地震作用下顺层岩质边坡稳定性的拟静力分析

通过对顺层岩质边坡的受力分析,应用极限平衡理论和Mohr-Column准则,按照Bishop关于边坡稳定性安全系数的定义,推导出在爆破震动载荷作用下,用于判别顺层岩质边坡稳定性的计算方法。研究结果表明垂直向下、水平指向坡外的爆破荷载以及两者的联合爆破荷载对边坡稳定性影响最大,尤其是后两者;水平指向坡外、垂直向下爆破荷载拟静力系数分别与边坡稳定性安全系数间呈负指数关系和S曲线关系;从动荷载拟静力系数0起,爆破震动水平指向坡外、垂直向下动荷载拟静力系数每增加0.05,有层裂长度的顺层边坡安全系数分别减少7.79%-10.67%、1.28%-1.98%,无层裂的顺层边坡安全系数分别减少7.61%-10.55%、1.47%-2.29%。同时,爆破震动产生的层裂长度、边坡长度以及联合爆破荷载的方向对顺层边坡稳定性也有影响。     

边坡稳定性分析的可靠度方法

通过边坡破坏概率与安全系数的比较分析,提出基于概率方法的可靠性分析的必要性;同时从边坡可靠度指标β的几何定义出发,建立马氏距离表达式,并对其结果的可行性进行了验证。     

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。     

滑动面变形时岩石边坡稳定分析法

采用传统极限平衡法，考察单面滑动岩石边坡稳定性存在的主要问题．研究滑动面变形时岩石边坡稳定性的分析方法．计算结果表明用新方法比传统方法更接近实际情况．     

地震作用下边坡及不利地质体的动力特征

深切谷坡浅表部卸荷裂隙发育,风化强烈,致使浅表层介质性质出现差异,成为非连续介质,地震动力响应由此变得复杂。根据青川地震监测数据分析线型坡及山坳处的地震动力响应特征,并结合适用于分析岩质边坡运动过程的不连续变形分析方法(DDA),对不同岩质边坡及岩体中出现节理和软弱夹层等不利地质体时的动力特征进行分析,揭示在一定高程下线型坡上地震波加速度随高程增加而增大,且垂直山脊方向的地震波峰值加速度放大系数大于沿山脊方向,最大可达3.12倍;山坳处的地震波加速度较谷底会出现一定程度的衰减。同一规模边坡,岩质越硬加速度放大系数越大;当边坡中存在节理及软弱夹层时,地震波传播会受到反射和透射的影响,从而影响边坡的动力响应特征。分析表明,岩体弹模较大时,节理对地震波传播的透射作用较强,且节理间距与输入波长的比值小于临界值时,其比值越大,节理对地震波的透射作用越强;岩体分界面下部岩性较上部岩性硬时,随着两种岩性弹模差别增大,透射波峰值加速度降低越明显,而反之分界面以下岩性较上部软时,随着两种岩性弹模差值越大,透射波加速度放大越显著;软弱夹层厚度以及其与周围岩体波阻抗比较大时,地震波经过软弱夹层时的透射系数较小。     

流动沙丘涡度相关通量的坐标旋转订正与对比研究

复杂下垫面导致近地面大气运动具有特殊的动力学和热力学特征,进而影响物质和能量的交换过程。以科尔沁流动沙丘7月份涡度数据为例,分析由于地形引起的风速、旋转角度β的变化,采用二次旋转法（DR）和平面拟合法（PF）对水热通量、数据质量对比分析,结果表明：（1）地形平缓区（180°~330°）垂直风速>0,β在1.677 3°左右;地形陡峭区（330°~180°）垂直风速<0,β在-1.648 6°左右。（2）DR法和PF法对潜热通量影响很大,分别增加17%和减小15%,DR法订正前后水热通量相关性均高于PF法。（3）DR法和PF法订正后的数据分别有89.6%和89.3%通过湍流发展的充分性检验;DR法订正前后摩擦风速相关性高于PF法;能量闭合率分别提高了3.47%和2.78%。（4）整个生长季中,6、8月订正后涡度数据质量有较好的提高。因此,DR法更适用于起伏较大的流动沙丘。研究结果充分考虑地形对涡度数据影响,为科尔沁沙地及具有相似地形的地区涡度数据的合理使用提供参考。     

基于遗传算法的反倾层状岩质边坡极限分析上限解

倾倒破坏是反倾层状边坡主要的失稳类型之一,而当反倾层状边坡内存在软弱夹层、外倾结构面等因素时,传统的纯剪断或纯折断破坏将不再适用,如何有效地建立一种该类型边坡的稳定性分析方法对边坡工程设计显得尤为重要。在此基础上,本文针对反倾层状岩质边坡平动-转动组合破坏问题,利用塑性极限分析上限定理,结合相关联流动法则和变形协调条件建立容许运动场,构建考虑平动加转动的岩质边坡稳定性极限分析理论计算模型,进一步采用遗传优化算法进行全局极值搜索,得到基于遗传算法的平动加转动岩质边坡极限分析稳定性系数上限解和相应的最优折断面。采用该方法与改进的 Goodman Bray方法进行对比,计算结果表明所提方法具有一定的适用性。同时利用该方法,对反倾岩质边坡的稳定性影响因素进行了敏感性分析。     

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。     

风蚀作用下的土壤碳库变化及在中国的初步估算

土壤有机碳库储量巨大且在表层富集 ,而风力侵蚀具有巨大的卷挟起沙、搬移输运和空间再分配能力 ,对土壤有机碳库的演变具有重要影响。在风力侵蚀作用下 ,风蚀发生地、风蚀土壤输运途中以及风蚀土壤沉降地的土壤有机碳库有着不同的变化过程。基于质量平衡原理 ,可以建立土壤有机碳流失及各路径碳输移量估算的模型。依据第二次全国遥感侵蚀调查以及第二次全国土壤普查数据 ,在GIS支持下 ,分析了中国土壤有机碳库以及风力侵蚀的空间格局 ,并计算得到风力侵蚀作用下中国土壤有机碳库储量变化以及各路径碳输移量。研究表明 ,我国因风力侵蚀造成的土壤有机碳流失量约为 5 9 76× 10 6 tC/yr,风蚀所致CO2 排放约为 2 9 88× 10 6 tC/yr;风蚀所致的土壤有机碳流失主要发生在中国西北部的干旱半干旱的农区和牧区     

爆破地震效应对坡体稳定性的影响

天然边坡在开挖过程中,由于爆破动力作用破坏了原岩的完整性,造成边坡岩体发生局部或整体层裂而形成边坡岩体松动带,使岩体的自稳能力降低(边坡抗滑力减小),甚至可能导致路堑滑坡或坍塌.而目前在边坡设计中没有考虑由于开挖爆破地震效应对边坡稳定性的影响,从而造成个别边坡在开挖过程中或施工完成后产生滑动.通过现场爆破地震效应试验,根据应力波在岩体中的传播规律和运动规律,得出岩体内质点振动加速度和不同部位岩体平均加速度对边坡稳定性的影响效果,给出了水平和垂直方向振动加速度作用下边坡安全系数的计算公式,并通过了实例验证,从而为边坡稳定性设计提供了有力依据.     

滑坡稳定性判别的非计算方法

用计算来确定滑坡的稳定性，由于参数选取存不确定因素，就必然导致了其计算结果的不确定性。而滑坡稳定性判别的非计算方法，是通过对滑坡发育程度、形成条件的综合分析来确定滑坡的稳定程度的方法。文中通过归纳分析波坡的形成条件，然后从滑坡地貌条件、动力作用、堆积物特征、诱发因素等方面详细阐述了滑坡稳定性判别的方法，最后，例举了川藏公路102滑坡实例对该方法进行了验证。实践证明该方法是滑坡稳定性中非常实用和有效的方法。     

机动位移法在顺层岩质边坡稳定性分析中的应用

目前,岩体边坡稳定性的分析多数采用极限平衡法将边坡一律按照刚体进行分析,没有考虑软弱夹层的影响,但对于岩体内部存在多个软弱带（层）的边坡看做是一个刚性体是不切合实际的,那如何考虑它们之间的相互作用,目前还是一个空白,没有这方面的研究。鉴于此,在塑性极限分析理论的基础上,将内部存在多个软弱带（层）的边坡视为刚塑性体,提出利用机动位移法、采用能量系数对存在单个或多个平面型软弱夹层的岩体边坡进行稳定性评价方法,并推导了相应计算公式,同时,利用典型实例进行了验证,并与传统的极限平衡法结果进行了对比,证明了该方法的可行性和实用性,具有很高的实用价值。     

土质边坡稳定性评价进化遗传算法

对进化遗传算法进行了改进，提出了新的交叉算子和变异算子，使得改进后的算法具有更好的全局收敛能力。同时，引入与边坡稳定性密切相关的坡角、坡高、土体的抗剪强度等七个因子，建立了适用于边坡稳定性评价的多因素相关进化遗传算法边坡稳定性分析模型。实例应用结果表明，该算法应用于边坡的设计和稳定性评价具有较高的可信度。     

沙丘背风坡的静力稳定性分析

将沙丘背风坡的稳定性问题等价于一个双参变量函数的待定边界的泛函极值问题。利用变分原理得到相应的欧拉方程和横截性条件,在考虑边界条件后,确定了沙丘背风坡滑移面的形状函数及相应的安全系数;同时研究了沙丘的宽度效应,成功地给出了沙丘背风面落沙坡形成新月形形状的力学原因。     

边坡立体绿化工程的稳定性

山地城市有许多大面积锚杆喷浆硬化封闭的边坡与城市景观极不协调，为改变这些生硬，单调的自然坡体现状，政府要求对其进行立体绿化。本文以修建黄花园大桥石板坡立交工程形成的石板坡为例，通过多种方法研究了绿化荷载作用对边坡稳定性的影响，结论表明绿化荷载对边坡的稳定性影响较小，只要施工顺序得当可以保证安全。     

沪蓉西高速公路贺家坪段顺层边坡结构稳定性分析

顺层边坡是工程实践中经常遇到也是较容易产生破坏的一类边坡,其失稳问题一直是工程界极为瞩目和急需解决的问题之一。从地质力学角度分析了顺层边坡的形成机制,抽象出了顺层边坡溃屈破坏的力学模型。利用结构力学的基本理论,推导出了相应的计算公式,并利用文中的理论方法,分析了沪蓉西高速公路贺家坪段顺层边坡(桩号k63-k64)的稳定性,结果与实际情况吻合较好。     

四川某矿山边坡失稳机理及稳定性评价

四川某矿山开采边坡迄今已有30余年,随采区规模的逐渐扩大,在矿区南坡构成一典型的顺层开挖边坡,因矿层中夹有不同数量的软弱夹层,在边坡前缘破坏坡角、并加上降雨及爆破振动影响,时常发生颁层滑坡,不仅给矿山人民生命财产带来严重危害,而且也严重制约矿山的正常发展。通过对典型开挖边坡所在部位的工程地质条件凋查,在确定影响边坡稳定的主要控制因素和边界条件的基础上。考虑四种工况条件下的稳定性分析和评价,为矿山下一步施工提出了较为合理的开挖方案。