顺层边坡岩体结构的分岔灾变条件

针对顺层边坡岩体结构的初始缺陷特征和非完善特性,应用初始后屈曲理论和突变理论探讨了边坡岩体结构的不稳定性态。根据边坡岩体在临界状态下的临界载荷和分岔状态下的分岔载荷,分别建立了边坡岩体的离层方程和溃屈方程,给出了边坡岩体溃屈破坏和剪切滑动的判据,并以雅砻江下游的霸王山边坡为例给出了工程实例。研究结果表明,边坡岩体的初始缺陷在分岔状态下表现为系统跨越分岔时的载荷增量;边坡岩体的非完善特性表现为其初始缺陷致分岔状态偏离了临界状态;只有当顺层边坡岩体各区域的发育同时满足离层方程或溃屈方程时,边坡才会出现屈曲或溃屈。     

川西折多山某深埋隧道地应力测量及其应用研究

川西地区地质构造环境复杂,该区深埋隧道建设过程中经常面临岩爆风险,而地应力条件对深埋隧道的规划建设和岩爆风险预判具有重要意义。本研究利用水压致裂法在川西折多山某深埋隧道开展了原地应力测量及其工程效应分析。某钻孔196~650 m深度范围内的地应力测试结果显示,隧址区以水平构造应力为主导,测试深度范围内水平主应力随深度线性增加,且应力增加梯度高于中国大陆背景值。地应力结构整体以逆断型(S_H>S_h>S_v)为主,其中389.50~560.50 m深度范围属应力释放区,地应力结构以走滑型(S_H>S_v>S_h)为主。侧压系数及最大、最小水平主应力比值随深度分布基本符合中国大陆各参数变化特征。最大水平主应力方向为NWW向,与区域应力场分布及周边活动断裂反映的力学机制一致,主要受印度板块向欧亚板块持续俯冲和高原物质东南向扩散作用控制。测点现今地应力强度较高,临近断裂失稳状态,随着应力的不断积累,区内优势破裂方向或已有断裂的特殊构造部位可能发生失稳滑动。最后,基于地应力测量结果对深埋隧道围岩稳定性进行了预判分析,受隧址区高地应力影响,围岩发生中-强岩爆的可能性较大,需优化设计并重点防护。     

蒙特卡洛法与有限元结合搜索边坡临界滑动面

把蒙特卡洛随机搜索法与有限元法相结合,搜索边坡的临界滑动面及其对应的最小安全系数.通过随机跳跃法生成一定数量的初始试算滑动面,根据有限元分析的应力和孔隙水压力结果计算给定滑动面的安全系数,利用随机走步法不断更新试算滑动面,使试算滑动面安全系数不断减小,最终确定边坡临界滑动面及其对应的最小安全系数.本方法通过随机搜索,克服了大多数常规优化方法易陷入安全系数局部极小的问题.数值算例分析说明了本文提出的确定边坡临界滑动面的方法的有效性和优越性.     

土质边坡空间临界滑动面搜索的优化算法

将二维均质土坡作为平面应变问题,假定滑动面是一个圆弧,将滑弧圆心与半径转变为后缘剪入点、坡脚剪出点和过后缘点滑弧切线与x轴的交点等3个点的横坐标,然后以这3个参数为变量,给定合理的取值区间,应用黄金分割法搜索二维边坡的最小稳定系数及相应的临界滑动面。进一步假定均质土坡的三维空间滑动面为一旋转椭球体,旋转椭球体的竖向中轴面和二维的圆弧面一致,给定椭球体不同的水平轴半径值,采用以上二维滑动面搜索方法可求出不同水平半径所对应的三维最小稳定系数及相应的椭球面。结果表明：边坡的三维稳定系数没有极小值,但有极限值;对于横向延伸长的无限边坡,三维稳定系数逼近二维稳定系数,当旋转椭球长轴与短轴之比大于3时,二者很接近,边坡稳定性可简化为二维来分析;对于受地形、地下水等条件约束的短边坡,三维效应明显,在考虑实际边界条件的情况下按三维来分析。     

山东乳山蓬家夼金矿矿体变化特征及深部成矿预测

蓬家夼金矿是山东乳山地区新发现的金矿类型,受荆山群中的层间滑动角砾岩系控制,沿胶莱盆地边缘莱阳组砾岩与荆山群副变质岩的构造接触带分布。矿体严格受层间滑动构造控制。在横、纵剖面上均呈连续的透镜状,每５０～１５０ｍ出现一次膨缩。矿体厚大部位产于层间滑动断层产状由陡（４５°～５０°）变缓（１５°～２０°）处。在上述认识的基础上,结合物化探方法,我们对蓬家夼金矿Ⅰ号矿体成功进行了预测。     

基于物质点法的土体流动大变形过程数值模拟

土体滑坡作为一种自然地质灾害,受自然因素和人类活动的影响在我国时有发生,给周围居民的生命和财产安全带来了很大威胁,日益受到人们的广泛关注。滑坡防治也逐渐成为工程研究的热点之一。土体本质上是一种具有复杂组成结构的颗粒材料堆积体,通过对颗粒流动的模拟可以深入理解自然界中的土体流动现象,如滑坡、泥石流等,进而预测灾害破坏范围及改进相应工程防护措施。但由于土体流动是一个涉及大变形及大位移的复杂流动过程,传统的基于网格的有限元法（FEM）由于网格畸变,并不适合这类问题的研究。本文采用物质点法（MPM）模拟土体流动大变形问题。作为一种源于particle-in-cell（PIC）法的无网格法,兼具欧拉法和拉格朗日法的优点,因而,物质点法在处理大变形问题上具有独特的优势。目前,国内外利用物质点法模拟边坡滑动问题已有不少研究,但对相关参数进行敏感性分析的较少。本文基于物质点法模拟了黏性土体及无黏性土体流动大变形问题,并进行了参数敏感性分析,包括土体材料的内摩擦角、黏聚力、高宽比、底面坡度对土体滑动距离的影响规律。本文计算中采用Drucker-Prager（DP）弹塑性本构模型描述土的非线性特性。研究结果表明:（1）基于物质点法得到的土体的流动形态、滑动距离以及自然休止角等数值模拟结果均与文献中的实验结果基本吻合,验证了物质点法模拟土体大变形力学行为的精度及有效性;（2）随着内摩擦角、黏聚力的增大,滑动距离相应减小;（3）坡度对边坡稳定的影响是显著的,随着底面坡度的增大,滑动距离相应增大;（4）当土柱高宽比较小时,与滑动距离呈线性增长关系。其中,内摩擦角和黏聚力反映了土体的抗剪切性能,因此通过工程措施提高土体的抗剪能力可以降低土体滑坡带来的危害。研究结果为探索土体滑动破坏规律,降低滑动破坏范围提供了可靠的参考。     

复杂地质条件下“双向滑动”高边坡病害机理与治理措施研究 ——以某建设场区东侧高边坡为例

文章首先提出了“双向滑动”高边坡的概念及陈述了目前研究进展,然后以某建设场区东侧高边坡为例在对其工程地质条件,前期治理工程措施与效果进行了详细介绍,最后在对该高边坡前期治理工程实施后的坡体变形特征分析、病害机理、后期补强措施的基础上得出了复杂地质条件下“双向滑动”高边坡的病害特征、形成机制、危害方式、治理理念与方法。对类似高边坡病害治理具有一定的借鉴意义。     

杨山末站滑坡稳定性研究及治理措施

论述了杨山末站滑坡的形成条件、形成机理和滑体的工程地质特征．该滑体内存在着两个潜在的滑动破坏面。通过稳定性的定量计算与定性分析可知,坡体上的大裂缝与地下水变动带在开挖坡脚处剪出联合组成的滑面稳定性最差,此滑坡将来的滑动破坏剪出口将在开挖坡脚附近产生．根据滑坡体的特征,提出了场地的合理利用方案与整治措施．     

滑动测微管抗渗能力的测试装置及试验研究

使用滑动测微技术进行桩身内力测试,测管安装时的防渗处理是该技术实现高质量测试的关键,已有处理措施鲜有其防渗效果的定量研究。研发了一套滑动测微管抗渗能力测试装置,对3种常用防渗处理措施不同压差下的渗流量进行了测定,得到计算渗流量的公式,结合现场条件分析了测管安装的注意事项。结果表明,测管内压力大时的渗流量要远大于测管外压力大时的渗流量;涂胶是一种效果非常好的防渗措施,采用该措施后一般不会有超过0.005 mm粒径的颗粒进入测管;增加测管内水头有利于减少杂质进入测管,但测管内水头不能高出桩孔内液面太多;灌注混凝土后,若测管内有水溢出应封闭测管限制水的溢出,若测管内水位下降,则应开放测管允许气体进入测管。     

重庆武隆庆口危岩形成机制及失稳模式探讨

武隆区庆口危岩底部含0.4～0.6 m厚煤层,开采历史长达200余年,形成了大面积的采空区,已形成了宽约1.2～5.5 m的宏观裂缝,一旦失稳将直接威胁319国道和乌江航道。在对危岩地质环境条件进行分析基础上,按照采空区形成过程,结合危岩变形特征,对庆口危岩的形成机制及失稳模式进行了探讨,并应用数值模拟进行了验证。研究表明:陡崖带的地形地貌、岩性组合、岩体结构特征为危岩形成的主导因素,地下采煤是危岩形成的诱发加剧因素。煤层采进过程中上覆岩体发生了应力调整,诱发山体朝北东临空面方向外倾变形,促成了构造裂隙追踪贯通形成危岩体侧向控制裂缝,从而减弱了山体对危岩的约束,导致危岩转为沿软弱夹层与侧向裂缝的交线,朝北西临空面方向发生视向滑动。