汶川地震后公路边坡崩塌灾害发育规律

震后崩塌是强烈地震造成的震裂山体在后期余震、降雨及重力作用下变形不断发展并再次发生的崩塌。基于对四川省省道S303线映秀-卧龙段震后公路边坡崩塌灾害的调查,通过空间分布、崩塌与物质组成、岩性、失稳斜坡坡度、坡高、坡形、坡向和崩塌形成机理的关系等方面的分析,得到了震后崩塌灾害的发育规律:1.震后崩塌分布规律与地震时引发的崩塌的规律一致,即地震时易发生崩塌的地段地震后仍然易发生崩塌。2.按照边坡物质组成,以岩质边坡崩塌占绝大多数,岩土组合体边坡次之;较坚硬岩石中发生的崩塌多而较弱岩石中发生崩塌少,沿线发生崩塌最多的是岩性为闪长岩、辉长岩和变质砂岩等坚硬岩石组成的斜坡。3.失稳斜坡坡度在36°～85°之间,主要分布在41°～60°之间,即震后崩塌灾害主要发生在40°以上的斜坡。映秀-耿达段和耿达-卧龙段发生崩塌的边坡坡度有明显的差别,映秀-耿达段集中在坡度为46°～60°的斜坡,而耿达-卧龙段集中在在坡度为41°～55°的斜坡。4.绝大多数崩塌发生在坡高150 m以内的斜坡上,映秀-耿达段和耿达-卧龙段发生崩塌的边坡高度有明显的差别,映秀-耿达段集中在高度为51～350 m的斜坡,而耿达-卧龙段集中在在高度<200 m的斜坡,尤以高度<100 m的最多。5.阳坡和阴坡的崩塌数量有明显的差异,阳坡发生崩塌的数量远远大于阴坡崩塌发生的数量。6.震后边坡崩塌的形成机理以滑移式崩塌和倾倒式为主。映秀-耿达段和耿达-卧龙段地处不同地质构造单元,由于岩性的差异,发生崩塌的斜坡的坡度、高度和主要形成机理具有差异性。     

拉力分散型锚索在边坡二次加固中的应用

一些边坡治理后由于工程加载、雨水入渗以及地震等影响,局部会出现新的变形破坏,需要根据边坡和治理工程结构的变形情况进行二次加固(补强加固).以拉力分散型锚索为例,首先分析其结构特征及优越性.考虑松散地层的软化特性,借助剪滞理论分析模型给出拉力分散型锚索锚固段上灌浆体与锚固岩层界面剪应力的计算公式,在此基础上,对一公路边坡二次加固中采用的拉力分散锚索锚固段荷载分布进行了分析和讨论.实例分析和监测结果表明,拉力分散型锚索锚固段荷载分布更为合理,有助于维护锚固体系的预应力水平.拉力分散型锚索用于边坡二次加固具有广泛的应用前景.     

西北某坝肩变形体成因机制的离散元数值模拟

通过对西北某坝肩边坡勘探平硐的现场调查,综合分析边坡的基本特征、岩体结构特征、坡体结构特征、变形破坏特征,认为坡体为形成年代比较久远的变形体,在自重的作用下坡体发生缓慢的变形,地震的作用加速了坡体的变形,从而形成了现今的变形体,但坡体未发生整体的失稳。由于坡体变形年代比较久远,故采用离散元数值模拟对其成因机制进行研究。研究结果表明:自重作用下坡体有沿缓倾坡外层面缓慢滑移变形的趋势,在地震荷载的作用下最终诱发边坡发生比较大的变形。坡体在变形过程中经历了启动、高速变形和自稳3个阶段,在启动阶段坡肩位置首先出现拉张裂缝,然后坡体中部出现变形,最后坡脚位置剪出。通过坡体中监测点加速度、速度的研究发现随着高程的增加坡体的加速度、速度放大系数明显增加。     

高地震烈度区堆积体边坡动力响应时程特征分析

考虑到在地震过程中,工程边坡的动安全系数最小值出现在某一瞬间,而用这个值评价边坡在地震荷载作用下的抗滑稳定性不合适宜。在简单分析地震荷载作用下边坡稳定性评价的主要方法及差异基础上,介绍了地震动力响应时程分析法的基本原理和计算过程,明确指出了边坡动力稳定分析时应注意的边界条件、材料参数等问题,建立了评价动力稳定性的有限元应力法表达式。基于地震动力时程反应,结合金安桥水电站库岸堆积体边坡工程,用动力有限元计算获得了边坡的动力响应在空间的变化规律(包括动应力和加速度等)和整体稳定性,计算成果合理地评价了其稳定性。     

河北省滦平县第一中学新校区南侧山体滑坡的治理方案研究

针对滦平县第一中学新校区建设工程南侧的滑坡灾害对学校产生的安全威胁,本文对滑坡灾害特征和诱发因素进行了研究,进而提出了治理措施.结果表明:滑坡变形特征较为明显,前部滑坡区的崩滑、张拉裂缝发育,后部变形区的张拉裂缝发育处于基本稳定状态;根据滑坡的危害对象,对滑坡的治理采用"预应力锚索抗滑桩+格构梁坡脚支挡、锚杆加固岩层坡...     

对边坡支护中设计施工问题探讨

随着山体的大量开挖,形成高陡的边坡体,裸露的山体极易诱发地质灾害,对坡脚建(构)筑物及生产活动构成潜在威胁,造成财产损失。因此,在对边坡支护设计与施工时,必须要考虑到许多可能影响施工的因素,在边坡安全的前提下,经济合理,并满足国家建设工程的有关法规和规范。文章以实际工程为例,对主要施工工艺与技术要求进行了分析,对边坡支护施工过程中遇到的问题进行了探讨,并提出了有效的解决措施,最后对边坡监测与信息化施工进行了讨论,保证了山体边坡的稳定与安全。     

地震作用下边坡稳定性分析的坐标转换法

在地震作用下边坡稳定性分析中,拟静力法是将地震作用简化为水平方向或垂直方向的不变加速度作用.此加速度产生作用于不稳定体质心的地震力,根据极限平衡理论,将所有作用于潜在滑动体上的力沿滑动面进行分解,得出沿滑动面的安全系数.在拟静力法的基础上,提出一种坐标转换法,通过坐标旋转,将地震力与重力的合力转变为垂直向下的力,从而使边坡地震稳定性问题等效为经过边坡几何形态和土体容重修正后的一般静力稳定性问题,再利用比较成熟、简便的静力分析方法进行边坡稳定性分析.利用此方法可以克服传统拟静力分析的不足,并且用于水下边坡分析,将滨水边坡的拟静力分析模型转换为相应的静力分析模型,考虑地下水的流动来模拟水对边坡的动力作用.此方法对于分析水库边坡体和堰塞湖坝体的抗震稳定性问题具有一定的应用价值.     

大变形有限元法分析边坡稳定性

边坡稳定性分析的重要任务是确定边坡潜在滑面的位置及相应的安全系数,鉴于坡体位移可在现场监测中直接得到,提出边坡潜在滑面确定的位移判据,采用大变形有限元首先计算出边坡的位移场,然后在开挖面的不同高度作塑性区内的水平位移参考线,依次连接参考线上的位移突变点即得到边坡失稳的潜在滑面位置,分析滑面上的应力以及岩体抗剪强度即得到边坡的整体安全系数。     

地震作用下边坡及不利地质体的动力特征

深切谷坡浅表部卸荷裂隙发育,风化强烈,致使浅表层介质性质出现差异,成为非连续介质,地震动力响应由此变得复杂。根据青川地震监测数据分析线型坡及山坳处的地震动力响应特征,并结合适用于分析岩质边坡运动过程的不连续变形分析方法(DDA),对不同岩质边坡及岩体中出现节理和软弱夹层等不利地质体时的动力特征进行分析,揭示在一定高程下线型坡上地震波加速度随高程增加而增大,且垂直山脊方向的地震波峰值加速度放大系数大于沿山脊方向,最大可达3.12倍;山坳处的地震波加速度较谷底会出现一定程度的衰减。同一规模边坡,岩质越硬加速度放大系数越大;当边坡中存在节理及软弱夹层时,地震波传播会受到反射和透射的影响,从而影响边坡的动力响应特征。分析表明,岩体弹模较大时,节理对地震波传播的透射作用较强,且节理间距与输入波长的比值小于临界值时,其比值越大,节理对地震波的透射作用越强;岩体分界面下部岩性较上部岩性硬时,随着两种岩性弹模差别增大,透射波峰值加速度降低越明显,而反之分界面以下岩性较上部软时,随着两种岩性弹模差值越大,透射波加速度放大越显著;软弱夹层厚度以及其与周围岩体波阻抗比较大时,地震波经过软弱夹层时的透射系数较小。     

厚层堆积层震裂斜坡变形特征及破坏机制——以小金县某震裂不稳定斜坡为例

“5.12”汶川特大地震形成了震区大量的震裂不稳定斜坡,其中绝大部分发生在厚层堆积层斜坡中,这类次生地质灾害有着特殊的力学破坏机制.以小金县某不稳定斜坡为例,研究了高程、地形坡度、岩土体结构条件等对斜坡动力响应的影响,初步分析了厚层堆积层震裂斜坡的变形特征及破坏机制.认为,在地震动力作用下厚层堆积物斜坡往往出现潜在多级滑动面的现象,且破裂面多沿着堆积层中某些曲面发生滑动破坏,这与地震瞬间拉张破坏在斜坡体中产生的震裂缝深度和延伸有关.总的来说,震裂不稳定斜坡的失稳可以认为是地震使边坡岩土体力学参数降低、震后地下水的软化共同作用下累计破坏的结果.     

高切坡超前支护桩与坡体共同作用分析

针对高切坡施工常常导致边坡失稳破坏,诱发滑坡发生的现象,提出采用超前支护桩整治不稳定高切坡的设计理论。采用解藕方法研究了超前支护桩与开挖坡体之间的相互作用机制,其中高切坡开挖面采用弹性理论分析；超前支护桩采用可以考虑桩侧向土体屈服的弹塑性理论进行桩的内力理论解,根据两者之间荷载变形关系建立联系求解,为高切坡超前支护桩的设计提供依据。结果表明：桩土相互作用力大于常规主动土压力,与边坡开挖量、开挖高度、支护桩的刚度以及土体性质等因素密切相关。     

Deformation and failure modes of composite foundation with sub-embankment plain concrete piles

With the development of high-speed railway in China, composite foundation with rigid piles has become a standard solution of meeting the high requirements of stability and post-construction settlement ...     

无限长土坡滑移变形模拟

从建立土体应力平衡微分方程入手,在平面应变的假定下求解均质无限长土坡的应力平衡方程。通过拟定坡土的滑移速度和粘塑性应变率的关系式,以剑桥模型为依托,得出滑移变形速率的显式表达式,由此推出土坡滑动位移的计算式。因为模型计算值与实测值无论变形趋势还是大小都有不少误差,所以经修正粘滞性参数来改进模型的模拟精度。最后通过一个算例,将现场实测滑移数据和模型计算值进行比较,分析表明二者较为一致。     

金龙山斜坡中多变形带的稳定性模糊综合评判

斜坡中发育的多种裂面在滑坡形成过程中将组合成多条变形带，随着变形的发展，变形逐渐向最大剪应力处集中，最终形成滑面。斜坡中多变形带稳定性模糊综合评判是采用数理统计的方法，将滑坡发育过程中影响变形带的因素作为不同的评判因子，对其进行模糊综合评判分析，然后确定最不稳定的变形带。文中最后以金龙山滑坡变形带的稳定性分析为例，证明该方法的正确性。     

坡向和微地形对大型土壤动物空间分布格局的影响

尽管在景观和区域尺度上对土壤动物空间分布格局的研究已较多,但在小尺度上对局部微生境条件如何影响土壤动物多样性及其空间分布格局的研究还很少。以典型温带次生林为研究对象,采用样方法系统调查了林地阴坡和阳坡4个不同地形部位大型土壤动物群落的密度,并测定了不同地形部位的生境条件。采用三因子方差分析和对应分析等方法定量研究了坡向和地形部位对大型土壤动物群落密度的空间分布格局的影响。主要表现在：①在采集到的160个土壤样品中共检测到动物个体4 148个,分别隶属于26个不同的土壤动物类群;②坡向和地形部位对土壤动物的空间分布格局有显著的影响,但不同土壤动物类群对坡向和地形部位的响应模式存在一定的差异,这种差异的形成可能与不同土壤动物类群的生活习性和生物学特征密切相关。其结论是：在小尺度上,林地的坡向和微地形条件主要通过影响局部小生境的生物和非生物因子组合特征而对土壤动物的空间分布格局产生重要影响。     

结构面倾角对岩质边坡位移影响的分析

岩体结构面是影响岩质边坡位移及其稳定性的重要因素之一,但是由于数学和力学上的困难,岩体结构面对岩质边坡变形的影响通常难以用理论公式计算得出,目前只能采用数值分析手段。分别针对坚硬岩边坡和软岩边坡中存在软弱结构面的情况,用有限元差分程序FLAC和边坡稳定性系数公式,定量和定性地讨论了岩体结构面倾角对岩质边坡位移的影响。通过计算分析发现,(1)岩体中结构面的存在是影响岩石边坡位移及其稳定性的重要因素之一;(2)随着结构面倾角的增加,边坡的稳定性和边坡的位移可能增加,也可能减小,并不象我们想象的那样随着结构面倾角的增加而增加,必须用定性和定量方法针对具体问题进行具体分析。     

坡谱提取与应用的基本地域条件

阐述坡谱提取原理,借鉴地理空间数据不确定性处理中的"ε-带"模型概念,构建坡谱稳定的判定模型,最后以陕北黄土高原和秦岭山区的典型地貌类型区为实验区,以1:10000 DEM为信息源,分析研究不同地貌类型区坡谱的变异特征,揭示坡谱提取与应用的基本条件:地貌形态的相似性与渐变性、研究尺度的合理性以及地貌类型的完整性。该研究为坡谱的进一步深入研究与应用奠定良好的理论基础,也为地理学研究中如何确定基本地域单元等重要的理论问题提供了借鉴思路。     

坡顶条形荷载作用边坡潜在滑裂面与稳定性分析

边坡的潜在滑裂面可能不通过坡趾,而是在坡面上某点发生了局部剪切破坏。研究条形荷载作用下边坡的滑裂面位置及其稳定性判识方法,应用M-C线性破坏准则结合极限分析上限定理,建立稳定性系数与多变量的函数,将相关问题转化为含有多变量的数学优化问题并给出最优解。结果表明:边坡的潜在破裂面、稳定性与边坡几何形状、土体物理力学性质、荷载特性等因素有关。