边坡稳定性评价MSARMA法及最佳加固力研究

摘要：目前，各行业在边坡稳定性评价和设计中采用的方法主要是极限平衡方法。文章对各种极限平衡方法的特点和适用范围进行了综合评价，在此基础上，提出了适用于岩质高边坡稳定性评价和设计的一种极限平衡方法——MSARMA法和基于该方法开发研制的“边坡工程稳定性MSARMA法评价分析系统”。该方法是在著名的SARMA法基础上改进形成的，同其它极限平衡方法比较，具有推导严格、假设条件较少、实用性强等优点。此系统不仅能够进行在非齐次边界条件下的稳定性计算，而且还能够进行坡面存在荷载和加固力情况下的边坡稳定性计算。鉴于目前边坡工程规模愈来愈大的特点，提出了边坡最佳加固力概念，此概念认为，对于边坡加固工程，应综合考虑各种状态下的边坡稳态，寻找导致边坡失稳最不利因素的组合状态，加固力的大小只要保证边坡在该状态下稳定就行，此时的加固力就是最佳加固力。考虑到岩土工程的复杂性、计算所采用的力学模型、物理力学性质参数等具有的非绝对准确性和确定性，在设计时应在最佳加固力基础上，再增加一定的保险系数，但该保险系数不宜过大，实施时应根据具体工程规模确定，一般应在0．05以内。此时对边坡进行加固既满足边坡的稳定性要求又经济合理。以实际工程为例，展示了MSARMA法广阔的应用前景。     

开挖黄土高边坡的应力路径及变形破坏机制分析

采用室内试验与数值计算相结合的方法研究开挖形成的黄土高边坡的稳定性及破坏机制。以甘肃环县华能电厂人工高边坡为例,采用线弹性有限元模拟分级开挖过程中潜在破坏面上的应力路径,在边坡上取代表性土样,参考此应力路径做天然含水率和饱和含水率下的三轴试验。依据试验所得强度参数,建立不同开挖坡比下的弹塑性有限元模型,计算各开挖阶段潜在滑动面上土体的应力状态,揭示边坡的破坏机制。结果表明,开挖过程中边坡潜在破坏面上土体应力路径为平均应力减小,剪应力先减小、后增大;开挖过程对潜在破坏面作用为先卸载、后加载,当开挖坡比较大时,高边坡坡肩处先发生屈服破坏,屈服范围随着开挖深度的增大逐渐向下扩展,直至形成连通的屈服面,为典型的推移式破坏模式。     

基于坡面稳定的黄土路堑高边坡优化设计

通过室内外黄土边坡的冲刷试验结果发现,随着坡度的增加,坡面上的最大冲沟深度呈先减少、后增大的趋势。黄土边坡坡角值越接近临界坡角,坡面产生破坏的可能性越小。根据坡面流理论,导出黄土路堑高边坡抗冲刷的临界坡角。根据调查发现,当边坡的坡角相同时,单级坡体越高,坡体（即坡长越长）越易形成明显的冲沟。根据坡角、坡面长和坡面冲刷量之间的关系,建立了基于坡面稳定的黄土路堑高边坡优化设计模型。用该模型对典型路堑高边坡进行计算验证,优化结果和实际情况吻合较好。     

锦屏水电站解放沟反倾高边坡变形机制的探讨

通过对锦屏水电站某一反倾高边坡的野外调查、室内测试实验及数值模拟计算分析 ,对其变形机制有了进一步的认识。对以往的结论重新进行论证 ,用证据说明问题 ,最终得出新的研究成果。本文认为解放沟左岸深层变形是由河谷快速下切过程中边坡发生深部卸荷松弛和倾内层状体斜坡的深部岩层弯曲倾倒共同作用所引起     

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。     

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。     

高边坡设计与加固问题讨论

在高边坡调查、勘探和稳定性评价中,应认识高边坡变形的类型、性质、机制、范围和规模,划分出稳定、基本稳定、稳定性差和不稳定级别.在高边坡设计施工中应按一定的设计思想、技术路线、基本原则和方法指导高边坡的设计施工.高边坡加固工程目前广泛采用预应力锚索框架(地梁、墩)、预应力锚索桩、普通抗滑桩和挡土墙等,应根据实际条件选用.高边坡设计尚无规范可循.如何正确认识高边坡的特性,合理地进行勘察、评价、设计和加固,作者提出了自己的意见和建议,与同行专家讨论.     

岩质高边坡的锚固设计及其稳定性分析

通过分析岩质高边坡的稳定性,采用格构式加固设计,确定了详细的设计方案;采用有限差分方法来模拟加固方案的数值解法,建立了实际的差分模型,经过计算得出加固后的边坡滑动面消失,支护后岩质边坡的稳定性系数满足要求,边坡处于稳定,为以后实际的边坡加固工程设计和计算依据提供借鉴。     

烟岗、跑马坪水电站厂址高边坡稳定性评价

烟岗、跑马坪水电站地面厂房和压力管道处于雅砻江右岸高斜坡上,高边坡的稳定性是制约工程开发的关键性工程地质问题。高边坡的高度及评价的难度较大。根据高边坡的基本地质条件,采用块体结构理论及工程地质类比法对高边坡的稳定性做初步分析评价,认为高边坡主要由坚硬的中厚层石英岩组成的顺向坡,现状整体稳定,但层面裂隙与其它裂隙的组合影响边坡的局部稳定,工程开挖扰动会恶化顺向坡的稳定,建议采取必要的加固处理措施。     

多点位移计在高速公路高边坡稳定性监测中的应用

随着高速公路修建向山区扩展,公路高边坡问题日趋显著。安全监测能够直观、准确地反映坡体稳定性信息。变形是反映边坡稳定性最直观的物理量,多点位移计作为变形监测仪器在边坡工程中广泛应用。以安徽省汤屯高速公路一高边坡为研究对象,结合多点位移计的监测成果,分析坡体变形的时间、空间特征以及变形的主要影响因素,并把高边坡变形分为变形快速发展、蠕滑变形和变形基本稳定三个阶段,进而探讨降水对边坡变形产生的影响。