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。     

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。      

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。      

黄土边坡可靠度的随机有限元分析

为了研究黄土边坡的可靠度,在对黄土强度参数进行变异性统计、概率分布检验及垂直向自相关距离计算的基础上,将黄土强度参数黏聚力和内摩擦角作为随机变量,将其在二维边坡剖面的空间变化作为随机场,用局部平均细分法将符合一定均值和标准差的强度参数按随机场分布在边坡剖面的有限元网格上,再采用弹-理想塑性有限元计算边坡稳定系数,用MonteCarlo法计算其失效概率。结果表明:黄土黏聚力的变异系数多在0.30以上,内摩擦角的变异系数多在0.20以下,且黄土高原从西向东两个参数的变异性都增大;黏聚力和内摩擦角的概率分布类型对边坡失效概率计算结果影响显著,统计检验发现黏聚力采用对数正态分布、内摩擦角采用正态分布为宜;黄土地层的垂直向自相关距离多在0.7m以内,与计算厚度的比值多小于0.2;在大部分黄土的变异系数与自相关距离水平下,采用确定场进行可靠度分析,多数情况将极大地高估了黄土边坡的失效概率,而在极端高变异系数水平下,采用确定场进行可靠度分析,又将极大地低估其失效概率。     

新疆CHE水利枢纽渗流条件下岩质边坡稳定性分析究

基于GEOSTUDIO软件,运用统计岩体力学理论,对新疆CHE水利枢纽不同工况下的边坡稳定性进行分析。结果表明：研究区工程地质条件复杂,断层、挤压破碎带及岩脉广泛发育,左右岸均存在5组优势结构面;对左右岸参数敏感性分析,两岸强卸荷岩体的粘聚力c对应的稳定性系数的曲线斜率远大于摩擦角φ对应的稳定性系数的曲线斜率,因此在一定范围内,坡体稳定性对粘聚力c值的变化更为敏感;研究区边坡在自然条件、蓄水条件及库水快速降升条件稳定系数K>1,即边坡处于稳定状态。     

公路弃土场边坡的稳定影响因素敏感性分析

以日照市岚山区某弃土场为研究对象,通过对现场调研并采样开展直剪试验,在压实度分别为90%、92%和95%的情况下取得不同的黏聚力c和内摩擦角φ值,通过MIDAS GTS NX进行数据模拟,选取MohrCoulomb模型,采用有限元强度折减法(SRM)算出边坡的等效应变塑性区及安全系数,以此分析边坡稳定性。利用数值模拟的结果,分别绘制坡高、坡比与安全系数的关系图,归类分析不同坡高和坡度对边坡稳定性系数的变化规律。通过边坡稳定影响因素的敏感性分析,分析影响边坡稳定性各因素与边坡安全系数之间的相关性,即分析各因素的变化对于边坡安全系数的影响程度。     

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.     

新疆CHE水利枢纽渗流条件下岩质边坡稳定性分析

基于GEO-STUDIO软件,运用统计岩体力学理论,对新疆CHE水利枢纽不同工况下的边坡稳定性进行分析。结果表明:研究区工程地质条件复杂,断层、挤压破碎带及岩脉广泛发育,左右岸均存在5组优势结构面;对左右岸参数敏感性分析,两岸强卸荷岩体的粘聚力c对应的稳定性系数的曲线斜率远大于摩擦角φ对应的稳定性系数的曲线斜率,因此在一定范围内,坡体稳定性对粘聚力c值的变化更为敏感;研究区边坡在自然条件、蓄水条件及库水快速降升条件稳定系数K1,即边坡处于稳定状态。     

免棱镜全站仪在边坡岩体结构面测量中的应用

很多岩体工程中都涉及到岩体边坡的施工,经常会遇到岩体稳定性的问题,而岩体结构面的几何信息如产状在岩质边坡稳定性评价中发挥着重要作用,所以能否快速、准确地采集岩体结构面的几何信息成为了岩体稳定性评价成败中的关键一环。     

不同临空条件的层状反倾岩质边坡倾倒变形几何特征参数影响规律

层状反倾岩质边坡是一种常见边坡类型，其变形破坏模式多样、力学机制复杂、影响因素众多。为揭示层状反倾岩质边坡不同临空条件几何特征参数对反倾边坡倾倒变形影响规律，通过3DEC并结合数理统计系统深入研究几何特征参数对倾倒变形影响。研究表明:①反倾边坡具有3个临空面时边坡变形最大，1个临空面时边坡变形最小；②变形随边坡高度、切坡角度增大而增大，随节理面与临空面夹角的增大而减小，随岩层厚度增大先增大后减小；③2个临空面夹角90°时边坡变形最大；④1个、2个临空面时节理倾角60°时位移最大，3个临空面时随节理倾角增大而增大。      

基于有限元修正节理岩质边坡稳定性计算的解析解

采用有限元方法探讨在人工开挖或自然侵蚀环境下,岩质边坡体内应力场的变化及节理发育形成机理,并采用有限元强度折减法对后缘具有张节理边坡的稳定性影响因素进行敏感性对比分析,进而得出具有非贯通节理边坡稳定性计算的修正解析解.结果表明:卸荷及风化作用导致边坡体由表及里出现应力重分布及应力集中的现象,使边坡后缘由顶部向下发育一簇...     

岩坡稳定性优势面分析法--以太湖度假区休体公园渔洋山边坡为例

运用优势面理论层次分析法。确定岩坡的控稳优势面．通过对太湖度假区休体公园渔洋山边坡的研究得出F1和软弱夹层是控稳优势面。通过优势面组合分析．得出4组优势分离体。其中F1、软弱夹层和边坡临空面组合为试算安全系数最小优势分离体。最后用Sarma法进行稳定性计算．得出各种优势分离体组合模型在考虑地下水和地震加速度为0．15g的情况下均是不稳定的。结果表明，采用层次分析法对岩坡稳定性进行评价的方法是可行的。     

基于信息损失量的坡度精度分析

从DEM中可获取众多地形因子。其中,坡度作为基本的地形因子,其精度对于退耕还林、水土流失评估等研究具有重要影响。但是,由于DEM只能是真实地表形态的近似表达。如何模拟坡度误差的规律成为研究的热点。本文在黄土高原地区选取代表不同地貌类型的神木、绥德、延川、富县和宜君5个研究样区,以1:1万地形图为基本数据源,建立不同分辨率的DEM,用以分析坡度信息损失量随DEM分辨率变化的规律。故此,提出了基于单个栅格方式的坡度信息量损失指标,并在每一样区随机选取的20个子实验样区得到了其与DEM分辨率的函数关系,以及相关的经验公式,据此求得所需的最适宜DEM分辨率,并在每一样区随机地选取16个子样区进行了检验。     

黄土高原丘坡信息DEM提取算法的应用

选择代表黄土地貌类型(丘陵沟壑区、梁峁区、高原丘陵过渡区)的75个样区(每个样区约4km²),以1∶1万水平分辨率为5m的DEM为研究对象,研究不同算法对提取地面坡度精度的影响。采用6种不同算法分别提取坡度。运用方差分析,对比分析,排序分析等方法,通过比较不同算法所提取坡度矩阵的平均值、最大值、标准差,以及坡度中误差等指标,认为在黄土丘陵沟壑区3类地貌类型区域如果整体考虑坡度的以上指标时选用三阶反距离平方权差分算法较为合理。在黄土高原沟壑区与丘陵沟壑区交错过渡地带也可以选用算法4提取坡度。同时,根据水土保持工作实际生产部门需要,提出并实现了对坡度信息评价时须分级别进行的思路。研究认为,在黄土丘陵沟壑区域相同的地貌类型区,算法对所获得的相同的坡度级别面积影响是不同的,并且规律不相同。在前述三种地貌类型区域,如果需要获得坡度分级面积信息,使用三阶反距离平方权差分算法和三阶反距离权差分最为理想。由于简单差分算法小于其他算法提取坡度所涉及的区域单元大小,不适宜在本区域使用。     

Stability evaluation and protection of slope for Laosongling-Yanji Highway

The authors analyzed the engineering geological characteristics of the slope of the study area (K75+840-K76+340). Two typical cross-sections have been chosen to analyze the failure modes after the excavation of the highway. Different types of the failure modes have been calculated and analyzed. The results show that some dealing methods have been advised to ensure the stability of the slopes.     

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。     

Study on original ecological tridimensional slope vegetation

No matter from the perspective of slope protection, landscape effect and construction cost, or from the perspective of ecological benefit, the development of original ecological tridimensional vegetation has become the inevitable trend for slope vegetation in pursuit of protecting ecological condition, decreasing soil erosion, maintaining ecological balance and beautifying environment of slope. The concept of original ecological tridimensional slope vegetation is proposed in this paper, and the original ecological tridimensional slope vegetation is studied through theoretical analysis and experiments. Specifically, the mechanical effect of slope vegetation in reinforcing the cohesion and shear strength of soil mass is firstly discussed, and then experiments are performed to study the water interception and containing function of slope under various vegetation conditions. Moreover, the relation between soil moisture and cohesion, the relation between root distribution density and cohesion, and the relation between root distribution density and soil shear strength are also studied based on experiments. Finally, based on field observation, the soil erosion states of slope under various vegetation conditions are comparatively studied. It is found that the original ecological tridimensional slope, which combines grass,shrub and tree, can generate comprehensive slope protection effects, and hence strengthen the slope protection ability and bring multiple slope protection benefits. Thereby, the theoretical foundation for developing original ecological tridimensional slope vegetation is established.     

Stability evaluation and protection of slope for Laosongling-Yanji Highway

The authors analyzed the engineering geological characteristics of the slope of the study area （ K75 ＋ 840-K76 ＋ 340）. Two typical cross-sections have been chosen to analyze the failure modes after the excavation of the highway. Different types of the failure modes have been calculated and analyzed. The results show that some dealing methods have been advised to ensure the stability of the slopes.     

圈闭地形内斜坡破坏的多期性和规律性

本文以黄河上游某拟建水电站坝址场地为例,论证了圈闭地形内斜坡破坏的多期性和规律性问题。在充分的野外调查和室内研究资料的基础上,将区内的斜坡破坏分为两期,即第一期为已经失稳的老滑坡群;第二期为发育在第一期滑坡群圈闭状破裂壁之后的正处于蠕动和破坏阶段的变形坡体,进而将第一期的滑坡分为两个强度次序。同时,还揭示了圈闭地形内斜坡破坏的规律性,即随着期和序次的增高,斜坡破坏面积增大,滑坡个数增多,规模减小,强度降低,滑距变短,滑体破碎程度变弱。最后指出,上述多期性和规律性应具有普遍性意义。     

临沂市低丘缓坡土地开发利用的实践与思考

临沂市创新低丘缓坡土地开发利用和管理模式,通过开展低丘缓坡土地的开发利用试点工作,提高了土地利用效率;增加了农民收入、改善了农业生产条件;有效保护和改善了生态环境。但项目实施过程中存在开发、立项要求高、试点县区少、规模小等问题。低丘缓坡土地开发利用过程中应做到:搞好顶层设计、稳步推进试点工作、开发与保护并重等举措,为其他地区提供借鉴。