人工边坡潜在滑动面研究——以广州科学城某人工高边坡为例

运用强度参数的改变对边坡破坏面形迹影响不明显这一特点,在数值模拟过程中通过改变岩体强度参数,有效地获取潜在滑动面的位置和形态,较好地解决了滑动面搜索的难题。将该法应用于广州科学城某人工高边坡稳定性的研究,在三维数值模拟过程中,将强度参数大幅度折减,计算后获得各剖面的剪应变增量图,从这些图中可获得潜在滑动面。这与人们通常将此类边坡的中风化面作为滑动面存在较大差别。将该滑动面运用极限平衡法进行计算,计算结果显示各剖面的安全系数基本都大于1.2,边坡稳定但仍需要加固处理,与三维数值模拟结果相一致。由此认为用这种分析法确定出的潜在滑动面合理、计算结果可靠,可作为搜索边坡潜在滑动面并计算安全系数的方法之一。     

原料组分对动力学相似材料性质影响的试验研究

随着振动台、离心机等动力学模型试验方法的不断发展,对于动力学相似材料的要求也愈加精细。在满足动力学相似理论的基础上,如何快速、准确地配制出性质合理的相似材料是试验中至关重要的一步。本文以粒度不同的河沙、重晶石粉、铁粉、云母片为原料,以速干水泥为胶结物,对不同材料混合的动力学相似材料性质进行了试验研究。试验结果表明:（1）级配良好的骨料所配置的相似材料密度较大,且颗粒间断级配越大,骨胶比对相似材料密度影响越大;（2）以河砂为骨料、水泥为胶结物,可以配制出密度为1.5~2.2g ·cm-3、动泊松比0.2~0.4、动弹性模量2.5~5.5 GPa的动相似材料;（3）铁粉的增重效果比重晶石粉显著,且铁粉试件的动、静弹性模量随铁粉增加而显著增大,而重晶石粉比例的变化对重晶石粉试件的动、静弹性模量影响不大,在配制"高重低强"的动力学相似材料时,重晶石粉是更理想的原料;（4）随着云母用量的不断增加,试件的密度、动泊松比和动、静弹性模量均显著降低,云母片是很好的减强剂,可以用来模拟岩体间软弱夹层或结构面。     

高地应力区复杂结构河谷应力场特征——以锦屏Ⅰ级水电站为例

以锦屏Ⅰ级水电站为例,在实际地质调查基础上,分析整理实测地应力数据,以数值模拟为手段,对高地应力区复杂结构谷坡应力场特征进行了研究。结果表明:高地应力区具有复杂结构的河谷,遭受河谷快速下切改造后,其谷坡应力场存在"四区"分布特征,即应力降低区、应力过渡区、应力增高区及原始应力区;背景构造应力和河谷形态特征是导致谷底高地应力现象出现的2个重要因素;谷坡内的软弱带对应力场分布产生重大影响,尤其是倾坡外断层的存在,更易于谷坡应力卸荷,这是导致锦屏左岸深卸荷形成的重要原因,以及导致左岸卸荷基准面高程低于右岸的原因之一;河谷下切过程中,右岸顺倾岸坡发生应力调整的坡体范围比左岸的反倾岸坡大,因此其原始应力区在更深的深度内才出现。简单探讨了锦屏深裂缝的成因机制,认为河谷迅速下切导致的快速卸荷是锦屏深裂缝形成的原因之一。     

不同岩性组合下的斜坡地震动力响应研究

本文采用大型有限差分软件FLAC3D, 建立上硬下软, 上软下硬, 含软弱基座和不含软弱基座4种斜坡的数值分析模型, 输入阪神地震波, 分析总结斜坡的动力响应规律。计算结果表明:(1)从加速度动力响应规律来看, 无论是水平向还是竖直向, 上软斜坡均比上硬斜坡大。并且, 两种斜坡的水平向放大系数均比竖直向放大系数大, 基本在1.52.0倍之间。(2)从位移规律上来看, 软岩相比于硬岩, 其对地震波更加敏感, 上硬下软岩性组合在强震动力作用下更易失稳。(3)从速度、位移的动力响应规律来看, 有软基斜坡地震动响应程度明显大于无软基斜坡。但是从边坡的应力变化来看, 软弱基座的存在, 一定程度上起到了吸收入射地震波能量的作用, 反而有利于边坡稳定性。     

城市某人工高边坡整体稳定性的可靠性分析

本文阐述了可靠性分析原理,采用蒙特卡洛模拟法对广州某人工高边坡的整体稳定性进行了可靠性分析,分析结果认为研究边坡属低危险性边坡,可判定为稳定边坡,但其可靠度并不满足工程安全等级,有必要通过一些必要的工程手段进行加固支护。     

基于三维数值计算理论的塌岸预测研究——以雅泸高速公路K92+332～765段为例

在地质条件复杂的岸段,只采用经验性方法进行塌岸预测是不能满足要求的,本文在分析冰水堆积物特性的基础上,通过三维数值计算方法研究了雅泸高速公路K92+332～765段,该段路基边坡在水库蓄水后的稳定性,直观的揭示出该段路基边坡在库水浸泡后的变形情况,得出蓄水后岸坡岩土体可能产生失稳破坏的范围主要是松散层、稍密层和中密层。     

DEM拟合级配碎石材料大三轴试验的颗粒粗糙度效应研究

为充分利用石质弃渣,填石路堤已经成为山区高等级公路较普遍的路堤形式,为确保填石路堤的稳定性,急需开展弃渣碎石材料性质的研究。为研究颗粒粗糙度对样本性质的影响,本文以雅泸路某隧道废弃碎石的室内大三轴试验数据为基础,开展离散元法模拟级配碎石材料大三轴试验的颗粒粗糙度效应研究。论文详细介绍了样本颗粒形态及粗糙度的模拟原理、级配碎石数值样本的生成过程。分析数值试验过程及结果表明:团粒形态样本可以更真实地模拟碎石材料的骨架-孔隙结构,样本加载前有着合理、均匀的接触力分布形式; 团粒间的镶嵌结构可以极大的提高样本强度,变形过程中体现出不规则颗粒间的咬合、滑动特征; 样本强度与颗粒粗糙度(即D4值)有着线性正比关系; 样本初始平均接触数是决定样本内摩擦角的决定性因素; 团粒形态样本平均接触数随轴向变形发展的变化规律再现了颗粒材料弹性变形的微观力学机制。     

锦屏一级水电站左岸IV#～VI#山梁稳定性分析

锦屏Ⅰ级水电站左岸IV#～VI#山梁发育较多的深裂缝,分布有断层F2、F5、F9,这些断层、深裂缝在空间上交切组合形成了巨大的潜在不稳定块体,其在开挖及泄洪雨雾条件下的稳定性问题备受关注。在大量野外地质调查的基础上,总结了岩体裂隙分布特征及其对稳定性的影响,分析了IV#～VI#山梁在泄洪雨雾条件下整体及浅表部的变形失稳模式。在此基础上,运用三维数值模拟方法,分析IV#～VI#山梁在边坡开挖过程中地应力的变化情况,尤其是拉应力的分布范围,以此分析开挖对边坡稳定性的影响,可见开挖对山梁整体的应力分布未见明显影响,对边坡整体稳定性影响不大。运用 FLAC3D软件模拟泄洪雨雾时水文地质条件改变情况下的IV#～VI#山梁变形情况,并进行了参数变化及地下水位变化的敏感性分析。参数变化分析结果表明,与地下水位变化相比较,前者边坡稳定性的影响更明显。     

高烈度区浸水高填石路堤稳定性的小型振动台试验

为充分利用石质弃渣,填石路堤已经成为山区高等级公路较普遍的路堤形式。汶川地震以后,我国已处于地震活跃期,因此在高烈度区内修建高速公路,进行地震作用下稳定性研究的意义是显而易见的。小型振动台试验虽然受承载能力和台面尺寸的限制有诸多弊端,但所需经费少,可进行重复实验,其实验结果对工程实践有一定的借鉴作用,更是大型振动台试验积累经验所不可缺少的。作者对研究尚不成熟的填石路堤进行小型振动台试验,研究其在地震作用下的稳定性情况。涉及的雅泸高速公路填石路堤工程位于水库水位变动带内,实验发现水在地震过程中起着重要的作用。在无水条件下,地震导致的边坡破坏最先发生在边坡内侧,随着振动的持续,边坡外侧也将发展成破坏区;在水位上升后,地震导致的边坡破坏最先发生在边坡外侧,由振动产生的水浪对边坡的冲刷、淘蚀作用非常强烈。     

基于可靠度的边坡稳定性影响因素

基于可靠度理论,用Janbu Simplified法、Ordinary法、Spencer法、Morgenstern-Price法和BishopSimplified法5种极限平衡方法对集安市某金矿矿区设计尾矿坝边坡可靠性做了分析,综合考虑影响计算边坡可靠性的各个因素,设计了蒙特卡洛法模拟次数分别为500、1 000、2 500、5 000、10 000和20 000等6种计算工况,岩土参数的概率分布函数为对数正态分布、正态分布、贝塔分布、三角形分布、均匀分布和指数分布6种情况,岩土参数的相关系数为-1.0～1.0按0.1等幅变化的21种情况,水平地震加速度为0～0.1 g按0.02 g等幅递增加载的5种情况,降雨量从10 mm/d到50 mm/d,5 mm/d等幅变化的9种情况。研究发现:参数服从不同概率分布函数下,在各个计算方法下得到的安全系数和破坏概率均具有显著的差异;岩土参数间的相关性对安全系数的影响较小,但对破坏概率的计算会产生较大的误差;地震加速度对计算结果的影响较大;随着降雨量的增大,安全系数曲线迅速降低,呈近线性递减,而破坏概率曲线先平缓后陡升,呈非线性关系。