危岩支撑计算方法探讨

利用支撑技术治理危岩，关键需要具备支撑条件，由下述两方面构成：     

公路泥石流防治结构冲磨性能优化研究

作为山区公路一种典型地质灾害的泥石流是液相泥浆与固相岩土的二相混合流,对防治结构的磨蚀破坏极其严重,使防治结构的有效使用寿命缩短35%~50%,降低了防治结构安全性能,严重威胁公路交通的正常运营。为增强防治结构耐久性、提高公路交通的安全性能,作者通过泥石流与防治结构的偶合作用、流体力学理论与固体磨蚀原理,从结构设计和构造材料两方面对防治结构的抗磨性能进行了研究,创建了既能避免泥石流直接冲撞、又能降低泥石流磨损的防治结构轴线方程。根据磨蚀量计算理论,对四川西昌平川泥石流防治结构的磨蚀量进行对比计算,优化后的磨蚀计算量约为优化前的36%,抗御泥石流冲击磨蚀的能力得到显著地增强,显示了优化防治结构的优越性。研究成果为合理设计速、排结构与拦渣坝等防治结构提供了理论依据。但是,作为2相流的泥石流,对防治结构的粘滞、摩擦作用是一个非常复杂的过程,也是正确计算磨蚀量的关键参数之一。因此,进一步展开泥石流体物性研究具有重要价值。     

天山公路沟谷型泥石流动力学研究

泥石流是天山公路沿线发育最典型的地质灾害,是道路路基、路面、桥涵结构强烈的毁损动力。为了掌握泥石流运动变化规律,正确设置公路泥石流防治结构,提高防治结构防治公路泥石流病害的可靠性,作者开展了泥石流动力学研究。将泥石流体视为均匀介质,基于动量定理,建立了沟槽内泥石流体对沟槽土埂法向冲击力计算方法;基于土质力学、摩擦静力学原理建立了土埂稳定效应计算方法;创建了沟谷泥石流流通沟槽发生改道运动的判断标准。研究成果为合理设置公路泥石流防治结构提供了理论依据、增强了工程结构防治泥石流地质灾害的可靠性,进而提高了道路运输的安全性。     

三峡工程永久船闸边坡岩体渗透张量

根据三峡工程永久船闸区岩体结构面及地下水调查和观测结果 ,提出了渗透结构面这一基本术语 ;据此开发出求解处于施工期的岩体工程岩体渗透张量的基本方法。利用此方法所得到的永久船闸区岩体渗透张量数量级与多年来的现场测试成果相同 ,而由K1、K2 和K3体现出来的渗流各向异性更为典型 ,与近期开挖显现出的情况是吻合的。     

岩体结构面蠕变损伤机理研究

通过对伯格斯模型和西原模型的分析比较,选取西原模型研究岩体结构面的蠕变损伤特性。在0s情况下,由西原模型推出剪切模量的表达式,以剪切模量为变量定义损伤变量,得到结构面的损伤变量表达式。并以泥岩剪切试验为例,计算了相同正压力作用下的结构面剪切模量和损伤量。结果表明:当0s时,剪切模量、损伤量均随时间趋于稳定,且结构面蠕变的前两个阶段损伤量较小,而当0s时,一段时间后,其损伤量开始突变;剪应力越大,其初始剪切模量越大,随时间降低越快,达到稳定蠕变阶段时降低量也相应越大;剪应力越大,结构面损伤量随时间增长越快,在达到稳定蠕变阶段时,损伤量也越大。     

三峡水库区康家嘴滑坡稳定性研究

康家嘴滑坡为三峡水库区一大型滑坡。受河流冲刷掏蚀、地层岩性、地下水、暴雨及洪水涨落等内外因素的影响而产生。地层岩性的抗剪强度指标是最根本的因素,且受其它诸因素的影响。文中采用传递系数法计算稳定系数的公式,计算不同强度参数下的稳定系数,并在EXCEL中进行强度参数与稳定系数关系曲线的拟合。根据曲线变化情况,通过敏感分析确定其中影响滑坡稳定性的最敏感和较敏感因素。c、φ值与稳定系数之间存在明显的线性关系,尤其是φ值对滑坡稳定系数影响最为显著。这为滑坡稳定性计算提供可靠依据。     

危岩拦石墙计算方法研究

拦石墙是危岩主要的被动防治技术之一。通常布设在陡崖或陡坡脚前适当部位。而布设在陡崖或陡坡脚前的距离及自身高度、宽度等结构尺寸均应通过计算确定，但计算理论迄今尚未完善。作者将危岩落石作用于拦石墙的传力机理概化为落石→堤→桩及板→地基的传力过程。落石作用于挡土墙后在挡土墙内的扩散范围为一锥体，建立了落石对拦石墙的冲击力及其在土堤内部扩散的计算方法，量化了落石在墙体内的冲击深度及扩散角，即锥体的高度及顶角张开度。将拦石墙土埕等效为连续土板，则可将拦石墙概化为连续桩板结构并将冲击力均布作用于扩散锥：据此便可运用结构力学方法进行拦石墙内力计算。运用论文建立的拦石墙计算方法在三峡水库区万州太白岩实施了3km长的示范工程。多次随机落石事件显示了该结构的可靠性及有效性。     

泥石流运动能量规律初步研究

面对目前泥石流荷载确定的非针对性和欠合理性，文章作者提出了从泥石流能量的角度出发确定泥石流荷载的新思路。泥石流能量理论是有效防治公路泥石流病害的关键技术，是确定泥石流荷载的创新思路。涉及到能量来源、聚集、输移与衰减等力学及物理过程；运用固液两相流观点分析了泥石流能量输移特征，较全面地从泥石流浆体性质、固相颗粒级配和体积分量、沟床比降和边界条件等方面分析了泥石流运动能量影响因素；运用两相流观点分析了泥石流运动能量消散微观机理，包括泥石流浆体粘滞作用、固相颗粒碰撞作用和沟床边界摩擦作用3方面，初步建立了能量衰减量计算公式。为公路泥石流的深入研究提供了重要思路。     

散体滑坡室内启动模型试验

为了分析重庆库区散体滑坡吸水、蠕变过程、强度衰减及滑移启动的宏观趋势，本文利用重庆库区典型松散土体以江津艾坪山滑坡为原型，采取几何相似（相似比1：100）、物理近似相似的半定量模型，进行了均匀降雨、均匀间隔及非均匀间隔三种工况试验。试验结果与现场情况基本相符。     

三峡水库区危岩研究及防治新理念

危岩是三峡库区主要的地质灾害类型之一.具有分布面广、稳定性差、危害严重等特点.论文以地质灾害防治系统工程方法论为指导思想,构建了三峡库区危岩研究及防治理念.研究认为,基于对危岩失稳类型、荷载及其组合的研究,进行危岩稳定性研究;以危岩体目标稳定系数和在设定荷载组合下的稳定系数之差为依据进行危岩锚固及支撑研究,建立了相应的计算公式.遵循危岩发育规律,主动防治和被动防治相结合,构建了针对整个防治工程的宏观防治技术和针对危岩体的微观防治技术并强调了充分利用支撑技术、谨慎使用清除技术的新理念.探讨了三峡库区危岩进一步研究的系列关键问题.