赣南边坡变形破坏模式与防治对策

赣南地质环境复杂,沉积岩、岩浆岩与变质岩交叉并存;岩浆岩广泛分布,岩体破碎;褶皱、断裂构造发育;风化作用强烈,边坡稳定性差。研究这一地区的变形破坏模式,可以科学有效地对边坡进行防治。大量的野外调研显示,赣南边坡常见的类型主要有土质边坡、类土质边坡、岩质边坡和岩土二元结构边坡4类;赣南边坡常见的变形破坏模式主要有:沿原有结构面滑动、沿顶部拉裂-滑动、土体拉裂-崩塌、圆弧形滑动、坡面冲刷5类。沿原有结构面滑动破坏多见于岩质边坡、类土质边坡中;其余破坏模式多发生于土质边坡、类土质边坡、岩土二元结构边坡的土体部分。根据赣南边坡不同的变形破坏模式,分别提出了科学的防治对策;并针对赣南地区降雨量大、降雨持时长等特点,强调了在边坡的施工过程中应及时修建边坡排水系统,及时进行坡面防护。      

基于灰色关联分析法的边坡敏感性分析

综合考虑边坡坡高、角度、岩土体黏聚力、摩擦角和容重等因素对边坡稳定性的影响,通过有限单元应力法建立数值模
型,进行应力分析,最后计算得到边坡安全系数,这一方法将数值分析和极限平衡方法有机地融合在一起,达到优势互补的效果;
然后基于灰色关联分析法对有限单元应力法得到的数据建立数学模型,对各影响因素与安全系数进行关联分析,最后得到各影响
因素对边坡稳定性影响的敏感性。结果表明:影响边坡稳定性的因素敏感性依次为黏聚力、容重、摩擦角、边坡角度和坡高。利用
敏感性分析结果,可对边坡加固位置提出设计改进,将有限的加固措施加于敏感性较高的位置,能够更有效地提高边坡的稳定性。      

某高速公路滑坡的数值模拟及后缘坡体稳定性分析

通过对诸永高速公路台州段1#滑坡(K120 085～K120 169)工程地质特征的分析,指出沿线区存在很多因修建公路引发的工程滑坡问题,然后采用边坡稳定性FLAC/Slope分析软件,对滑坡滑动前、后工况下稳定性进行数值模拟,并对滑移后的后缘坡体稳定性进行了数值分析.剪应变率云图和稳定性分析结果表明,滑动后的后缘坡体仍处于不稳定状态,又形成了新的滑坡体.     

基于一阶线性应变软化理论的边坡稳定性研究

在持续降雨或开挖卸荷作用下, 土体的强度指标会发生劣化, 但现今采用的边坡稳定性计算大多直接将其视为一个常数。为接近真实的边坡失稳破坏模式, 基于瑞典条分法以及一阶线性应变软化机制, 提出了一种边坡渐进破坏分析新方法, 推导出应变软化型边坡极限平衡表达式, 并获得了各破坏进度下边坡的安全系数。通过对模拟算例进行分析, 证明了条分-软化法的可靠性, 且计算结果表明渐进破坏过程中安全系数不仅取决于边坡的破坏方式与强度参数, 还与岩土体的软化模量密切相关。同时, 通过与滑坡实际案例的对比验算, 证实其强度指标存在不同的衰减系数, 即黏聚力的衰减系数大于摩擦角。从理论到应用, 最终获得的条分-软化法, 不仅考虑了岩土体的强度劣化效应以及滑动面的渐进发展, 还能有效地服务于实际工程背景下边坡的稳定性分析, 可以为滑坡的预防与治理提供指导建议。      

高陡边坡稳定性的概率分析

将概率方法应用于某高陡岩质路堑边坡的稳定性分析。通过适当降低岩土体的力学参数来间接考虑岩体节理裂隙的影响,并对加固后的边坡进行了同样的计算,认为加固后边坡处于稳定状态,与实际情况吻合。     

用有限元强度折减法评价节理岩质边坡稳定性

以某边坡为例,论述了在ABAQUS软件中实现节理岩质边坡稳定性评价的建模过程。采用具有一定厚度的、低强度实体单元模拟节理组,按连续介质处理,节理组与岩块之间创建相互接触作用,通过不断折减结构面强度参数,以模拟达到失稳状态。通过分析坡顶典型质点场变量与X方向的位移关系,以数值计算不收敛作为边坡失稳评价标准的稳定性安全系数为1.41,以坡顶质点出现明显位移作为失稳标准的稳定性安全系数为1.32,两种判断标准均表明边坡目前处于稳定状态。通过积分等效塑性应变区演化图,模拟得到了强度折减状态下边坡失稳时的潜在滑动面,滑动面直观可视且物理意义明确,无需像极限平衡法一样要事先假定滑动面的位置和形状。     

高陡边坡稳定性的概率分析

将概率方法应用于某高陡岩质路堑边坡的稳定性分析。通过适当降低岩土体的力学参数来间接考虑岩体节理裂隙的影响，并对加固后的边坡进行了同样的计算，认为加固后边坡处于稳定状态，与实际情况吻合。     

某高等级公路路堑边坡预应力锚索加固设计

高等级公路穿越山区时 ,通常需要开挖而形成路堑边坡 ,其边坡的稳定性将危及公路施工和运营安全 ,故常需要对不稳定边坡进行加固处理。对具有大体积、大面积范围且存在滑动面的不稳定岩土体 ,加固方法以预应力锚索为佳。在结合某高等级公路路堑高边坡工程中 ,分析了已有地质条件的基础上 ,提出了预应力锚索加固边坡的设计方案     

紫金山金铜矿山体稳定性分析、监测及治理

由于受到突发性外界因素影响,紫金山金铜矿区赤水巷道出口出现山体滑动变形现象,影响矿区安全生产。文章对该山体进行地质环境、岩土性质和滑坡体稳定性分析后,判断其有进一步滑动趋势,建议利用矿碴堆场的巨大重力和侧向土压力,对该山体进行治理。此治理方法可对条件相似的矿区开展地质灾害防治提供参考。     

降雨条件下花岗岩残坡积土路堑边坡稳定性研究

基于多孔介质饱和 非饱和渗流理论和非饱和土抗剪强度理论,采用极限平衡法与降雨渗流有限元相结合的方法,选取大庆—广州高速公路江西里仁—龙南段某典型高路堑边坡,利用岩土仿真软件GeoStudio建立模型,研究降雨条件下花岗岩残坡积土路堑边坡失稳破环的形态和机理.结果表明:随着降雨的进行,边坡中地下水位从坡脚处开始抬升,边坡坡脚处容易产生“小弧”滑动破坏;土体体积含水量的增加使得基质吸力下降,从而降低土体强度和边坡的安全系数,且基质吸力与安全系数的下降幅度基本同步;降雨强度对边坡的安全系数有较大影响,小雨阶段,安全系数降幅较缓,而暴雨阶段,安全系数降幅加剧,降幅达24;4％;在强降雨条件下,滑面基质吸力大部分丧失,失稳边坡发生了从整体失稳向局部失稳、从深层失稳向浅层失稳的转变,即强降雨是浅层滑坡的主要外在因素.     

含优势渗流层边坡降雨入渗下的可靠度分析

含优势渗流层边坡在降雨入渗的作用下其渗流场往往具有较高的不确定性,这给边坡的稳定性评价带来困难,通常采用概率的方法解决此类问题。针对含优势渗流层边坡降雨入渗下的可靠度问题,通过将应力分析中的点估计-有限元法引入到边坡渗流-稳定性分析,提出了考虑优势渗流层渗透特性不确定性的渗流概率分析和边坡可靠度分析方法;其次以广西某含碎石夹层土坡为例,分析了降雨入渗下碎石夹层的优势渗流效应及渗流概率,并基于此开展了该边坡降雨入渗下的可靠度分析。结果表明:①含优势渗流层边坡雨水沿优势渗流层渗入坡体内部的深度显著高于沿坡面渗入的深度;优势渗流层渗透特性的不确定性对渗流结果的影响较大,使得边坡稳定性分析具有较强的不确定性;②随着雨水入渗持时的增加,含优势渗流层边坡不同滑动面的失效概率总体呈现增加趋势,最危险滑动面的位置不断向边坡下部演化;依托工程滑动面位置的预测结果与工程实际吻合;③提出的概率分析方法适用于分析含优势渗流层边坡降雨入渗影响下的稳定性问题,而且具有计算量小的优势,可作这类边坡可靠度分析的一种新方法。      

济南高陡土质边坡稳定性分析及治理方法探讨——以济南南部山区山间平原为例

在济南山前及山间倾斜平原区常见土质边坡存在较大安全隐患,本文结合实例,对此类边坡开展稳定性评价及治理方法研究,对不稳定边坡的成因做了详细分析,并采用毕肖普条分法对边坡稳定性进行了定量计算,提出清坡+格构+钢筋混凝土挡板+截水沟的方案解决土质边坡失稳问题。治理后边坡滑动安全系数为1.673,实现了土质边坡的有效防治,为此类土质边坡失稳问题提供了新的治理思路。     

开挖对顺向岩质高边坡稳定性影响及锚索加固效果分析

顺向岩质高边坡的稳定性通常较差,在工程上格外受到重视,利用锚索锚固是较为理想的加固方案。利用Sarma法对厦沙高速公路某段石英片岩顺向岩质高边坡在施加锚索和不加锚索两种工况下的应力特征和边坡稳定性系数进行对比分析。结果表明:不加锚索时,各条块底面正压力随开挖过程呈降低趋势,越靠近边坡顶部,各条块底面正压力受到开挖卸荷的影响越大,降低趋势越明显;条块底面正压力的降低使边坡抗滑力减小,当减小幅度较大时,边坡稳定性会受到明显影响,整个开挖过程中边坡整体稳定性系数呈下降趋势,最低为1.243;施加锚索能够增大条块底面正压力,提高条块底面的抗滑力,有效降低条块底面受到的剪切力,限制上部条块的滑动趋势,减小其对下部条块的挤压和相对错动,且随着开挖的加深,这种效应表现得越明显;对某个条块而言,施加锚索可以提高底面抗剪强度,降低底面和侧面剪切力、条块下滑力,从而提高边坡稳定性;施加锚索后边坡稳定性系数提高到1.630。综上所述,边坡开挖对于顺向岩质高边坡稳定性影响很大,而施加锚索加固可以显著提高边坡稳定性,达到加固边坡的目的。     

基于内外功率比的非直线坡面型边坡的稳定系数研究

在边坡稳定性上极限分析中, 由于考虑了材料的理想弹塑性本构关系与相关流动法则, 相比极限平衡法更符合岩土材料的特征。在以往的二维边坡极限分析上限法中, 要求坡面形态为规则的直线, 而无论是天然边坡还是人工边坡, 边坡的坡面形态往往并非规则的直线。此外, 以往的边坡极限上限分析中得到的稳定数N_s=c/γH主要针对土坡的临界高度计算, 且未考虑孔压等外力对边坡施加的外功率。不同于传统极限平衡法采用静力学的平衡条件, 本研究针对非直线型坡面边坡稳定性问题, 假定滑动面为对数螺旋线, 基于极限分析上限定理和虚功原理, 提出了一种边坡发生旋转破坏时旋转中心的确定方法, 推导出了非直线型坡面边坡的重力虚功功率和能量平衡方程的解析解, 并提出了基于内、外功率之比的稳定系数K用以评价边坡的稳定性。通过算例比较了不同形态天然边坡的稳定性和人工削坡对边坡稳定性的影响, 并分析了边坡的坡度(β)、土体的内摩擦角(φ)、黏聚力(c)以及孔压系数(r_u)对稳定系数K的影响规律。对于坡度较大的边坡, 通过削坡改变坡面形态提高了边坡的稳定系数K。稳定系数K随黏聚力的增加而非线性增大, 随孔压系数的增加而降低。当黏聚力相对于孔压系数对边坡稳定性影响更大时, 稳定系数K随内摩擦角的增加而增大; 反之, 稳定系数K则随内摩擦角的增加而减小。以上结果符合对边坡稳定性分析的普遍认知, 验证了模型的合理性。另外, 通过将该方法与传统的Bishop法的计算结果进行对比, 发现安全系数F_s=1与稳定系数K=0的临界状态物理意义相同, 稳定系数K随黏聚力非线性增加, 更符合边坡的渐进破坏过程。      

山东省日照市挪庄村崩塌地质灾害治理工程分析

日照市东港区后村镇挪庄村崩塌地质灾害点高差大、坡度陡,危害对象多,自1998—2021年多次发生局部崩塌,造成道路破坏及房屋受损,严重威胁着人民群众的生命财产安全。本文通过现场调查、地质测绘及工程勘察等技术手段,查清了崩塌体失稳机理的主要原因,分析了现状稳定性,通过采用圆弧滑动条分法计算,计算出边坡稳定性系数为0.761,边坡属不稳定状态。通过边坡修整、砌筑挡土墙及截(排)水沟、防护和绿化工程等工程治理措施后,对坡面稳定性进行了计算,治理后的边坡满足规范要求的稳定安全系数。地质灾害治理工程带来的经济效益、社会效益及环境效益凸显。     

软硬互层顺层岩质边坡破坏试验

软硬互层结构的顺层岩质边坡破坏类型复杂、难于防治, 针对此类边坡地质灾害易发、多发的问题, 从坡面角度、岩层倾向及组合形式、节理分布等方面进行了研究。边坡物理模型试验是揭示边坡变形破坏机理的重要手段, 基于相似理论, 以重庆市万州区孙家滑坡为工程依托, 根据滑坡区地质勘探报告设计了室内边坡物理模型试验; 试验通过顶升模型箱模拟重力加载来探究顺层岩质边坡发生破坏时, 前缘坡角和软弱夹层倾角之间的关系; 结合有限元分析软件Plaxis 2D对物理模型进行了多组数值模拟试验, 以验证软硬互层顺层岩质边坡破坏机制。试验结果表明: 对于顺层岩质边坡, 当软弱夹层的倾角在22°左右, 前缘开挖坡角58°左右时, 顺层岩质边坡容易发生滑动, 滑动面为后缘节理面和软弱夹层的贯通面。因此, 顺层岩质边坡稳定性受层面和节理面密度的控制, 当边坡含多层软弱层面时, 易沿层面和后缘节理贯通面发生破坏, 随着软弱面层数增加, 边坡稳定系数逐渐降低。研究成果可以为公路开挖切坡导致的顺层岩质边坡失稳机理研究及其稳定性评价提供理论依据, 为顺层岩质边坡失稳的预测预报提供支撑。      

基于降雨作用下滑面抗剪强度动态变化的层状边坡稳定性评价

降雨入渗对边坡稳定性具有重要影响。鉴于层状边坡在自然情况中广泛存在,因此,开展在降雨情况下的多层状边坡入渗模型及其稳定性研究具有重要意义。考虑各层土体的渗透性能差异,利用约束函数求得各层土体的有效渗透系数,并基于Ｇｒｅｅｎ－Ａｍｐｔ模型建立层状边坡入渗模型。结合非饱和土强度经验公式,推导了考虑滑面抗剪强度动态变化的层状边坡稳定性方程。最后,对深圳某边坡在不同降雨强度和降雨历时下的稳定性系数进行了计算并对结果进行了分析。结果表明,当湿润锋未达到滑面处时,边坡稳定性系数与降雨历时和降雨强度呈线性关系。考虑边坡入渗能力,提出了降雨入渗临界时间概念。在任意降雨强度下,当降雨历时小于该时间时,边坡均不会失稳。本研究可以用于指导降雨情况下层状边坡的稳定性评价。      

采空区残余倾斜变形对路基稳定性的影响分析与评价

地下开采导致的地表残余倾斜对采空区公路路基的稳定性有重要影响。针对采空区公路路基的稳定性评价,笔者提出了基于概率积分法和Knothe时间函数的地表残余倾斜的计算方法,分析了路基稳定性的条分法计算原理及残余倾斜对路基稳定性的影响机理,推导了基于解析法的路基最不利滑动面计算公式,使用C#语言编制了路基稳定性系数计算软件,并通过工程实例,对提出的方法和软件进行了验证,分析了地表残余倾斜、路基边坡坡率对路基稳定性的影响。     

不同区域煤层开采对边坡稳定性的影响分析

下伏煤层开采对边坡的稳定性具有很大的影响,甚至是边坡失稳的决定因素。文章应用MIDAS数值模拟分析软件,分析了边坡在下伏煤层先后两块不同区域进行开挖后的应力分布特征和塑性变形情况,同时对坡体不同工况条件下的稳定性进行了计算,得出了边坡稳定性破坏主要受采空区1区的影响,采空区2区的破坏作用不大的结论。     

基于有限元强度折减系数法岩土边坡稳定性分析与抗滑桩设计

基于有限元强度折减系数法原理,应用具有折减分析功能的ANSYS软件,以暴雨工况为最不利控制工况,采用平面应变条件下Drucker-Prage关联流动屈服准则(DP4)和边坡失稳破坏综合判据,分别对龙胜县城桑江北区不稳定高切边坡自然状态和削坡及抗滑桩加固状态进行了强度折减数值模拟。确定了这2种状态边坡最危险滑动面位置、形状并给出了极限状态坡体强度储备安全系数,通过所建桩-土共同作用连续介质模型及ANSYS后处理路径分析功能,求得极限状态滑坡设计推力和桩身内力及其分布,且将该法分析结果与传统分析方法作对比,发现误差很小且该法更接近边坡实际情况。综合分析表明,该法在岩土边坡滑坡灾害防治方面是可行且有效的新途径,有其自身的优越性和广阔的发展前景。