基于强度折减法的边坡安全预警及失稳判据研究

传统强度折减法难以对实际边坡失稳进行动态预测或预警.基于边坡失稳变形的演化规律,获得边坡特征点位移量与稳定状态的关系.利用强度折减法对边坡强度进行逐步折减,进而构建边坡折减系数与特征点位移间关系曲线,结合边坡失稳演化规律,以特征点处位移值的突变作为边坡失稳判定依据,提出一种边坡失稳预警位移值和极限位移值的确定方法,实现了对边坡安全性进行预测预警.     

考虑变形机制的边坡稳定预测模型

选择开挖卸荷、爆破振动、岩体流变以及降雨作为影响边坡施工期变形的4个主要因素,深入分析不同影响因素对边坡变形的作用机制,结合边坡位移实测资料,建立了考虑变形机制的边坡稳定预测模型。在弹性理论的简化下推导边坡回弹变形公式计算开挖卸荷分量,基于Burger模型的蠕变本构方程计算流变分量,采用已有的经验公式计算爆破分量和降雨分量;综合4个变形分量形成考虑变形机制的边坡稳定预测模型,该模型可体现各影响因素对边坡变形的作用和相关程度,更加科学合理地解释边坡变形产生的力学机制。通过对锦屏一级水电站左岸边坡外观测点TP5变形监测资料的统计回归分析表明：相对于传统的统计模型,该模型的回归方程显著,方差比和复相关系数较大,预测误差较小,具有工程应用价值。     

志城顺层岩质边坡滑移破坏模型及变形范围探究

志城滑坡是西南山区典型的由于人工切坡形成的顺层高边坡,大部分边坡浅部已出现顺层滑坡现象,且前缘边坡开挖仍未达到设计标高,存在诱发潜在深层较大规模滑坡的可能。本文以该边坡为研究对象,对志城滑坡及潜在边坡的工程地质条件进行深入分析,探究其破坏成因机制,建立变形破坏机制的概念模型,认为该边坡可归结典型的滑移-拉裂变形破坏模式;在此基础上采用理论模拟计算边坡的顺层滑移范围与实际已发生的变形范围进行比较分析,评价结果认为该边坡失稳破坏范围并非通常认识的"一滑到顶"概念,并预测分析了潜在边坡的破坏失稳范围,进而提出合理工程治理范围。     

志城顺层岩质边坡滑移破坏模型及变形范围探究

志城滑坡是西南山区典型的由于人工切坡形成的顺层高边坡,大部分边坡浅部已出现顺层滑坡现象,且前缘边坡开挖仍未达到设计标高,存在诱发潜在深层较大规模滑坡的可能。本文以该边坡为研究对象,对志城滑坡及潜在边坡的工程地质条件进行深入分析,探究其破坏成因机制,建立变形破坏机制的概念模型,认为该边坡可归结典型的滑移-拉裂变形破坏模式;在此基础上采用理论模拟计算边坡的顺层滑移范围与实际已发生的变形范围进行比较分析,评价结果认为该边坡失稳破坏范围并非通常认识的"一滑到顶"概念,并预测分析了潜在边坡的破坏失稳范围,进而提出合理工程治理范围。     

高陡岩质碎裂结构临时边坡抢险治理方法研究

已变形的碎裂结构临时边坡如不及时治理,极可能出现边坡失稳,而碎裂结构边坡对支护措施适应性差,并且临时边坡抢险治理工程中更要权衡经济因素,所以此类边坡治理难度较大。以大渡河某已变形碎裂结构临时边坡为例,根据碎裂结构临时边坡的特点对边坡治理结构进行了选型,分析了边坡施工顺序对边坡抢险治理工程的影响。采用第一时间进行坡体位移监测,并通过监孔施工反馈信息及时调整治理方案,使用挂网喷混、锚索配合横梁、钢筋桩和排水工程对碎裂结构临时边坡进行了抢险治理。通过数值模拟和监测数据进行了验证,结果表明治理方案经济、适用。     

基于改进Shannon伪近邻法研究易滑地层位移变形时序

合理地运用科学的理论方法,研究计算滑移地层的滑移规律并进行有效的预测,一直是亟待解决的岩土工程问题。通过基于Shannon伪近邻法时序分析理论研究易滑岩层变形破坏的演变机理;通过边坡演变的动力学方程组,建立相空间重构,得出显示边坡系统动态特性延迟时间与关联维数的计算公式,并对边坡变形破坏过程进行了实例分析,得到最佳嵌入维数取值,提取和恢复边坡系统原有的规律。在古树屋滑坡位移的外推预测中,模型计算相对误差都控制在2%以内,计算结果接近于实测位移值。工程实践表明,基于该模型的时序预测方法,在边坡位移初始变形和等速变形阶段,能保证95%以上的拟合控制精度。     

基于Hoek-Brown准则的三维边坡变形稳定性分析

采用Hoek-Brown准则,分析三维边坡在开挖扰动下的变形稳定性。以某露天矿边坡为工程背景,利用快速拉格朗日差分法(FLAC3D)建立三维数值分析模型,并在边坡中布置若干监测点,利用FISH语言编制相应位移插值程序,探讨边坡开挖引起的动静态位移响应,从宏观角度揭示出边坡开挖后,不同区域的变形,为工程实践提供指导;介绍了强度折减技术在Hoek-Brown准则中的实施方法,采用计算不收敛失稳判据,计算边坡安全系数,从而进一步推广Hoek-Brown强度折减法在三维边坡稳定性分析中的应用。     

露天矿高陡边坡稳定性研究现状及发展趋势

在收集整理国内外相关资料的基础上,从边坡稳定性分析方法、边坡监测、预测预报方法等方面总结了目前边坡稳定性研究方法及预测预报研究现状,分析露天矿边坡的工程特点,指出当前露天矿边坡稳定性研究存在的问题,提出“边坡岩体渐进损伤破坏是边坡岩体失稳前兆本质特征”这一学术思路,认为边坡稳定性及预测预报研究发展趋势为建立基于微震监测信息反演的边坡岩体内部损伤演化模型,提出露天矿边坡岩体强度参数识别表征方法和动态稳定性评价方法,寻求边坡失稳过程岩体内部“空间”损伤劣化的微震活动性、强度弱化与边坡动态失稳之间的联系,以微震前兆信息和边坡岩体强度储备系数为失稳判据,实现露天矿边坡稳定性动态分析预测     

强震作用下复杂边坡块体破坏模式和破坏特征研究

设计了白鹤滩水电站复杂结构面组合块体边坡的比尺为1:200的大型三维动力模型试验,通过输入不同幅值的地震波,研究地震作用下块体位移时程的响应规律、残余变形的分布规律,揭示边坡块体的破坏模式,评判边坡块体的破坏类别和特征。试验结果表明,工程边坡块体在设计条件下的抗震稳定性较好;在地震超载过程中,残余变形首先发生于后缘裂隙,各超载工况残余变形量由两个三角部位向坡内逐渐减小,三角部位为地震作用下易首先破坏的区域;该边坡块体地震破坏模式为沿底面与侧面的双滑失稳破坏模式。由残余变形量变化过程及地震灾后统计成果分析得出工程边坡的破坏特征:残余变形量小于15 cm且初次出现较明显突变可作为抗震设计允许变形限值;残余变形量大于30 cm后位移突变加强,边坡块体即可能整体失稳。边坡锚固应注意加强块体后缘裂隙的抗拉能力和底面的抗剪能力。     

引汉济渭工程边坡岩体变形特性研究

三河口水利枢纽是引汉济渭工程两大水源工程之一,边坡岩体变形特性是主要的岩石力学问题,为此用刚性承压板法和钻孔变形试验,针对坝肩边坡不同岩性、不同风化程度岩体开展了大量原位试验。综合分析92个点刚性承压板变形试验成果,获得了不同岩体变形参数范围,重点讨论了不同变形曲线类型、各因素对试验成果的影响。介绍了钻孔变形试验方法及原理,分析了坝肩边坡岩体钻孔变形试验成果,最后对两种方法的变形试验进行对比,并综合评价了边坡岩体的变形特性。结果表明,该工程坝肩边坡岩体具有较高的变形参数,变形曲线大部分为直线型,岩体变形特性与岩体类别密切相关,两种试验方法所得岩体变形参数总体趋势一致。     

位移监测在边坡治理工程中的应用

位移监测可为分析滑坡的结构和成因、评价预测滑坡的稳定性及发展趋势等提供重要信息。实例分析表明,将位移监测资料与斜坡变形破坏现象结合起来,能准确地判定斜坡的变形阶段,评价和预测边坡施工及其使用过程中边坡的稳定状况。     

顺向次生成层结构边坡稳定性影响因素分析

边坡稳定性影响因素分析是认识边坡变形破坏机制、评价稳定性和预测变形发展趋势的重要前提。针对边坡工程中的出现的次生成层结构边坡,首先简要分析其次生成层结构岩体的主要成因机制;然后根据顺向次生成层结构边坡的特点和工程经验,选取影响这类边坡稳定性的重要因素,通过参数取值正交试验,并采用UDEC软件对其进行数值模拟,获得各影响因素对边坡变形破坏影响程度的量化结果。研究结果表明：这类成层结构是接近地表的岩体在外生作用下由于差异卸荷回弹作用、应力分异和动荷载作用发生应力释放而形成的次生结构;各因素对顺向次生成层结构边坡稳定性影响的主次顺序各不相同;而在单一影响因素变化下其边坡稳定性系数、次生成层最大张开程度、坡顶最大位移又表现出不一样的特点。该研究结果对顺向次生成层结构边坡的开挖设计和支护措施选择具有重要理论和实践意义。     

用局部强度折减法进行边坡稳定性分析

边坡的变形与其稳定性具有内在的必然联系,因而可以通过变形场来对边坡的稳定性进行判断。传统的强度折减法基于理想弹塑性模型对所有单元进行强度折减,所求解出来的变形场并不能很好地反映出边坡失稳时的真实变形。实际上,边坡的失稳是由于局部土体的强度降低所致的,因此提出只对局部土体单元进行强度折减、其他土体单元保持原有强度不变的局部强度折减法,本构模型采用变模量弹塑性模型。工程实例计算分析表明,基于变模量弹塑性模型的局部强度折减法对边坡进行稳定性分析是可行的。     

高陡矿山边坡山稳定性动态分析及其工程应用研究

露天开采形成的矿山边坡岩体的力学特性和稳定状态具有显著的动态特征,因此,传统的确定性分析方法难以获得可靠的稳定性分析结果。本文结合边坡岩体的变形监测信息,提出了矿山边坡稳定性动态分析技术。首先在边坡坡面布设一定数量的变形监测点,进行边坡变形监测。根据矿山实际开采情况(坡高、坡角和地质构造),建立对应于当前开采状况的数值分析模型,并基于监测位移与计算位移之差最小为准则,进行等效边坡岩体参数的模式识别。最后进行当前边坡的稳定性评价或未来开采解决的稳定性预测。实例研究结果显示,该分析技术能够获得与实际边坡稳定状态较为吻合的结果,为高陡矿山边坡的稳定性分析和安全评价提供一种新的研究方法。     

基于灰色最小二乘支持向量机的边坡位移预测

利用边坡实测位移序列预测边坡未来时间的位移,可以有效地判断边坡的稳定性。在分析了灰色预测方法和最小二乘支持向量机各自的优缺点的基础上,提出了将二者相结合的一种新的预测模型--灰色最小二乘支持向量机预测模型。新模型既发挥了灰色预测方法中“累加生成”的优点,弱化了原始序列中随机扰动因素的影响,增强了数据的规律性,又充分利用了最小二乘支持向量机求解速度快、易于描述非线性关系的优良特性,避免了灰色预测方法及模型存在的理论缺陷。同时,采用遗传算法进行了模型的参数优化,通过2个工程实例说明灰色最小二乘支持向量机模型预测边坡位移的有效性,具有较高的精度。     

Constituents and features of displacement vector angle of colluvial landslide

Based on an analysis of displacement-monitoring data of Xintan landslide, China, it was discovered that the whole stability of large-scale colluvial landslides can be more accurately described by taking the displacement vector angle into account, and the stability trend of a slope can be evaluated and predicted using the displacement vector angle. This paper also further indicates that the monitored deformation vector angle can be divided into sliding deformation vector angle, plastic-deformation vector angle, compressive deformation vector angle and creep deformation vector angle in terms of the displacement properties of the slope. Through the analysis it is found that the displacement vector angle, for which there is no substitute, is an important parameter serving as an explicit criterion for the stability of the slope, and hence its significance in the prediction of landslides. It is also shown that as far as the displacement vector angle is concerned, there are different constituents and features in the different deformation stage of colluvial landslide. On the basis of these and using the principles of statistics, a discussion on the stability of the colluvial slopes is carried out in terms of the monitoring data of F-series points on Xintan slope. The analysis results coincided with the destabilized time and the sliding laws, thus demonstrating that the parameter of the displacement vector angle has to a certain extent, very important significance in the forecasting of landslides.     

水电站高边坡变形及强度稳定性的系统分析研究

如何准确地研究水电站高边坡的稳定性问题一直是水电工程地质学者专家的研究热点。在此提出工程地质原型分 析、离散元二维数值模拟和极限平衡法相结合的变形稳定性和强度稳定性的系统工程分析方法。以吉林台水电站坝址区高边坡BT20的稳定性问题为例,首先详细分析了该高边坡的工程地质特性,并利用工程地质定性分析法预测了该高边坡的最危险滑动面,然后利用离散元软件UDEC对高边坡的变形特征进行数值模拟分析,数值模拟结果与工程地质分析得到的结论十分吻合。确定了高边坡的危险滑动面就为后面的强度稳定性分析奠定了基础,采用Modified Sarma法计算了边坡在不同工况下的安全系数,敏感性分析结果表明地震作用和地下水位上升对边坡稳定性的威胁最大。     

采矿引起的边坡倾倒滑移变形机理与变形安全性分析研究—以抚顺西露天矿边坡为例

在矿山开发、水电建设过程中倾倒变形问题日渐突出。倾倒变形边坡一般具有反倾边坡结构,变形的过程和机理比较复杂、涉及的变形岩体范围较大、危害严重。论文以抚顺西露天矿边坡为例,通过岩体位移监测资料的跟踪分析、底面摩擦模拟试验,以岩体力学、松散介质力学原理为理论基础,探讨了采矿影响下边坡倾倒滑移体的变形机理,分析认为采矿引起的倾倒滑移变形问题是在特定的地质构造和采矿工程条件下产生的,并提出了岩体变形安全性分析方法。通过工程实例,验证了方法的实用性,并针对实际问题提出了变形整治对策。