中国西部岩石高边坡应力场特征及其卸荷破裂机理

大量的工程实践表明,中国西部地区,尤其是西南地区,由于所处青藏高原东侧的特殊地域地质环境条件,这一地区的岩石工程普遍受到地应力,尤其是高地应力及伴随的卸荷效应的影响;卸荷及卸荷带的问题构成了这一地区地表岩石工程的根本性问题之一.卸荷带的形成通过对岩体结构的表生改造,不仅影响和改变了作为建(构)筑物地基和环境的工程岩体的结构基础,弱化了其承载能力,而且,也构成了其他工程地质作用和诸如地下水活动等物质与能量交换的边界,影响了工程岩体的稳定性.本文分析了中国西南地区区域高地应力环境的形成和集中模式,讨论了岩石高边坡应力场的基本特征,提出了"驼峰应力分布"的基本模式.在此基础上,重点讨论了河谷高边坡应力释放及其伴随的浅表生破裂体系的形成机理与基本规律,阐述了这套破裂体系的工程地质意义.     

岩石高边坡的时效变形分析及其工程地质意义

以某拟建水电工程近坝库岸的岩石高边坡变形体为典型实例 ,结合现场勘察 ,对岩石高边坡时效变形的地质表现进行了观察分析 ,从宏观和微观上揭示了岩体时效变形这一自然高边坡普遍现象的地质特征和变形形迹。并综合分析了该高边坡的变形破坏机制 ,探讨了其稳定性。研究结果表明 ,实例高边坡是一处于轻微变形阶段的变形体 ,其存在不会对工程建设产生重大影响。     

某水电站左岸坝基岩体卸荷松弛特征与形成机制

坝基岩体稳定性是水电站建设过程中至关重要的问题,而坝基岩体卸荷松弛现象对其稳定性具有极大的影响作用。因此加强坝基卸荷松弛特征及机制的研究具有重要的工程实际意义。本文以某水电站左岸坝基为研究对象,通过现场调查、勘探,在查明了坝基卸荷松弛特征、影响因素的基础上,结合地质分析及数值模拟方法对坝基松弛机制进行了研究,结果表明该水电站左岸坝基卸荷松弛现象是由爆破作用所产生的瞬时调整以及开挖之后出现的时效性应力调整两者共同作用所导致的,为该坝基的稳定性预测及评价提供了依据。     

三峡船闸及高边坡非线性大变形数值分析

对三峡工程船闸高边坡的形成过程进行了非线性变形数值模拟,分析了边坡开挖时的位移及应力问题,为三峡工程建设提供了有意义的参考数据和计算成果。     

岩质高边坡岩体变形参数及松弛带厚度研究

预测岩质高边坡开挖后岩体变形模量的变化及松弛带厚度，是分析岩质高边坡在开挖后变形（位移）和作好防护设计的重要资料，运用波动力学关于平均应力与体积模量、岩体纵波速度与弹性模量、变形模量间的关系，通过部分实测资料及边坡应力场有限元分析的资料，分别建立了纵波速度与岩体变形模、岩体应力间的关系，研究了开挖边坡岩体变形模量的变化，预测了岩体松弛带的厚度。     

小湾水电站低高程坝基开挖卸荷松弛机理试验研究

小湾电站低高程坝基开挖过程中,表层岩体卸荷松弛强烈,主要形式有沿已有裂隙地错动、张开和扩展,及因新生破裂而松弛。后者主要包括:葱皮现象、板裂现象和岩爆现象。试验测试表明,开挖面附近微新岩石为坚硬极坚硬岩石,但其初始损伤明显,其损伤发展启动应力在5.2~12.4MPa之间,抗拉强度在3~6MPa之间,这是坝基表层岩体卸荷松弛强烈的物质基础;坝基面爆破开挖的应力集中和爆炸作用影响是坝基岩体卸荷松弛强烈的岩石力学环境条件。     

含软弱夹层层状隧道围岩变形机理研究

堡镇隧道地质条件复杂,局部地段处于高应力区,围岩变形具有变形速度快、变形量大且破坏严重、持续时间长的特征。通过对堡镇隧道左线出口段围岩变形量测资料和掌子面地质素描的比较分析后发现,不论强度高、节理裂隙发育的砂质页岩,还是处于高地应力、强度低、围岩破碎的炭质页岩,掌子面有软弱夹层分布时,其变形破坏程度较相邻段同类围岩严重的多。因此,依据软弱夹层与掌子面围岩的典型组合情况,结合堡镇隧道所揭示的不同围岩室内三轴试验结果,建立了含软弱夹层围岩的力学模型,探讨了含软弱夹层围岩变形破坏的形成演化过程,揭示了高地应力条件下软弱夹层引起围岩变形失稳的机理。     

某水电站进水口高边坡开挖的变形响应研究

针对西南某大型水电站高达近106 m的人工进水口垂直高边坡,通过现场跟踪施工的地质调查工作,系统研究了复杂地质条件和高地应力环境下岩石高边坡大坡比、强开挖所表现的变形响应,揭示了此类边坡变形响应的基本规律及特殊表现。研究表明：高边坡开挖过程中,边坡的变形与开挖过程有较强的同步性。变形主要受开挖卸荷影响,随着开挖的进行,坡体的变形随开挖面的远离表现出总体衰减,最终稳定的响应特征。变形可归纳为3种性质,即浅表松弛型、协调渐变型和回弹错动型,总体以浅表松弛型为主等。     

黄土填方高边坡变形破坏机制分析

本文依据西北某油田倒班基地黄土填方高陡边坡工程勘察, 研究了该边坡的变形破坏机制, 通过对边坡工程地质条件及变形破坏分析, 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。研究结果表明, 主要变形区或破坏区为陡坎周围至其沿坡面向下20～25m 的范围之间, 其破坏深度底界为全新世填土层Q4与原状黄土Q3接触面, 但要重点控制沿坡面向下20～25m 的范围之间的变形。数值模拟结果表明, 该边坡目前整体稳定性较好, 不会发生整体变形破坏。     

马步坎高边坡采掘沉陷变形的有限元分析

本文通过现场地质调查及变形观测分析后提出．近百年来马步坎高边坡Ｔ３３岩组中煤层普遍被开采．使Ｔ３３上部坡体发生向坡外的掀斜沉陷．是导致坡顶后缘拉裂一沉陷进一步发展的直接原因。如无新的采掘活动、随着时间的推移．最终将会自行稳定下来。并通过有限元计算．模拟再现了采掘与坡顶后缘拉裂一沉陷变形的发展。     

小湾水电站进水口边坡稳定性复核及锚固力研究

小湾水电站施工期间,笔者基于现场调查,分析、复核了进水口边坡内控制性结构面的产状和性状,确定了7个可动块体;基于块体理论,计算了各块体的稳定性及所需要的锚固力,认为,f89-1南侧块体为控制边坡稳定的主要块体,由此确定边坡下限锚固力为351029kN;综合二维极限平衡分析成果,确定小湾进水口正面边坡所需总锚固力为516121.5kN,其较前期预估总锚固力有明显减小。     

小湾水电站进水口边坡稳定性可靠性分析及其应用

结合已有试验数据对断层抗剪强度参数进行了统计分析,采用蒙特卡罗法对小湾水电站进水口边坡的稳定性进行可靠性分析.结果表明了蒙特卡罗法在进水口边坡稳定可靠性分析中的适用性;进而以小湾水电站进水口边坡为算例,对其抗剪强度参数的统计量进行了敏感性分析,说明了对小湾水电站进水口边坡稳定性进行可靠性分析的必要性,对可靠性理论在岩土工程中的应用进行了有益的尝试.     

四川宝兴水电站进水口边坡稳定性分析与治理

通过总结宝兴水电站进水口边坡稳定性分析和治理的成功经验,简单介绍了由破碎岩体构成的特殊岩质边坡稳定性分析和治理的方法和措施.该边坡由块状结构的破碎岩体组成,它的破坏既不属于顺层滑动,也不同于结构面组合滑动或反坡向倾倒、崩塌等,与滑坡的最大区别在于无统一的滑动面.对该边坡的稳定性分析,首先在进行工程地质分区的基础上,确定了潜在的滑移边界,采用GEO-SLOPE计算程序进行反演分析,最终确定最危险滑移面,根据岩体和结构面的特性选取参数进行了稳定性计算.通过计算结果,确定了较为合理、可行、可靠的治理方案,取得了良好的效果.     

小湾电站深切河谷边坡演化动力学过程及机制研究

小湾水电站坝址位于高山峡谷区,深切峡谷形成演化的动力学过程决定了坝区边坡目前的形态特征、岩体结构特征及稳定性状况,由此深刻影响边坡设计方案和建基面的选择。基于现场工作和分析测试成果,得出主要结论有:(1)由于河谷形成过程中的卸荷作用及风化作用,边坡浅表层改造强烈,产生了大量的中缓倾角裂隙,坡面附近近SN向陡裂张开、扩展;浅表层发育了大量近EW向挤压带(面);(2)岸坡浅表层中缓倾角结构面的产生机制,包括沿原构造节理扩展和新生裂隙;坡体下部的中缓倾角裂隙会因差异卸荷回弹而继续扩展,坡体中上部岩体质量劣化,在地应力场调整过程中,因剪切滑移继续扩展,坡体逐渐进入时效变形阶段。(3)对河谷边坡进行了地质—工程分类,指出各类边坡可能变形失稳模式包括倾倒变形、平面滑动、阶梯状滑动、楔形滑动和堆积体滑动等5种。     

小湾水电站坝址区低高程岸坡表生改造特征及机制研究

摘要：小湾水电站坝基、水垫塘边坡及低高程排水洞系统广泛地揭示了低高程岸坡的地质特征。基于现场调查和二维弹塑性有限元分析,深化认识了低高程岸坡表生改造特征：（1）它是在建造和构造改造的基础上进行的：原构造缓倾角节理扩展、错动;陡倾角节理扩展、产状改变以及错动;新生了大量中缓倾角裂隙;表生改造程度向坡内减弱。（2）建立了低高程岸坡表生改造缓裂生成机制模型,分析了其生成过程。（3）在二维弹塑性有限元分析中,基于拉破坏区分布、剪应变和点安全度等指标,分析了低高程岸坡卸荷松弛范围,其中谷底表生改造明显影响深度为6~9m。     

加固需求度分析在某水电站右岸边坡的应用

边坡工程需要合理确定加固区与非加固区,在施工过程中,要动态调整设计方案。加固需求度方法将影响边坡稳定的主要因素与现场实际的位移监测结果结合起来,依靠专家经验知识,能够得到比较好的结果。在边坡加固需求度的基础上,引入影响权值,对某水电站右岸边坡稳定性进行分析,计算出一段位移监测期内边坡各部分的加固需求程度,得到了比较好的应用。     

边坡稳定性评价结果的表达与边坡稳定判据

本文比较全面系统地总结分析了目前边坡工程中常用的各种稳定性评价结果的表达方式, 即各种边坡稳定判据。它们主要包括：(1)安全系数;(2)可靠度或破坏概率;(3)边坡岩体的位移、应力、位移速度等;(4)定性经验结论;(5)干扰能量;(6)声发射率等六种。在此基础上, 本文分析了各种判据的特点及其适用条件等。     

四川巴中市南龛斜坡变形破坏机制分析与稳定性评价

在研究南龛斜坡自然地质环境条件、岩土物理力学参数以及现场勘探测试的基础上，采用地质分析、半定量的弹塑性有限元分析、定量的极限平衡法分析、因素敏感性分析以及可靠性分析等方法，分析了斜坡的成因机制和稳定性，并计算了其破坏概率。作者们认为该斜坡变形破坏的地质力学模式为溜滑－蠕滑－拉裂型；坡面上雨水入渗是斜坡溜、蠕滑、拉裂变形破坏的主导诱发因素。计算结果表明就整体而言，斜坡无论在天然和饱水状态都处于基本稳定状态，宏观上斜坡还不具备大规模滑动的条件；但在饱水状态下，局部地段特别是斜坡前缘坡体将处于不稳定或潜在不稳定状态。     

两河口水电站引水进口边坡变形稳定性分析

两河口水电站引水进口边坡主要由砂、板岩组成的陡倾横向坡,最大开挖坡高215 m。本文根据边坡的地质结构及变形破坏特征,分析了边坡的破坏模式及稳定状况。在此基础上,采用三维有限元数值模拟的方法,模拟了工程边坡的分步开挖过程。分析表明,边坡稳定性主要受f34-1等中缓倾角结构面及Ⅴ级岩体的控制,具有沿中缓倾角结构面及Ⅴ级岩体发生滑移破坏的趋势,塑性破坏区主要分布在Ⅴ级岩体及其断层内,水平深度一般为35 m,研究成果对边坡的支护设计具有重要意义。     

西南某电站右岸开挖边坡稳定性的FLAC~(3D)分析

西南某大型水电站引水发电洞进水口边坡顶部在开挖过程中出现带状裂缝 ,引起了多方的极大关注。在对该边坡系统的地质调查基础上 ,确立了其变形破坏模式 ;通过FLAC3D模拟开挖过程 ,客观地验证了实际开挖过程中边坡的变形及其顶部平台出现的裂缝 ;并预测了在采取加固措施后边坡内部变形趋势。经计算 ,开挖面临空方向最大位移量达到 5 .4cm。此后 ,经过有效的锚固处理 ,边坡经过变形和应力的调整 ,总体上趋于稳定 ,为确保进水口隧洞的顺利开挖提供了科学依据