黄土高填方坡体加载过程变形-力学响应特征研究

大型工程项目在我国黄土丘陵地区的开展日益增多,为了在有限的空间得到足够的可利用面积,通常需要挖山填沟造地形成了大量高度超过40m的高填方边坡。高填方边坡地质条件复杂,填料物理力学性质差异大,施工困难。高填方边坡的变形与稳定问题突出。高填方边坡工程已成为黄土地区最具危险性的人类工程活动之一,其严重影响黄土地区的经济建设和城市化进程。本文以国内某高填方边坡为研究对象,结合野外调查和勘察资料,结合研究区的地质概况建立高填方边坡加载过程的概化模型;通过研究区高填方边坡回填加载支挡结构变形与监测分析;借助数值分析高填方坡体加载过程力学-变形响应特征,对研究黄土高填方边坡抗滑桩、桩间板支挡结构变形和锚索的受力分析具有重要的理论和工程实践意义。     

黄土挖填方场地形成的关键岩土工程问题

湿陷性黄土地区挖填方场地形成过程中会遇到众多岩土工程问题,未有效识别和防治会发生工程事故。为避免相关工程事故的发生,保证工程建设的安全,基于工程实践剖析了黄土挖填方场地形成的关键岩土工程问题及处治措施。边坡与基坑的安全、地表水与地下水的防治、地基变形是主要岩土工程问题,填筑体的湿化变形是重点难点,加强防排水是避免工程问题发生的主要措施。临坡顶建筑物应考虑嵌固,临坡底建筑物应考虑基础(地下室)受到的不均匀土压力;挖填接触面两侧、泉水出露点周围易形成饱和土体,强风化岩层、单斜层状构造的强透水岩层为地下水的主要渗流通道。边坡治理、防排水、地基处理、基坑工程、建筑物嵌固等应系统考虑。     

贵州某拟建机场高填方边坡破坏模式及稳定性分析

高填方边坡稳定性很大程度上受地基结构控制,复杂而不利的地基结构往往会对填方边坡的整体稳定造成严重影响。本文针对贵州某拟建机场高填方边坡稳定性问题,分析了复杂地基条件下高填方边坡的失稳破坏模式,并采用Morgenstern-Price法对边坡的稳定性进行了计算。结果表明,区内高填方边坡在暴雨和地震工况下不满足稳定性要求,原始坡面、老滑坡滑带、浅层潜在滑带往往构成危险滑面,部分情况下深部软弱夹层也可构成滑面。据此,从填方体施工、地基处理、排水、工程加固等方面提出了相应的防治建议。     

贵州六枝电厂场地工程地质条件分析

在对六枝电厂场地内有关建筑物地段展开施工图设计阶段的勘测工作的基础上,通过对厂区的地质条件、岩溶及水文地质条件和场地岩土体物理力学性质的研究与分析,揭示了场地水文地质及工程地质条件尤其是工程地质条件对电厂后续施工及设计的影响。结果表明:1)场地覆盖层内孔隙潜水含水层水量较小,但对深基坑的设计和施工会产生影响,场地为岩溶强烈发育区,但溶洞规模不大且分布在深层,对场地地基稳定性无影响; 2)考虑实际施工情况,可将场地按工程地质问题分为一般岩土体变形区、超挖深基坑区、软弱岩土地面沉降区、岩溶发育区和地下水引起基坑边坡失稳区等5个区域; 3)在分区基础上详细评价场地中的基坑边坡工程,对场地最典型的#1运煤转运站深基坑边坡工程按不同放坡比和降雨条件做稳定性分析,结合施工场地放坡条件,认为该边坡需按照1∶1. 75的放坡比放坡,同时应进行专门的基坑支护设计,开挖时需尽量避开雨季并同时进行降排水,避免在基坑顶部附近堆砌弃土和建材设施导致基坑边坡上部荷载增加而出现边坡失稳现象。     

下伏软弱层黄土边坡变形机制分析及治理对策研究

本文研究了陕北某电厂夹断层破碎带上覆黄土的泥岩、砂岩互层反倾边坡的变形机制,并研究治理对策及其治理效果。通过边坡工程地质条件及变形破坏特征分析,建立FLAC3D地质模型,采用数值模拟方法研究了边坡变形破坏机制,在此基础上提出削方减载、锚筋桩、锚杆及坡面防护的综合治理措施。研究结果表明,边坡的变形受开挖坡形的影响,坡体浅表层特别是断层带及坡顶黄土部位出现大范围拉应力集中,断层带出现向坡外的挤出变形,带动上部黄土的牵引式变形,引起沿黄土和基岩基覆界面的剪切变形,在黄土中出现大量拉裂缝,在一定条件下潜在滑移面逐渐贯通,坡体将产生整体失稳。边坡的治理应通过削方减载改善坡体应力环境,并重点控制断层带及黄土与基岩基覆界面的变形,数值模拟结果表明,治理后边坡稳定性较好,满足设计要求。     

黄土沟壑高填方工后12个月沉降变形规律研究

为研究黄土沟壑高填方工后沉降变形规律,选取最大填筑厚度38 m典型黄土沟壑高填方场地,设计立体的沉降监测方案,对工后的地表沉降以及原始地基沉降数据进行采集,分析不同原始路基坡型在工后12个月时间里地表沉降和原始地基沉降发展的规律,取得以下结论:黄土沟壑高填方在不同位置工后沉降的组成不同,填筑体在自重作用下产生的工后沉降与填筑体厚度有直接关系,原始坡形陡的位置工后沉降量较大,并通过拟合得出填筑体自身工后沉降发展曲线,为黄土地区高填方场地的变形规律研究提供参照。      

西南某机场高填方边坡滑塌机制分析与处理措施研究

西南某高填方机场土石方工程竣工后不久遭遇了持续半月的强降水,在一次突发暴雨后4h,边坡发生了滑塌。采用监测、检测、现场调查、原位试验、室内试验、数值模拟等手段进行综合分析。结果认为,该机场高填方边坡滑塌主要是采用含碎石黏性土填筑的土面区、边坡影响区,因强夯补强破坏了填筑体内原有的碎石排水层,造成了采用碎石填筑的道槽区入渗的降水不能及时排出而引发的高地下水压力、渗透变形、浸泡软化等共同作用所致。最后针对性地采取填筑体顶面薄膜覆盖,坡面出水点网装级配碎石反滤和引流、滑塌坡面袋装碎石回填的应急处理措施,以及填筑体顶面黏性土回填、坡面碎石换填、仰斜管排水的永久处理方法,有效地控制了边坡的进一步变形、滑塌,取得了良好的灾害治理效果。     

湿陷性黄土边坡预应力锚索耐久性与改善措施研究

随着预应力锚索在湿陷性黄土边坡加固工程中的广泛应用,其耐久性问题就变得日益突出,湿陷性黄土边坡预应力锚索出现了较多因预应力损失而引起的失效事故。基于湿陷性黄土边坡预应力锚索运行现状进行研究,研究表明:黄土腐蚀性对边坡预应力锚索耐久性影响微弱,黄土湿陷性和地质条件变化对边坡预应力锚索耐久性影响显著;通过采用加强排水措施、提升浅部注浆工艺和注重运行维护等措施可以改善湿陷性黄土边坡预应力锚索耐久性;改善后的预应力锚索在监测期内处于平稳波动的服役状态,运行效果良好。本研究以期为湿陷性黄土边坡预应力锚索的设计、施工和运行维护等提供借鉴。     

信息化设计施工在机场高填方边坡工程中的应用

信息化设计施工是一种动态的设计施工方法,通过施工过程中的施工信息,掌握工程岩土体的工作状态,从而调整优化初始设计施工方案。本文分析了机场高填方边坡的主要施工信息,提出了信息化设计施工的工作模式,并以西南某机场扩建工程为例,介绍了机场高填方边坡信息化设计施工的实际工程应用。这种设计施工模式在实际工程中取得了较好的应用效果。     

复杂地质条件下的山地工程

山地工程的建设将产生大量的挖、填方边坡,需要进行分析和治理。影响边坡稳定性和治理措施摄直接的因素是场地规划和地质条件,可以通过合理的场地规划来控制边坡工程的治理措施和投资。通过对一复杂地质条件下边坡工程的分析研究和治理,阐述了场地规划在边坡工程中的重要作用及二者间的相互影响、相互制约关系。     

220kV盐津变电所填土边坡稳定性研究

针对该填土边坡,介绍了边坡的地质环境背景,描述了该边坡的变形特征,并从地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件等场地条件和人类活动等方面对边坡的变形机制进行了分析.结果表明:边坡变形模式是一种推移式蠕滑变形,场地平整填方加载是造成边坡变形的诱发因素,不良的地形地貌、地质结构和地下水条件是导致边坡蠕滑变形的内在因素.基于饱和三轴崮结不排水剪(CU)和排水剪(CD)试验、直剪与反复直剪试验以及岩块单轴抗压强度试验,通过反分析合理地确定了计算参数,通过有限差分软件FLAC3D如对填土边坡进行了变形破坏分析和加固后的稳定性评价.研究结果表明:天然状态下安全系数为1.10:填方堆载后其安全系数为1.03,坡体接近临界状态:抗滑加固后边坡的安全系数为1.27.因此,加固后边坡处于稳定状态.     

边坡锚固工程的可变更地质设计

由于工程地质条件的复杂性和施工前勘探工作量的限制,边坡施工详图设计在施工阶段进行修正、变更是正常的。可变更地质设计就是施工前设计做好变更的充分准备;施工中及时反馈新的地质和变形信息,分析其工程意义;在施工前阶段研制的有关计算机辅助设计系统的帮助下,按新的工程地质条件变更设计,快速返回施工中,指导施工。本文以施工阶段变更设计的工程实例说明边坡设计、施工中及时反馈加工处理新获得的信息,保证信息正常流动对优化设计是十分关键的。把可变更地质设计正式纳入边坡设计规范是十分必要的。     

公路工程建设中的岩土工程问题

公路工程建设呈现的岩土工程问题主要有地基稳定问题、边坡稳定问题、围岩稳定问题和渗透稳定问题。这些问题对工程的影响体现在变形和强度两个方面,根据工程的功能和性质,应考虑按变形控制或强度控制来确定工程安全标准和评价工程稳定性。基于岩土工程问题的产生条件,提出了在工程实践中应注重的内容及研究方向,如：路基岩土的强度与变形特性研究、地基处理技术及工程特性研究、深基础与地基相互作用研究、边坡稳定性评价方法研究、边坡治理技术及可靠性研究、围岩与结构应力变形研究、地下水对各种岩土体的作用研究等等。     

陇东地区湿陷性黄土工程地质特性研究——以白龙江引水工程为例

陇东位于黄土高原腹地,为我国典型的黄土地貌发育区,结合甘肃省白龙江引水工程,对陇东地区黄土工程地质特性进行研究,重点对与工程关系密切且具有湿陷性的中更新统(Q2)离石黄土及上更新统风积(Q32)马兰黄土地质特性进行分析,针对湿陷性黄土分布、厚度、变化规律和研究场地湿陷类型、地基湿陷等级,通过试验研究湿陷性黄土的物理力学性质及随深度的变化规律,研究结果表明:陇东地区黄土湿陷性随深度增加湿陷性逐渐减弱;湿陷系数随干密度的增大而减小,随孔隙比变小而逐渐减小,一般干密度≥1.42 g/cm3或孔隙比小于0.9的黄土,基本上无湿陷性;湿陷性黄土主要存在地基湿陷变形和黄土边坡稳定问题,应采取地基处理措施和防水措施、合理设置开挖坡比和马道,采取坡顶、坡面及坡脚排水等措施解决工程地质问题。研究结果对陇东地区水利工程的顺利实施具有重要的意义。     

填料黏粒含量及压实过程对高填方边坡渗流场的影响规律

高填方边坡因填方量大、填方高度高、边坡陡等特点造成其致灾原因复杂、边坡稳定性影响因素多样,尤其是基于填料、压实工艺特性造成的渗流模式差异影响地下水的赋存、运移已成为边坡失稳工程中重要的影响因素之一。本文结合攀枝花机场13#高填方应用工程实例分析,通过PLAXIS有限元计算,综合渗流分析理论及高填方边坡渗流场、位移场的分析,揭示了填方体填料、压实度差异形成不同渗流场高填方系统地下水分布及演化规律。结果表明:(1)填料及压实度通过影响填方体渗透系数进而影响填方体的流量,且地下水由于填筑影响不具有统一的地下水位。(2)纵向上位移随着渗透系数增大位移会减小;横向上由于地下水会沿着基岩—原始地面层渗出,区内滑坡的成因是由其特殊的地质结构特征及基岩-堆积层接触带水共同作用的结果。其研究结果可以为同类工程滑坡治理及地下水排水设计提供理论支撑。     

黄土填方边坡界面渗流破坏机制模型试验研究

为了扩大可用耕地面积,延安地区开展了一系列的治沟造地工程,在填方坡体与原始坡体之间形成了接触界面,这类界面潜在影响着填方坡体的渗流变形破坏。针对延安地区治沟造地工程黄土填方边坡已有的和潜在的变形破坏问题,通过室内黄土边坡降雨模型试验,研究了界面对黄土填方坡体渗流特性与变形破坏的影响规律,揭示了界面渗流影响下填方边坡的破...     

预应力锚索地梁在矿山已变形边坡加固中的应用

岩土锚固是边坡岩土体加固的主要措施。以酒泉钢铁（集团）有限责任公司镜铁山矿黑沟矿区已变形边坡加固工程为例,利用Slide软件进行边坡稳定性分析及支护结构设计计算,对已变形边坡采取预应力地梁锚固+坡顶防渗排水+主、被动网防护+随机锚固的综合治理工程措施,阐明了高边坡预应力锚索地梁的一般程序与方法。实践表明,采用以预应力锚索地梁为主的综合防治措施,对已变形高边坡的变形控制和支护效果较好。     

云南成品油管道安宁高填方边坡变形规律研究

随着中国西南部山区基础设施建设的迅猛发展,机场、高速公路和铁路等建设项目高填方地基日益增多,建设期间填方区域的大变形及其工后阶段的长期缓慢变形直接影响到建设场地的正常使用,特别是存在边坡临空面的填方工程,填方土体的坡度、水平向变形关系到坡体的整体稳定性。本文以云南安宁市一高填方边坡为例,通过现场勘察及对填方过程中监测数据的分析,应用数值模拟软件对填方坡体的变形特征进行研究。研究结果表明,坡体总变形以沉降为主,最大值出现在坡体内部,大部分变形发生在施工过程中,工后沉降很小,坡体垂直位移最大值出现在填筑体与原地基土交界面处,沉降等值线闭合呈椭圆状;坡体水平位移最大值出现在原地基土内,水平位移等值线图整体呈条带状由坡底斜向延伸至罐区东侧,水平位移变化较大区域与实际地表裂缝位置一致。研究成果对存在边坡临空面的填方工程施工过程及工后变形量预测控制、坡体上部裂缝病害研究具有一定的参考价值和指导意义。     

施工诱发边坡失稳变形机制及应急治理对策

通过对香溪大道失稳边坡地质灾害调查,对边坡的地形地貌、地层岩性、岩体结构、原设计方案与施工过程进行研究,在此基础上通过FLAC3D数值模拟,结合工程地质条件分析,对原格构挡墙逆作法施工诱发边坡牵引式滑动过程进行了分析,并对其变形破坏机制进行深入探讨。研究结果表明:边坡变形受工程地质条件控制作用明显,边坡开挖改变了坡体原来的力学平衡条件,为边坡变形失稳创造了客观条件;由于超开挖施工,受格构挡墙自重作用,下部支撑岩体受压破坏,导致格构挡墙失稳下沉,带动其后坡体变形,形成牵引式滑动;随着坡体滑移的发展,边坡将逐渐拉裂破坏并形成贯通的剪切滑动面,从已施工的格构挡墙下部贯通剪出,最终整体失稳破坏;基于破坏机制分析的应急治理措施将重点放在为原格构挡墙下部提供有效支撑和控制潜在滑动面变形上;监测结果表明,应急治理后边坡达到稳定性要求。      

某井场高填方边坡变形机理及稳定性评价

研究井场为九龙沟内一预探井,由于井场地处斜坡区,为保持场地平整,在前期施工进程中进行了大量的挖填方工程;为保证高填方边坡的稳定性,已在填方区前缘修筑"T"型重力式挡墙。但在后期施工过程中,场区坡体及挡墙等建筑物出现拉张裂缝,变形迹象明显,具有较大危险性。本文根据场区变形迹象分布规律,结合场地地形、建筑物分布及其受影响程度等,对场地进行了分区并详细描述了各区工程地质特征;在此基础上,根据填土特征及原始坡体物质结构特征,对场区变形机理及稳定性影响因素进行了分析;最后采用极限平衡法对各区整体及局部稳定性进行了计算,计算结果为分析场区坡体稳定状况及预测可能造成的工程危害性提供了评价基础。