节理裂隙发育岩溶地基数值模拟稳定性分析

岩溶一直是困扰工程建设的大问题,对工程地基稳定性有着重大影响。为了有效获取节理裂隙发育溶洞地基稳定性相关参数,本文以西南某机场节理裂隙发育溶洞地基为研究对象,结合现场勘查,定性分析岩溶影响因素及发育规律,通过ABAQUS非线性有限元数值模拟计算和定量分析,探讨外荷载下节理裂隙对岩溶地基的影响,评价岩溶地基稳定性状况。分析结果表明:溶洞塑性破坏主要发生在溶洞两侧和节理裂隙处拉应力较大的部位,溶洞顶板厚度大于5 m时是稳定的。数值模拟结论和定性分析结果具有很好的一致性,为后续溶洞地基处理设计提供有力数据支撑。      

石灰岩高速滚动摩擦特性

滑面的摩擦特性是高速岩质滑坡动力学研究的关键问题之一。以典型脆性灰岩为研究对象,借助滚动磨损试验设备,开展不同压力和转速条件下干燥和湿润灰岩的滚动摩擦试验,研究岩石动态摩擦特性（摩擦系数和磨损率）。试验结果表明,干燥和湿润岩石的滚动摩擦系数分别与摩擦速率呈负相关和正相关,与法向压力关系不明显。对于干燥灰岩,滚动试件（滑体）和静止试件（滑床）的磨损率与摩擦速率分别呈正相关和负相关。对于湿润灰岩,磨损率与摩擦速率呈正相关。基于Hertz弹性接触理论,推导出摩擦斑处的最大压应力和拉应力,进而提出相应条件下脆性灰岩的摩擦碎裂机制。结论可为灰岩高速滑坡防灾减灾提供设计参数。     

抗滑桩截面尺寸对土拱性状的影响

抗滑桩在高边坡的治理中应用广泛,土拱性状（包括土拱类型和土拱高度）对抗滑桩的设计有重要意义,而土拱性状会受抗滑桩截面尺寸的影响。本文首先采用数值模拟分析桩截面尺寸对土拱性状的影响;继而结合力学计算解释土拱类型及土拱高度变化的原因。结果表明,在桩间净距一定的情况下,随着桩截面尺寸的减小,土拱类型更易于从端承拱过渡到摩擦拱。对于端承拱,土拱高度主要受桩背宽度及桩背所受应力的影响,且随着桩背宽度的增大,土拱高度随之增大。对于摩擦拱,土拱高度主要受桩截面高度及桩截面高度所受应力的影响,且随着桩截面高度的增大,土拱高度也随之增大。     

板裂千枚岩微观结构与力学性质

为了研究板裂千枚岩的微观结构及力学性质,以汶川-马尔康高速公路沿线典型的板裂千枚岩为研究对象,进行了X衍射,薄片鉴定和单轴、三轴压缩试验。结果表明：1）板裂千枚岩微观结构和矿物成分比较复杂,具有明显的脆、塑性变形和裂隙,结构稳定性差;2）板裂千枚岩的各向异性明显,结构面夹角从0°到90°,板裂千枚岩的弹性模量、抗压强度、黏聚力和内摩擦角先减小后增大,呈V型分布规律;3）板裂千枚岩的破裂模式与结构面夹角和围压的大小密切相关,其破裂模式共有顺结构面的张拉劈裂破坏、顺结构面的剪切滑移破坏、Y型张拉-剪切复合破坏、顺结构面和贯穿结构面的复合张剪破坏、贯穿结构面的剪切破坏5种类型;4）随着围压的增大,不同结构面夹角试样的强度、变形参数和破裂模式的各向异性逐渐减弱;5）最大主应力与结构面的组合方式控制着岩石的破裂模式和力学性质,这是板裂板裂千枚岩显示各向异性的根本原因。     

高速岩质滑坡碰撞碎裂机理物理实验研究

大型高速岩质滑坡的碰撞碎裂解体对其运动特性有显著控制效应,进而影响堆积体的地质结构和稳定性。本文以唐家山高速滑坡为研究对象,基于地质分析原理,解译了滑体碰撞碎裂过程和特征。通过岩石坠落碰撞试验,量化了碎屑物粒径,岩块质量损失与碰撞速度的关系,得出碰撞速度增加会使碰撞块体质量损失增大,碎裂物粒径更小,从而降低滑体摩擦系数。开展碰撞前后岩块的岩石常规力学实验,发现碰撞后岩石的力学参数指标会降低。最后借助岩石滑槽碰撞模型试验,获取岩块撞击方式和撞击速度等对滑距和堆积形态的控制效应。研究可为高速岩石滑坡成灾范围的预测提供借鉴。     

顺层岩质边坡静力开挖物理模拟试验研究

利用大型室内模型试验,开展了含软弱夹层顺层岩质边坡的静力开挖试验,试验结果表明:随着开挖角度的增大,边坡完成开挖卸荷松弛的时间大幅缩短。开挖角度为47°时,边坡位移稳定时间为214.56 h;开挖角度为60°和72°时,边坡位移稳定时间缩减为107.28 h。随着开挖角度增大,坡面位移稳定值逐渐增大,且位移稳定值随着高程的增加而增大。通过布设于坡体内部的位移传感器可以获得边坡在开挖过程中坡内及坡面的位移场,分析不同高程水平参考线处坡体位移分布曲线,并结合位移限制值可以得到边坡开挖位移松弛区范围。通过试验研究发现,含软弱夹层顺层岩质边坡开挖松弛区范围随着开挖角度的增大不断向坡脚和坡顶延伸,开挖松弛区范围增大。     

基于EW-AHP和未确知测度理论的崩塌危险性评价

危险性评价和预测是崩塌灾害防治工作的重要内容。为了解决传统危险性评价中指标权重确定方法的不足以及影响因素的不确定性,本文以G4217线汶川-理县段公路沿线发育的崩塌为例,据其特有的地质环境条件,选取坡向、坡度等12项影响因子作为崩塌危险性评价指标,并建立了危险性分级标准。将熵权法（EW）和层次分析法（AHP）耦合在一起,确定了崩塌影响因子的权重,采用基于EW-AHP和未确知测度理论的综合评价模型,对研究区内20个崩塌进行危险性评价,并与现场调查结果和熵权法（EW）的评价结果进行对比分析。研究结果表明:该模型的评价结果更符合实际情况,评价方法合理有效,可为今后崩塌危险性预测提供新思路。     

塔子山危岩治理工程的数值模拟研究

本文以四川省南部县塔子山崩塌危岩体为例，在分析其变形破坏机制的基础上，提出3种治理方案，并通过数值模拟来确定最优化设计方案。     

神经网络在边坡稳定性分析中的应用

应用神经网络理论,提出了圆弧式破坏边坡的边坡安全系数估计的新方法,通过对搜集到的边坡稳定性实例进行了实习和预测,可以看出,神经网络方法有精度高,收敛速度快,容错能力高等特点。