确定度,最终确定岩质边坡稳定性等级。将方法应用于桂柳高速公路边坡的稳定性评估,结果与可拓方法、模糊数学方法、基于Hoek-Brown准则方法以及基于RMR岩体质量评价方法等的评估结果一致,符合边坡野外实际勘察情况,具有一定的可行性和有效性。