岩浆岩和变质岩边坡岩体结构类型的划分

在研究岩浆岩和变质岩特点的基础上,根据岩浆岩岩体结构体的大小、有无缓倾的结构面及岩浆岩散粒状边坡岩体的特征,将岩浆岩边坡岩体结构划分为4大类7个亚类;根据部分正变质岩边坡岩体结构与岩浆岩边坡岩体结构类似,部分副变质岩中发育的板理、千枚理、片理类似沉积岩中的层理,以及边坡岩体具有似层状岩体结构的特征,把变质岩边坡岩体的结构划分为5大类11个亚类。岩体结构的划分为边坡稳定性研究、边坡病害治理及其工程效果评价提供了依据。     

提高露天矿边坡稳定性的爆破减震缓冲垫

在对岩体高边坡爆破减震分析的基础上提出了一种简便、有效及成本低的降低岩体开挖及边坡爆破震动的缓冲垫装置,不仅可以避免对炮孔半周边岩石产生大量裂缝而且可以避免由于多次爆破震动对边坡岩体产生的累积损伤,使边坡岩体及围岩受到的爆炸冲击荷载低于岩体破坏的门槛值, 大幅度增加岩体边坡稳定性,并提高边坡稳定角度。用爆破实际测震数据说明、工程爆破效果验证,首次用在攀枝花露天铁矿边坡开挖工程中,半孔率可达到95%以上。     

兰州丘陵沟壑区挖方黄土高边坡面临的工程地质问题及稳定性分析

通过对兰州黄土丘陵沟壑区大量黄土挖方高边坡的实地调查发现,这些刚开挖不久的黄土边坡多数都出现了不同程度的工程地质问题,如卸荷裂隙、坡面冲沟、落水洞、局部滑塌等。通过有限元方法,对挖方过程进行数值模拟,结果显示挖方后的位移场、应力及应变场都出现了显著变化,挖方后的应力释放与局部集中、卸荷作用、风化作用及雨水冲刷等内因与外因及其相互作用是出现各种工程地质问题的根本原因,而这些问题又会导致边坡稳定性出现不同程度的降低。黄土丘陵沟壑区的自然边坡在天然状态下坡体稳定,用不同计算方法计算的安全系数达1.7左右;人工切坡以后坡度变陡,边坡整体稳定性下降,安全系数下降了约0.6;在Ⅷ度烈度地震作用下挖方边坡处于临界状态,存在失稳风险。因此,在该类场地上的建设工程项目中必须重视挖方边坡的抗震设防问题。     

微震监测技术在大岗山水电站右岸边坡中的应用

大岗山水电站右岸边坡地质条件复杂,断层、岩脉、卸荷裂隙密集带、深部卸荷带及节理裂隙发育。为了监测边坡在开挖过程中引起的卸荷松弛和后期大坝蓄水引起的应力重分布,以及对由此造成的边坡潜在滑动区域进行识别和圈定,采用高精度微震监测技术进行岩质边坡潜在失稳监测的工程实践。通过构建右岸边坡三维地质模型和优化传感器布设方案,采用人工定点爆破试验对监测系统定位性能进行测试,结果显示在传感器阵列范围内的震源定位误差小于10 m,表明该监测系统具有较高的定位精度。工程实践证明,微震监测能够准确诊断出断层和卸荷带等构造活动的强度、烈度以及相关的时空参数,是实现边坡潜在失稳机理研究的一种新的监测手段。     

考虑卸荷变形模量的坑底回弹变形计算方法

针对基坑开挖卸荷导致坑底土体回弹变形问题,考虑开挖卸荷过程中土体弹性模量随着卸荷应力路径变化的特征,推导在卸荷应力路径作用下土体变形模量的计算公式,考虑基坑的开挖为地表以下基坑开挖面处应力的变化,基于Mindlin应力解计算矩形基坑开挖卸荷引起的坑底土体附加应力,采用分层总和法计算基坑开挖引起的坑底土体的回弹变形,结合已有文献中的工程实例,采用该方法计算开挖引起的坑底隆起变形,并与实际监测数据对比分析表明,该方法能够有效预测基坑开挖引起的坑底隆起变形,能够作为基坑开挖坑底隆起变形的一种有效预测方法。     

多次开挖条件下边坡变形的时间效应分析

边坡开挖是工程建设中常见的问题。边坡开挖是瞬时卸荷过程,边坡的变形具有复杂的特性。文中进行了边坡开挖的离心模型试验,研究了在不同开挖尺寸下边坡变形的时间效应。试验结果表明:开挖后边坡内没有明显的位移出现的传递过程;竖直方向上边坡位移最大值出现在边坡中上部。选取坡顶点位移时程曲线进行分析,可以通过时程曲线的发展趋势对边坡的变形和稳定性进行预测。     

深部岩体应力瞬态释放激发微地震机制与识别

从能量释放的角度讨论了深部岩体开挖激发微地震的机制. 研究表明, 伴随着爆破破岩新自由面形成而发生的岩体弹性应变能释放属于瞬态过程, 高地应力条件下爆破开挖产生的微地震由爆炸荷载和初始地应力(开挖荷载)瞬态释放耦合作用引起. 地应力瞬态释放激发的微地震可成为周围岩体振动的主要组成部分, 这有赖于岩体自身的蓄能能力、岩体开挖方式及开挖面的大小. 通过瀑布沟地下厂房爆破开挖过程中实测围岩地震信号的时能密度和幅值谱分析, 对地应力瞬态释放激发的微地震进行了识别. 耦合地震信号的低频成分主要由初始地应力瞬态卸荷引起,而高频成分主要由爆炸荷载引起. 应用数字信号处理的FIR滤波方法对耦合振动信号进行了初步分离,数值计算验证了分离结果的可靠性.      

弹性波在含双裂纹岩体中的传播分析

岩石和岩体是具有复杂细微观结构的非均匀介质.弹性波在岩体中传播时,与岩体细微观缺陷相互作用表现出弹性波的频散效应.为研究岩体内部细观结构对弹性波频散效应的作用,本文采用双裂纹模型:在模型内部,考虑裂纹间的相互作用对弹性波的影响,以分析弹性波在双裂纹体系间的多次散射作用;在双裂纹体系间,采用线性叠加分析法,以考虑岩体缺陷影响的局部化.对波动方程应用Green函数基本解,利用边界积分方法,将双裂纹体系作为内边界处理,得到相应的频散方程,由此对比分析了双裂纹体系在上述两种分析方法下的区别,进一步探讨了双裂纹体系参数、孔隙流体压力和卸荷对岩体频散特性的影响.     

大型岩体洞室采用柔性垫层减震的可行性研究

采用无限元作为岩体地下洞室静动力分析的边界条件,建立了岩体地下洞室的静动力有限元一无限元(FE-IE)计算模型,分析了柔性垫层对水电站厂房这类大型岩体洞室结构的减震效果.研究结果表明:柔性垫层虽未能从根本上改变岩体洞室结构的地震响应,但是设置一定厚度的柔性垫层后不仅能充分发挥岩体洞室围岩的自承能力,而且还能明显地减小混...     

电磁波层析成像技术在复杂地质边坡工程勘察中的应用研究

复杂的边坡工程地质条件决定了建设摩崖石刻工程的位置和规模,但边坡上发育的崩塌、坠石等地质灾害和多变的地形地貌条件严重影响了边坡地质工程勘察的安全性、准确性和勘察技术方法的有效性,本文应用孔间电磁波层析成像技术探测和评价边坡工程内破碎带、岩溶以及岩体完整性变化等地质工程问题以及地质解释的关键技术.电磁波衰减特征及电磁波衰减吸收系数的变化趋势和异常结构特征可以有效地反映边坡岩体内节理发育带、岩溶以及场区具控制作用的溶蚀断裂带的发育深度及影响范围,评价边坡岩体完整性的垂向分带和空间分区特征,为边坡工程建造提供科学依据.     

岩层倾角对顺倾向边坡地震效应的影响

利用FLAC3D软件模拟地震作用下不同岩层倾角的顺倾向边坡,对比坡面峰值加速度放大系数、峰值位移、地震作用结束后坡体剪应变增量的变化规律,探讨岩层倾角对顺倾边坡地震效应的影响。研究表明:(1)在水平地震波作用下,坡面水平峰值加速度放大作用随岩层倾角增大而线性减小;(2)当岩层倾角小于软弱岩层内摩擦角时,坡面峰值位移较小且变化规律受岩层倾角影响不明显,当岩层倾角大于软弱岩层内摩擦角且小于30°时坡面峰值位移增大,大于60°时减小;(3)岩层倾角小于坡角时,残余剪应变增量最大值集中在坡面中下部软弱岩层处,反之,剪应变增量最大值出现在整个坡面并呈弧形区。     

地震作用下节理岩质边坡稳定性影响因素研究

汶川地震灾害调查表明,在基岩山区地震滑塌主要发育在局部强度相对较大、节理较发育的厚层或块状岩体中.以岩石中含两组节理的岩质边坡为例,输入实际的地震记录,采用离散单元法进行数值模拟,分别探讨坡高、地震烈度、坡角及节理倾角组合对节理岩质边坡稳定性的影响.结果表明:地震作用下坡体中质点的加速度、速度具有高程放大效应;节理岩质边坡稳定性随着坡高、坡角和地震烈度的增加而降低;两组节理不同组合的岩质边坡,其稳定性变化较为复杂,受节理倾角与坡角的关系、节理的倾向、两组节理之间夹角等因素的影响.节理岩质边坡在地震作用下是受拉区逐渐向受剪区扩展而最终导致边坡失稳破坏,是受拉和受剪的复合破坏.上述初步结论为评价山区节理较发育的岩质边坡在地震作用下的稳定性提供一定的依据.     

Seismic stability analysis of fractured rock slopes by yield design theory

This paper deals with the problem of stability of fractured rock slope located in seismic area. The rock mass is crossed by two sets of fractures which are considered to be planar, parallel and persistent. The effects of both horizontal seismic coefficient and strength characteristics of fractures are addressed. The analysis is based upon the kinematic approach of the yield design theory and the pseudo-static method as well. The fundamental inequality of the kinematic approach is invoked and the failure of the fractured rock slope is considered through simple translational mechanism involving a one-partsliding block. Rigorous upper bounds of the so-called stability factor for the structure under study of given slope angle, strength properties of constituent materials and seismic loads are obtained. The results are presented in the form of stability charts relating the estimated upper bound solutions to the friction angle of fractures.The used procedure highlights the destabilizing effects of the seismic loadings and is capable of conducting parametric studies. Furthermore, the results obtained far from various sets of data show good performance and further research work is planed to extend the analysis to include a large number of sub-problems.     

Application of distinct element method in dynamic analysis of high rock slopes and blocky structures

Comprehensive studies on the dynamic behaviours of a high rock slope of the Three Gorges shiplock and a blocky arch structure are performed using the distinct element method (DEM). Some additional functions have been incorporated into the current DEM code, including a scheme of non-uniform seismic input on the boundaries and an improved triangular mesh generator for deformable elements. Parameters from the field and laboratory tests of the project are used in the analysis of the shiplock slope. Comparisons between the DEM results and the field measurements under the excavation unloading process are made and the good agreement obtained demonstrates the effectiveness of the DEM for predicting the deformation process of the slope. The above examples of the high rock slope and the blocky arch demonstrate that the effects of different earthquake input, input mechanism and parameters on the dynamic response behaviours and collapse pattern of the systems are significant.     

极端冰雪条件下的顺层岩质边坡滑移稳定性分析

推导了典型岩石边坡在极端冰雪条件下的滑移稳定系数的表达式;通过计算分析,揭示了岩石边坡滑移稳定系数随裂隙内水深、坡高、坡角、滑面倾角等因素变化的规律及与冻深的关系,并绘制岩石边坡滑移稳定系数与边坡几何要素之间的关系图。研究表明,当考虑极端冰雪灾害影响时,岩石边坡滑移稳定系数发生较为明显的变化：随裂隙饱水程度、坡面角、主滑面倾角的增加而降低,随主滑面抗剪强度的减小而降低;裂隙饱水程度越高、坡体高度越低、坡面角越小、主滑面倾角越大的边坡的滑移稳定系数,对裂隙冰冻胀力的反应越敏感。     

基于数值流形法的反倾层状岩质边坡倾倒破坏分析

边坡破坏是累积性过程,从变形到破坏的过程中会产生永久位移,如果永久位移过大,极有可能产生滑坡.因此根据不同工况下采集到的位移数据,分析地震作用下反倾层状岩质边坡在不同内摩擦角下的破坏特征.利用二维数值流形法(NMM),以青藏高原金沙江流域西藏昌都地区芒康县索多西乡贡扎倾倒滑坡为研究对象,依据实地考察数据及室内力学试验得...     

基于区间方法的岩质边坡稳定性非概率可靠性分析

在综合分析岩土参数区间性的基础上,通过引入区间分析方法和非概率可靠性思想,建立岩质边坡稳定的非概率可靠性模型,并针对区间运算结果扩张问题,引入区间截断法和区间优化法,对边坡非概率可靠性指标进行较为精确的求解。然后,以湖北某岩质高边坡为实例,进一步探讨了岩体参数变异性对岩质边坡稳定的非概率可靠性指标的影响规律。     

基于非确定性分析法的顺层边坡抗震性研究

顺层岩质边坡的抗震性指标大部分都是非确定的,无法用固定阈值衡量。提出基于非确定性分析法的顺层边坡抗震性性能研究,将顺层岩质边坡看作若干个叠加的薄板;运用非确定性分析法计算各个薄板的动力安全系数和动力极限状态方程,并对顺层边坡动力极限状态方程进行求解,可得在地震作用力下顺层边坡动力可靠度指标与顺层边坡失效概率之间的关系;评估地震作用力下顺层边坡整体稳定性,同时综合考量顺岩边坡的最小平均安全系数以及平均失效概率,得出评估结果。实验结果显示,在地震作用力下,顺层边坡坡高、坡角、岩层倾角对顺岩边坡抗震性能影响显著,评估结果与实际结果一致。     

探测受压岩样破裂区域的CT试验方法

本文对应用SYC 系列声波仪探测室内受压岩样破裂区域的试验技术进行了分析,提出了一种在稳压阶段及卸荷后测量声波走时的试验方法,并通过试验对时间因素及卸荷产生的走时误差进行了初步探讨,证明这种试验方法是可行的。