高速公路挖方边坡防护形式的优化组合

高速公路建设与自然环境密切相关.高速公路建设项目规模大、涉及面广,在其建设施工过程中,边坡的开挖必然会破坏原有的植被覆盖层,导致出现大量的次生裸地以及严重的水土流失现象,破坏了生态环境,恶化了动、植物的栖息生存条件,加剧了生态系统的退化.因此,笔者认为研究高速公路挖方边坡保护形式的优化组合已经刻不容缓.     

顺层岩质路堑边坡破坏模式及设计对策

 在对大量顺层边坡进行详细调查研究基础上,总结提出顺层岩质路堑边坡的分类及8种顺层边坡破坏模式,并对较为常见的滑移–拉裂和滑移–弯曲破坏模式的稳定性分析方法进行讨论。指出在实际工程中,对于滑移–拉裂型顺层边坡,其稳定性分析可通过计算失稳岩层临界长度进行,为避免开挖过程中边坡出现顺层滑动,宜先加固后开挖或边开挖边加固;对顺层清方边坡,可能出现滑移–弯曲破坏,宜采用弹性受压板稳定理论进行边坡稳定性分析后,确定分级高度和加固措施。水是诱发顺层边坡失稳的主导因素,设计中应加强防排水措施。     

基于微震监测的顺层岩质边坡开挖稳定性分析

 为评估白鹤滩水电站左岸顺层边坡开挖过程中的稳定性,构建高精度微震监测系统,通过实时监测和分析微震活动特征,圈定左岸边坡主要的损伤区域;借助RFPA有限元数值模拟方法,揭示左岸边坡岩石微破裂萌生、聚集、扩展直至贯通的演化机制,再现典型剖面边坡破坏全过程。研究结果表明：微震活动与开挖扰动密切相关,边坡开挖诱发的微震事件主要分布在大坝拱肩槽附近,沿层内错动带LS331,LS337及断层F17上盘(610～700 m高程)条带状聚集,形成边坡主要的损伤区;边坡开挖卸荷作用下,LS331,LS337及F17等软弱结构面剪应力集中突显,大量破裂单元也沿LS331,LS337及F17持续聚集,导致边坡沿软弱结构面的失稳破坏,计算结果与微震活动空间宏观演化趋势基本一致。研究结果可为边坡后期开挖和支护提供参考,也可供同类顺层岩质边坡稳定研究借鉴。     

边坡安全分析及监测技术在锦屏一级水电站工程中的应用

针对锦屏一级水电站右岸开挖高度达125 m的高线混凝土系统开挖边坡的大量监测资料,结合工程地质、开挖和加固处理影响因素,分析了边坡的稳定性;对开挖边坡的滑块破坏模式及加固效果进行了全面分析,并应用图形用户界面技术对边坡表面变形特征进行了分析。研究方法对正确分析边坡加固工程和边坡变形监测具有较好的参考价值。     

开挖边坡变形破坏过程与稳定性分析

随边坡工程大型机械开挖以来,边坡开挖施工过程中常常出现一坡到底的开挖现场,同时开挖边坡一般都要放置一定的时间才能进行防护,有时受某种因素影响,开挖边坡可能放置相当长一段时间才能进行防护,结果造成工程中大量临时边坡失稳。应用数值计算分析了开挖边坡变形破坏过程及对稳定性的影响,同对超高边坡支护提出了建议,研究结果对工程实践有一定的参考作用。     

雅砻江官地水电站料场边坡开挖扰动及其影响因素

 对雅砻江官地水电站竹子坝料场开挖高边坡稳定性及其影响因素进行深入研究;在对边坡失稳破坏模式及岩体力学参数进行分析的基础上,对典型代表性的坡段开挖过程进行非线性有限元模拟,得到边坡应力、位移及其塑性应变等开挖扰动特征及其断层、结构面参数、锚固措施等的影响效应,并对边坡施工过程中及长期稳定性的加固方案提出建议。研究结果表明,采用分步开挖、逐级加固的施工方案对确保边坡的稳定性是有效的,锚固支护不仅可以有效地约束变形,而且还能控制一定方向上的开挖卸荷强度,从而有效降低边坡岩体因开挖卸荷引起的强度损伤或破裂失稳。根据上述研究成果,提出在实际工程应用中进行开挖施工与加固优化的建议;作为重大水电工程的案例研究,所得结论也可对铁路、公路建设中的开挖边坡和矿山的露天矿边坡的治理工程提供一定的参考。     

开挖和堆载作用下黄土边坡变形特征离心试验研究

为了研究开挖和堆载对黄土边坡变形破坏特征的影响,采用原状黄土在离心机上模拟黄土边坡在开挖和堆载作用下的变形过程,得到了两种工况下黄土边坡的位移变化规律和破坏特征。位移矢量图表明:开挖和堆载前,坡体变形以自重应力作用下的竖向变形为主;开挖和堆载后,坡体中后部土体以垂直向下变形为主,前部土体变形以水平变形为主;对模型边坡控制点位移特征分析,发现开挖对前部土体变形影响较大,堆载对后部土体变形影响较大,但开挖是影响边坡变形的最主要因素;开挖和堆载作用下黄土边坡的变形过程完全不同。     

湿陷性黄土边坡失稳及防治措施研究

兰州位于黄土高原的黄河河谷,随着城市的发展,建设用地非常紧张,各类建设向南北两山山坡、台塬等地质环境脆弱地带扩展,产生大量的开挖边坡和回填边坡。本文通过工程实例分析了湿陷性黄土边坡破坏的原因,提出湿陷性黄土边坡治理必须做好边坡排水设计和施工,将工程治理与工程治水相结合,加强后期管理对防止边坡失稳具有重要意义。     

雨水入渗与膨胀性土边坡稳定性试验研究

采用离心模型试验方法,完成了2组不同坡度的膨胀性土开挖边坡土工离心模型试验,比较了边坡坡度大小对其稳定性的影响,并尝试通过控制注水浸泡时间来模拟短期和长期的雨水入渗,从而再现了降雨条件下膨胀性土开挖边坡的破坏特征和破坏机制。结果分析表明膨胀性开挖边坡表层土体因雨水入渗膨胀软化,强度降低,严重削弱了边坡稳定性;鉴于膨胀性土路堑在雨水入渗后发生浅层滑动破坏,因此,单纯放缓边坡坡度并不是防治这种破坏的最有效措施,重要的是做好隔水防水等处治工作。     

基于三维数值模拟的含软弱夹层顺层岩质边坡开挖稳定性研究

在地形、岩体组构、风化及开挖卸荷等作用下,某含软弱夹层顺层岩质建筑边坡已明显变形,继续开挖后可能出现大变形问题。通过开挖过程中边坡变形破坏特征及岩土体物理力学参数统计分析,基于FLAC3D软件,建立了边坡三维计算模型;计算分析了边坡开挖后的位移变形特征,评价了开挖后边坡的稳定性。结果表明,边坡开挖后软弱夹层上部岩土体变形较大,可能产生沿该软弱夹层的剪切滑移破坏,与现场监测数据基本吻合,可为顺层岩质边坡稳定性计算评价及优化同类型边坡开挖支护设计提供理论依据。     

抗滑桩和挡土墙联合支护下公路边坡变形破坏机理分析

以洛阳至卢氏高速公路某收费站公路边坡为例,研究了抗滑桩和挡土墙联合支护下多级开挖边坡的变形破坏特征及破坏机理。通过对该失稳边坡进行现场调查,并结合钻探资料以及大量的室内试验结果,对滑坡的形成条件和滑体特征进行了分析,揭示了该滑坡的变形过程和形成机理,希望能为日后类似工程提供借鉴。     

预置锚杆治理倾倒破坏边坡

天生桥二级水电站厂房南边坡在开挖过程中发生了三次倾倒破坏,经治理,清除倾倒岩体形成新边坡的开挖和下方基坑边坡开挖时,不仅未再出现倾倒破坏,且有效地将边坡倾倒变形限制在较小的范围内。本文从倾倒边坡受力分析入手,结合天生桥二级厂房南边坡工程实例,探讨了边坡倾倒破坏计算方法,并介绍了首次成功应用的预置锚杆设置原理及在边坡治理中的效果。     

边坡开挖的有限元模拟和稳定性评价*

 对大甘坪粘土进行卸荷路径下的三轴试验,确定用于边坡开挖稳定分析的计算参数。对边坡开挖作非线性有限元分析,探讨边坡变形的大小和分布、塑性区的扩展形态、滑移面的形成、发展直至整体破坏的演变过程,以确定合理的滑移面位置。采用Janbu的普遍条分法计算边坡的安全系数,对边坡开挖的稳定性进行评价。     

散体结构岩质高边坡的开挖参数研究

目前,岩石边坡开挖参数选择多采用工程地质比拟法。使用现行的工程地质比拟法确定边坡开挖的参数,很大程度上取决于使用者的工作经验和新设计边坡与参考表所列边坡的可比性,缺乏理论依据,所设计出的开挖边坡不是过分偏于安全,就是边坡产生局部和整体失稳,发生破坏。为此,针对散体结构岩质边坡,从理论分析的角度出发,通过对几种常用参数的边坡开挖进行数值模拟,比较各种台阶坡比、台阶平台宽度、台阶高度下的边坡开挖的位移应力变化,充分考虑了边坡经开挖后的稳定性和经济性,提出了针对散体结构岩质高边坡的优化开挖参数,为边坡开挖提供理论依据,对工程实践起着重要的指导作用。     

一岩质建筑边坡的稳定性分析

针对一工程开挖形成的岩质建筑边坡，本文从区域稳定性、边坡构造特征、边坡岩体类型等方面进行了系统分析，找出了边坡破坏的主要形式，并结合工程经验类比法和定量分析法对建筑边坡进行了稳定性评价，最后给出了相应的治理措施。     

顺层岩质边坡开挖稳定性研究

用地质力学模型试验方法,在实验室对顺层岩质边坡进行分期开挖破坏试验;同时,利用三维快速拉格朗日差分分析(FLAC3D)程序模拟开挖破坏过程。2 种方法所得结果具有较好的可比性,揭示了顺层岩质边坡在开挖状态下岩体变形破坏的一些规律。提出在实际工程中,为避免开挖过程中边坡出现顺层滑动,宜边开挖边支护,且首先在坡脚处设置锚杆。     

靠近用地红线的岩质顺层边坡支护研究

介绍了靠近用地红线的岩质顺层边坡的特点,探讨了其破坏模式及稳定性评价方法,以恩施州连珠畔岛F1G1段边坡为例,阐述了边坡计算及支护设计方法,为基坑边线紧靠用地红线以及基坑开挖后存在大量岩质顺层边坡的支护设计提供了思路。     

强度折减有限元法研究开挖边坡的稳定性

用强度折减有限元方法对开挖边坡的稳定性进行了较为全面的研究。分析结果表明 :当折减系数达到某一数值时 ,边坡内一定幅值的广义剪应变自坡底向坡顶贯通 ,认为边坡破坏 ,定义此前的折减系数为安全系数 ;和强度指标相比 ,弹性模量、泊松比、剪胀角和侧压力系数对边坡的安全系数影响不大 ;开挖边坡和天然边坡具有相似的破坏形式 ,表明强度折减有限元方法适用于开挖边坡的稳定性分析。最后指出 ,强度折减有限元法具有广泛的适用性和良好的应用前景     

岩质边坡开挖支护过程及其稳定性分析

随着经济建设的发展,面临着越来越多的岩质边坡开挖支护问题,边坡开挖过程稳定性的研究就愈发重要。对某山区地铁车站工程岩质边坡建立Midas-GTS-NX三维数值分析模型,分析了在岩质边坡开挖的不同阶段,边坡的应力分布规律、边坡边缘路面的沉降规律、挡土结构的位移变化规律,研究结果表明：边坡初始状态下边坡的稳定系数为1.10,处于稳定状态,边坡开挖引起基坑底部出现较大的应力集中现象,但剪应力值小于砂岩岩石结构的抗剪强度值,该工程不会出现剪切破坏;由于对边坡顶部的土体进行了加固,边坡顶部在开挖过程中的位移变形值较小,对路面结构不会产生破坏;对于边坡上部挡土墙在不同边坡开挖阶段的水平位移值、切向位移值和沉降值,模拟结果均小于现场监测值,但模拟结果变化趋势与现场监测值相同,且挡土墙在边坡开挖过程中的位移值均处于稳定范围内。研究成果可以为相同类型的工程提供参考。     

开挖对边坡变形影响的离心模型试验研究

边坡开挖是工程中经常遇到的问题。采用清华大学土工离心机以及新开发的开挖模拟设备进行了土坡开挖的离心模型试验,测量了开挖过程中边坡位移场的变化。基于位移测量结果提出了一种确定开挖影响范围的方法,分析了开挖后边坡的变形响应。结果表明：开挖后坡体内部根据竖向应变性质的不同可分为开挖松动区、开挖压缩区和无影响区3个区域,不同区域土体的变形特性有所差别。开挖后边坡内部的潜在滑裂面在变形破坏过程中是变化的,从坡体内部向坡面方向移动。开挖条件下边坡表现出明显的渐进破坏过程。