危岩稳定可靠度计算方法研究

危岩稳定性分析是危岩灾害防治的科学依据。基于可靠性原理和危岩稳定性计算方法,分别建立了滑塌式危岩、倾倒式危岩和坠落式危岩的可靠指标和失稳概率计算方法。分析表明,危岩可靠指标随着危岩主控结构面贯通段长度和主控结构面倾角的增加而降低,当贯通段长度超过临界值后可靠指标急剧下降;而当主控结构面倾角大于85°时,可靠指标则趋于稳定。最后,以三峡库区万州太白岩南坡危岩为例,对该方法进行了验证,计算结果表明该方法与规范法和张倬元稳定性评价标准基本吻合。     

锚固危岩体主控结构面的裂纹扩展方式分析

危岩崩塌是常见的地质灾害之一，其实质是岩体主控结构面内裂纹扩展、贯通，最后发生断裂破坏。为研究锚杆加固危岩的加固机理，从危岩主控结构面内裂纹扩展的角度，分析了岩体加锚后内部裂纹的扩展方式。结果表明，加锚危岩体裂纹尖端应力强度因子较未加锚情形有所减小，裂纹停止扩展，从而定性、半定量地解释了锚杆加固危岩体的加固机理。此结论可作为现有危岩锚杆加固理论的一个补充。     

动力作用下危岩稳定性计算的断裂力学方法

为研究爆破对危岩体稳定性的动力作用,通过应力波衰减规律,得到爆破应力衰减至危岩体重心的动荷载表达式。考虑爆破荷载建立了3类危岩体主控结构面断裂因子计算方法,进而提出了危岩动稳定性时程分析方法。利用该方法对重庆市万州区太白岩5个危岩体动力稳定性进行了计算分析。分析表明,爆破动力作用下3类危岩体最小稳定性系数明显降低,某些危岩在爆破动力作用下由稳定状态变为非稳定状态,有崩塌趋势。上述危岩体动力稳定系数时程曲线表明,爆破动力过程中危岩稳定性系数随时间上下波动,随着爆破应力波的衰减,动稳定系数峰值总体呈现出递减趋势,总体趋向于天然工况下的断裂稳定系数;随时间推移,爆破动力作用周期变长,加剧了危岩体的危险性。      

用范数灰色理论分析三峡库区危岩稳定性

将范数灰色理论用于分析三峡库区危岩稳定性因素的敏感度，即引进灰关联系数列的2个范数近距和远距，对危岩稳定性影响因子敏感度进行量化分析，获取其影响因子关联度和权重系数，进而较直观地反映各影响因子对危岩稳定性的影响程度。对三峡库区三类典型危岩稳定性影响因素的敏感度进行范数灰关联度计算，结果显示，不同类型危岩稳定性因素敏感度存在差异，其中滑塌式危岩稳定性敏感度最大的影响因子为主控结构面和水压力，坠落式危岩稳定性最大的影响因子为主控结构面和重力，倾倒式危岩稳定性最大的影响因子为重力和主控结构面。范数关联度分析和权重系数排序为危岩治理和监测提供了重要依据。     

危岩体爆破参数敏感度分析及爆破振动安全判据

在爆破开挖施工过程中,产生的爆破地震波会对周边危岩体稳定产生不利影响。为分析爆破参数对倾倒式危岩体稳定性的影响,以白岩山隧道工程为例建立了工程地质模型并进行分析计算,提出了时程分析法的危岩体爆破振动安全判据及基于一维应力波理论的危岩体爆破振动判据的计算方法。分析结果表明：危岩体的动力稳定性安全系数受爆破最大单响药量和爆心距的影响,当危岩体尺寸超过了爆破地震波的波长时,则要考虑爆破振动频率衰减效应和相位差;经过对两种判据方法分析比较,建议白岩山隧道危岩区最大允许振速按照［V］=0.57 cm/s进行控制。研究成果对类似工程优化爆破和危岩区防震减灾具有重要参考价值。     

危岩主控结构面抗剪强度参数取值研究

危岩体后缘主控结构面的抗剪强度参数ｃ、φ 值是对危岩体进行稳定性分析的关键。主控结构 面的强度参数受多种因素的综合影响，所以探索一种快捷有效的抗剪强度参数计算方法是一种必然，也 长期激励着广大岩土及地质工作者。通过对工程实践中常用的两种强度参数计算方式规范法和贯通率 法对比分析，基于贯通率法试验结果和贯通率法计算公式建立起修正公式，修正公式采用分段函数形 式，其可靠性在工程实践中得到证实。     

贵州岩溶区反倾边坡危岩体稳定性分析——以六盘水某一中学危岩为例

危岩是贵州主要的地质灾害之一,为促进贵州岩溶区危岩体的防治工作,以六盘水市某一中学教学楼后侧的危岩体为例,在危岩体所处的工程地质概况、危岩体边坡基本特征、危岩的主控因素3方面的基础上分析出危岩的变形破坏模式。然后通过赤平投影定性分析和极限平衡法定量计算危岩的稳定性,并用二维有限元分析方法对其进行了验证。结果表明,该危岩天然状况下处于基本稳定状态,暴雨状况下处于欠稳定状态。     

水电工程危岩体数据采集与稳定性分析

水电工程危岩体往往分布于高山峡谷之中,治理方案对地质勘察提出了更高的要求,通过三维激光扫描及数码摄影技术可以获取高陡危岩体的主要边界条件,以查明危岩体的结构面组成、连通情况、规模、主要影响因素等,进而进行危岩体分区及定性评价。根据岩石单轴抗压强度、结构面特征、地面坡度、结构面不利组合、地下水特征、植被覆盖情况等影响因子进行综合评分,进行半定量评价。最后,根据危岩体的破坏模式选取相应的稳定性计算模型进行分析计算,提出定量评价结论,为同类危岩体的勘察及稳定性分析提供一定的参考依据。     

基于谱表示法和时间衰变模型的岩体稳定性评价

为了从时间尺度和空间变异性上研究石质文物危岩体的结构稳定性,建立了岩体强度参数的空间分布和时间退化模型。选取麦积山石窟13号窟危岩体为研究对象,利用强度折减法对石窟岩体稳定性进行模拟计算。模拟结果表明:(1)麦积山13号窟现状条件下最大位移为1.8 mm,中部位移方向略微倾向石窟外侧,石窟顶部呈现局部塑性变形,但整体稳定性较好,模拟结果与现状调查较为一致。(2)加入时间衰变模型后发现,13号窟现状条件下顶部位移为1.2 mm;预测50 a后洞窟最大位移位于洞顶,为1.3 mm; 100 a后洞窟最大位移从洞顶转移至坡脚,为16.7 mm。(3)强度折减分析表明,100 a后模型产生大面积塑性区域贯通现象,洞顶发生拉张破坏,洞底剪切破坏。时空变异模型有效提高了传统静力学计算精度,通过时间退化模型真实地再现了石窟危岩体的动态破坏过程,在精确评价危岩体长期稳定性方面具有广泛应用价值,可为危岩治理提供参考。     

龙门黄河大桥左岸危岩体发育特征及其危险性预测

龙门黄河大桥位于晋陕两省交界处的黄河上，左岸桥台上方峭壁发育的大量危岩体对龙门黄河大桥的建设及正常运营构成极大威胁，开展危岩体稳定性评价和危险性预测具有重要的现实意义。基于地面调查和无人机摄影测量获取了危岩体控制性结构面信息、三维形态与几何尺寸，对其发育特征和潜在失稳模式进行分析。通过三维离散元法构建典型危岩体及地表三维数值模型，分析危岩体三维运移路径、冲击能量等，并提出了相应的防治措施。结果表明，危岩体可划分为上、中、下3个危岩带，岩性、地形、结构面是控制危岩体稳定的关键因素；潜在失稳模式可划分为倾倒式、坠落式、滑移式，危岩体失稳后对左岸桥台的冲击能量均超过10⁴ kJ,建议采用主动加固为主、被动防护为辅的综合防治措施。     

基于强度折减法的花石崖危岩体稳定因素数值分析

危岩体一般处于非稳定或极限平衡状态,影响危岩体稳定的因素很多,而地质勘探往往难以给出危岩体的准确参数。以金沙江花石崖危岩体为例,主要考虑了危岩体裂缝位置和深度、裂缝中水压力大小、危岩体强度参数以及危岩体下部软弱岩层参数等因素。使用FLAC~(3D)软件基于强度折减法计算分析各因素变化对危岩体安全系数的影响。对比计算分析结果表明,裂隙水压力和危岩体下部软弱岩层参数对危岩体稳定影响较大,在危岩体治理中应加固下部软弱岩层以及封闭上部裂缝,防止雨水汇集。     

二滩水电站进厂交通洞围岩结构体稳定分析方法探讨

二滩水电站交通洞为永久交通要道,洞室围岩为硬质裂隙岩体,结构面的不利组合是导致围岩失稳的重要原因之一。利用赤平极射投影和实体比例投影法进行围岩结构体的稳定分析是行之有效的方法,配合简便计算更能给人有一种量的概念。文中对传统的分析方法和程序的完善作了探讨。     

块体理论在某水电站边坡稳定性评价中的应用

大渡河某水电站泄水建筑物进水口边坡岩体破碎,不连续面发育,存在较多断层和节理,确定其边坡是否有可动块体并判断其稳定性具有重要工程实际意义。通过对工程区岩体的地质勘察资料的详细研究,运用块体理论赤平解析法搜索关键块,明确该水电站进水口边坡的不稳定块体的几何特征与稳定性,从目前研究结果看:边坡总体稳定性较好,支护方案合理。     

考虑地下水作用的Goodman-Bray方法改进及应用

反倾岩质边坡的稳定性分析方法一般为Goodman-Bray法,但其没有考虑地下水。对Goodman-Bray法进行改进,推导出了考虑地下水作用的反倾岩质边坡稳定性计算方法,并用MATLAB编写了计算程序。最后以重庆巫溪县中梁水库硝洞槽-郑家大沟反倾岩质边坡为例,采用Sarma法和传递系数法(TCM)对改进的Goodman-Bray法(简称WGB法)进行验证。结果表明:反倾岩质边坡往往受自身岩体结构的控制,条块划分结合结构面产状的Sarma法和WGB法比铅直方向条分的TCM法更符合实际情况,但Sarma法忽视了对条块底面连通性的考虑,使计算结果偏低。综合比较3种计算方法,WGB法更加适用于考虑地下水作用的库岸反倾岩质边坡稳定性分析。     

基于开挖卸荷劣化的边坡岩体质量评价体系研究

采用3类常规评价体系对卸荷岩体质量进行分析评价,并求解原态和卸荷态岩体力学参数,分析常规评价体系在评价卸荷岩体质量中存在的不足。有针对性地提出了适用于卸荷岩体的质量评价体系USMR法。该法不仅考虑了岩块条件、结构面条件和间距、地下水等RMR法包含的岩体基本性质,还考虑了坡面倾角与结构面倾角、坡面倾向与结构面倾向的关系,另外对开挖方法、卸荷损伤、边坡形态等使岩体质量劣化的因子进行了分析评价。基于USMR法所得的cm值小于常规方法,符合实际情况。所得结论对高边坡开挖工程中岩体稳定分析有一定指导意义。      

楞古水电站厂址区岩体松动类型研究

楞古水电站前期勘查发现自然边坡存在岩体大范围松动现象,主要表现为岩体结构面普遍张开、碎裂化程度高、围岩应力低、自稳性差。针对这一特殊的岩体结构,对岩体的松动类型和变形破坏特征进行了研究。通过对边坡岩体进行详细的地质编录和物理勘探试验,重点对节理裂隙的空间发育规律、碎裂结构岩体的空间分布及边坡已有变形破坏模式等方面进行了详细研究,同时结合声波测速、电磁勘探等试验成果,划分了岩体松动类型,归纳了每一种主控因素下的岩体变形破坏特征及破裂松动的演化过程。结果表明:岩体松动类型可划分为卸荷控制型、断层控制型、倾倒控制型以及节理裂隙控制型等4种类型,岩体的松动受浅表生改造和构造活动影响较大,节理化结构加剧了破裂过程。研究成果丰富了已有分类体系,对评价边坡稳定性以及控制地下工程围岩稳定和保障施工安全具有重要指导意义。     

顺层岩质边坡稳定分析中的水力作用研究

地下水作用导致岩质边坡稳定性降低的过程是复杂的。将边坡地下水分为出流处被堵塞和顺利出流两种情况,并针对传统岩层结构面静水压力分布假设的不足,提出了新的静水压力分布假设。基于水压分布假设,得到了岩质边坡静水压力与结构面的长度、岩层倾角及后缘张裂隙充水深度有关。以顺层岩质边坡为例进行分析计算,表明边坡地下水出流处被堵塞情况对边坡稳定最不利,施工中应当加强截排水工作;新假定计算结果与实际情况较吻合,比传统静水压力分布假设更为合理,稳定性计算结果更为保守;动水压力对边坡稳定性的降低作用可忽略不计;边坡后缘张裂隙的充水深度与边坡结构面上的静水压力大小呈正相关,充水深度越大,地下水对边坡的稳定性影响就越突出。     

硬质岩边坡“坠覆”变形机理探讨

介绍发现于三叠系中统巴东组(T2b)软弱碎屑岩地层之中、人们在三峡库区库岸稳定研究过程中所提出的斜坡变形破坏形式——"坠覆体"——的概念。通过对浙江省中部某近坝库岸的大范围堆积体进行初步研究,结果表明,裂隙发育的硬质岩高陡边坡,由于受卸荷松动和风化作用的综合影响,也会产生"坠覆体"堆积。探讨该"坠覆体"堆积的形成机理。对软、硬岩层的坠溃变形情况进行了对比和分析。