剪应变增量在堆积体边坡稳定性研究中的应用

堆积体边坡是我国西南地区普遍可见的一类边坡,而此类边坡的失稳（特别是滑动失稳）,一般沿剪应变最大的部位发生。利用快速拉各朗日程序（FLAC 3D）,对澜沧江中游某堆积体边坡划分足够细化的单元,通过最大剪应变增量找出坡体内薄弱部位,即最容易失稳的部位,结合变形特征对其稳定性进行了评价;同时与"最危险滑弧"搜索最危险滑动范围对比表明,二者具有较好的一致性。     

基于最大剪应变增量的边坡潜在滑动面搜索

滑动面位置和形状的判断是影响边坡地基稳定性分析合理性的主要因素,合理地确定滑动面的位置和形状是边坡地基稳定性分析首先要解决的问题。由岩土工程常用的Mohr-Coulomb度理论可知,岩土体破坏是由于某一面上的剪应力达到了岩土体的剪切强度,此时剪切面上必然发生较大的剪切变形,因此可以通过搜索最大剪应变增量的位置来确定边坡滑动面。基于以上思路,综合运用有限差分软件FLAC3D和曲线拟合技术,提出基于最大剪应变增量确定边坡地基潜在滑动面的方法。首先,利用有限差分软件FLAC3D计算极限状态时边坡内的应力、应变,在计算剖面中设置一系列的垂线,利用FISH语言编制程序搜索垂线上剪应变增量最大位置的坐标,以获得滑动面上的离散点坐标。然后,通过最小二乘的方法对离散点进行曲线拟合,得到滑动面的形状和位置。通过与极限平衡法的对比分析,验证文中方法的合理性。文中方法的判断标准物理意义明确,简便实用,且克服了对网格的依赖性。     

基于 Fuzzy-AHP 的堆积体边坡稳定性评价研究

为快速评价运营期高速公路堆积体边坡稳定性并采取科学的预防性养护对策,在现场调查湖南省多条高速公路堆积体边坡的基础上,考虑评价模型的科学性与公路边坡养护的可操作性,总结现有国内外堆积体边坡研究成果,并根据堆积体边坡的特点选择合理的边坡稳定性指标,建立堆积体边坡稳定性分析的模糊层次分析模型。层次模型由2级5类17项评价指标组成,包括: (1)堆积体结构特征(基岩岩性、接触面特性、碎石含量、堆积体土厚度、堆积体胶结程度); (2)边坡断面特征(坡度、坡高、坡向与岩层产状的关系); (3)水力特征(排水系统、降雨量、地下水); (4)工程防护及绿化(防护结构、加固结构、植被覆盖率); (5)其他因素(边坡破坏历史、地震烈度、开挖方法)。此模型基于模糊数学理论及层次分析方法,通过AHP方法(层次分析法)确定指标权重,然后结合Fuzzy方法(模糊数学方法)计算相对隶属度向量,通过模糊综合评判对堆积体边坡的稳定性进行分析,确定边坡稳定性分级。最后通过工程实例验证了该模型的正确性。结果表明,应用该模型可以使堆积体边坡稳定性评价更全面,更科学合理,更符合公路边坡工程实际。该方法简便可行,结论可靠,具有一定的优越性,可为高速公路边坡养护决策提供有益参考。     

蓄水后库岸堆积体边坡变形特征及其稳定性分析

水库蓄水极易诱发库区地质灾害,所以研究水库库岸堆积体边坡在蓄水前后的变形特征及其稳定性具有重要意义。本文基于现场详细的工程地质勘察资料和监测资料,分析了堆积体边坡的结构特征和变形特征;在此基础上,对堆积体的形成和变形机制进行了探讨;最后,采用离散元数值计算方法,对堆积体边坡在蓄水前后的稳定性进行了计算分析。研究结果表明：堆积体形成于古滑坡,水库在短时间（两个月）内大幅度抬高水位近40.00 m,从而激活了古滑坡,导致变形的产生;排水洞和排水孔的施工有效降低了坡体内地下水位,有效减缓了变形的发展,部分测点变形有收敛趋势,但仍需进一步观测。     

基于双折减系数法的多滑面边坡稳定性分析方法研究

目前针对大型多滑面边坡的稳定性分析研究,运用较多的依然是传统强度折减法。传统强度折减法,即同步折减法,是对整个边坡岩土体的c、值进行同步折减,并没有考虑c、值在边坡失稳过程中抗剪切作用的差异性。本文运用FLAC3D的SSR自编程序,选取同一组安全系数上、下限值,对c、值进行单独折减,直到边坡发生破坏,可算得c、值的折减系数,计算结果显示两者的折减系数是不同的,证明c、值在边坡失稳破坏过程中的抗剪切作用存在差异性。由此,基于传统强度折减法和c、值抗剪切作用的差异性提出一种新的双折减系数法先同后异强度折减法。尝试将此方法应用到多滑面边坡稳定性分析,以同步折减法作为参照,对比分析两种方法的计算结果。经对比发现：同步折减法算得的水平位移偏大,偏不安全。而先同后异折减法所得结果与实际监测数据吻合较好。     

毛家河水电站堆积体边坡稳定性评价及治理措施

毛家河水电站堆积体主要由松散工程地质岩组和完整性差的软质工程地质岩组组成。堆积体边坡上各种永久和临时建筑设施的重建和运行,破坏了堆积体边坡原始地形地貌,加之强降雨的影响,加剧了坡体的变形破坏。采用理正岩土计算软件对毛家河水电站堆积体滑坡进行稳定性计算,结果显示堆积体在正常工况下处于稳定状态,在暴雨或连续降雨状态下处于不稳定状态,遭遇强降雨还会继续滑动。提出对堆积体采用削坡减荷、排水、抗滑桩等综合治理方案。     

水位骤降条件下含砂层堆积体边坡稳定性分析

砂土遇水湿化后,其强度呈现出一定幅度的降低,这对含砂层堆积体边坡稳定性非常不利。本文以我国西南某库区堆积体边坡为例,对砂层在水位骤降条件下对边坡稳定性的影响进行了深入研究。该堆积体在纵向上可划分为三层(第①层、第②层、第③层),其中第②层和第③层堆积体中含砂量较大,表现出明显的河流相堆积体的特征。在此基础上,采用有限元数值模拟的方法(FEM)对该堆积体边坡在蓄水和水位骤降条件下的孔隙水压力特征进行模拟,而后,采用极限平衡法(LEM)、考虑非饱和土的基质吸力,对边坡在水位骤降条件下的稳定性进行分析。最后,对比含砂层堆积体边坡模型和不含砂层堆积体边坡模型,对砂层在水位骤降条件下对边坡稳定性的影响做了较为深入的分析和探讨。     

降雨条件下松散堆积体边坡稳定性离心模型试验研究

采用新型介质雾化喷嘴离心场降雨模拟设备,进行了模拟降雨及格栅支护措施条件下松散堆积体边坡的离心模型对比试验。离心机模型与原型试验比尺为1:80,试验过程通过非接触定点高速摄影系统并结合粒子图像测速（particle image velocimetry）技术分析了试验过程中边坡的位移场变化。试验结果表明,松散堆积体边坡在未降雨条件下是十分稳定的;在进行模拟降雨后,边坡顶部沉降及坡面水平位移随降雨量的增大逐渐发展,尤其边坡表面区域发生明显变形;边坡的破坏模式有别于传统的圆弧滑动,在持续强降雨作用下,坡面逐层产生破坏,最终形成泥石流形态;通过采取坡面土工防护格栅支护条件后,堆积体边坡在降雨条件下稳定性显著提高,故采用边坡防护格栅是提高松散堆积体边坡稳定性的有效途径。     

退火遗传算法在边坡稳定性分析中的应用

在边坡稳定分析中,折线滑面的搜索是一个非常重要的环节.将模拟退火算法与遗传算法相结合,既发挥了遗传算法强大的全局搜索能力,同时利用模拟退火算法加强了遗传算法的局部求精能力.通过引入退火遗传算法很好地解决了滑坡临界折线滑动面搜索问题,为边坡的滑动面搜索提供一个新的解决方法,克服了常规方法的种种弊端.     

基于聚类分析的边坡稳定性研究

在边坡稳定性分析中,滑面搜索方法对于得到边坡的稳定性系数至关重要。现今两种常用的边坡稳定性分析方法,极限平衡法以及强度折减法,可以得到极限应力状态下边坡的潜在滑面。而为了评价边坡在当前应力场下的稳定性,提出一种基于聚类分析概念的滑面搜索方法。这种方法综合考虑了边坡各点的位移以及点安全系数,采用K均值聚类法将具有相近性质的点进行分类,把边坡体分为潜在危险区以及稳定区。潜在危险区的边界即为边坡在当前应力状态下的潜在滑面,并运用矢量和方法计算得到其稳定性系数。采用上述方法对3个算例进行验算,并与极限平衡法以及强度折减法进行对比。结果表明：（1）基于聚类分析的边坡稳定性评价方法具有较好的合理性和可靠性;（2）当边坡处于临界状态附近,通过聚类分析得到的潜在滑面与其他两种方法得到的滑面基本一致;当边坡处于较稳定状态时,当前应力状态下的潜在滑面要比强度折减法得到的滑动带范围要更深更广,但求出的稳定性系数也较高;当存在软弱夹层时,矢量和计算出的滑面更为陡峻,稳定性系数比其他两种方法的结果要小。     

结构面抗剪强度参数对岩质边坡稳定的影响

边坡工程中,结构面抗剪强度是非常重要的力学参数,合理地选择确定抗剪强度的方法,常常要分析c、值在边坡稳定中的作用。根据极限平衡原理,对10~30m高的平面滑动型边坡不同抗剪强度的控稳结构面c、值在边坡稳定中的作用进行了定量分析。研究表明c值对稳定系数的影响随坡高增大逐渐减弱,值对稳定系数的影响随坡高增大逐渐增强。得到了不同坡高下c、值边坡稳定作用等值曲线,该曲线很容易确定抗剪强度参数c、值在边坡稳定中的作用。     

宝鸡市狄家坡滑坡稳定性研究

宝鸡市狄家坡斜坡是一个古滑坡。在调查滑坡区水文地质和工程地质条件的前提下, 本文描述了滑坡的形态与物质结构、滑坡表层的变形破坏特征及其影响因素, 探讨了古滑坡的发生机制。引用可以任意条分块体的Sarma方法, 研究了该滑坡在自然、地震、饱水和三者同时存在共四种状态下的稳定性, 并进行了斜坡表层黄土坡体的稳定性对于地下水位上升的敏感性分析。基本结论是, 狄家坡滑坡在整体上是稳定的, 其表层的黄土坡体在地下水位上升时会发生失稳破坏。最后, 提出了进行滑坡防治的工程对策。     

地下水对碎石土类边坡稳定性影响分析

在碎石土类边坡中常常发育地下水管网渗流系统,他们控制地下水水位上升,对保持边坡稳定十分重要。当坡脚开挖或坡体堆载时,会破坏管道状地下水排泄系统,从而导致地下水水位升高,使潜在滑面上的孔隙水压升高,最终导致滑坡的发生。本文综合分析了滑坡与水相互作用机理,并以官家滑坡为例,通过对滑坡稳定性计算中与地下水有关的各因素敏感性分析．发现地下水位变化对孔隙压力比、水头高度和水力坡度的影响极大的影响了碎石土边坡的稳定性;通过官家滑坡极限状态的塑性变形发现,碎石土边坡的变形破坏往往是在部分脆弱部位,通过长期蠕变积累首先展开,并逐渐扩展至整个滑面,由此得到在滑坡稳定性计算中,强度参数按照饱水面积比影响下经衰减的数值进行计算,所得到的稳定性系数更符合工程实际现状,对滑坡剩余推力的计算和治理设计具有积极的指导意义。     

矿山边坡稳定性研究的回顾与展望

本文阐述了露天矿边坡工程的特点, 回顾了露天矿边坡稳定性研究及其取得的理论成果和进展, 指出露天矿边坡稳定性研究的特点, 提出相应的研究技术路线与方法。     

爆破影响下岩质高边坡浅表层块体稳定性研究

摘要:岩质高边坡整体稳定性主要受软弱结构面及其组合控制,在组合有利的情况下,边坡主要发生浅表层块体失稳,开挖时的爆破振动作用是影响浅表层块体稳定的重要因素。本文以大渡河中游某岩质块状结构高边坡为例研究浅表层块体的稳定性,在总结浅表层块体失稳特征的基础上,实测爆破振动曲线,进行块体稳定性评价。研究结果表明,开挖后已失稳浅表层块体大多小于10m3,80%受软弱结构面控制,70%集中在马道下缘;实测的浅表层块体爆破振动加速度曲线显示,与邻近围岩相比,浅表层块体振动持续时间长,频率低,峰值小;等效静力法评价结果较爆破参数推算法更适用于临界失稳浅表层块体的稳定性评价。     

一类板梁状斜坡破坏机制及稳定性研究

通过对鹿亭溪W24号典型斜坡的详细调查和分析解剖,对比前人的研究,作者提出了一类板梁状斜坡破坏模式。证实了这类斜坡不仅发生在近水平的砂泥岩互层的地层中,也可以发生在上部主要由近水平的坚硬、较坚硬的灰岩构成,下部主要由近水平的较软的砂泥岩构成的地层中。本文从地质演化的角度,分析了这类斜坡的形成机理,并将其划分为3个阶段:(1)卸荷回弹阶段; (2)压致拉裂面自下而上扩展阶段; (3)滑移面贯通阶段。简要分析影响斜坡稳定的因素,着重分析了地下水对这类斜坡稳定性的影响。基于极限平衡理论,用不同的方法计算了这类斜坡的启动水头,分析了在强降雨条件下的这类斜坡稳定性问题。以鹿亭溪W24号典型斜坡为例,通过离散元数值模拟技术,对坡体加载启动水头来模拟该类斜坡由变形累积到整体失稳的全过程。最后,笔者通过这类斜坡破坏机制及其稳定性的研究,对这类斜坡的整治提出了针对性的治理措施。     

某跨海大桥主塔位工程边坡稳定性研究

某跨海大桥为一悬索桥 ,其主塔位于海中的岛礁上。因岛礁山体略显单薄 ,受数条断层及其他构造裂隙的影响 ,整体完整性较差。本文在大量现场地质资料调查基础上 ,系统结合上部结构荷载、风荷载 ,对工程边坡稳定性进行了分析研究 ,结果表明工程边坡整体稳定 ,但浅表部存在不稳定块体 ,并提出浅表部边坡相应的加固建议措施     

金沙江金坪子堆积体地貌过程与稳定性研究

对金沙江乌东德河谷及临近河谷进行了详细的野外调查,对河谷中的金坪子堆积体不同部位进行钻孔、竖井、平硐勘探作业并取样,室内进行TL测年和重矿成分分析,运用地貌学、沉积学和年代学进行综合研究,获得了金坪子堆积体地貌过程和稳定性的初步认识,金坪子堆积体地貌过程可分为乌东德峡谷的贯通与老金沙江金坪子深槽的形成、老金沙江金坪子深槽被充填过程、金沙江改道和现代金沙江的发育3个阶段,金坪子堆积体形成于1979.70~86.617.36KaBP,是乌东德河谷地貌发育过程中的残留堆积体,属于老金沙江深潭岩壁的崩坡积物与金沙江流水带来的冲积物填充古深槽而成,堆积体深嵌在古深槽槽底基岩中,堆积体比较稳定不会影响乌东德水电站的选址。     

暗穴环境下非饱和黄土边坡稳定性分析

黄土暗穴在水土流失方面作为一种独特的侵蚀方式,往往会威胁到建设在非饱和黄土层之上的公路边坡稳定性。基于考虑基质吸力的强度折减有限元程序,本文通过开展不同位置暗穴、单双暗穴和基质吸力赋存与丧失等条件下边坡稳定性的对比研究,着重对影响边坡稳定性的暗穴、基质吸力等因素进行了研究。研究结果表明,当暗穴接近地表时由于存在一定的减载效应而利于坡体的稳定,而当暗穴接近边坡坡脚时则成为黄土边坡稳定性的不利因素,在边坡底部存在的双暗穴明显削弱了边坡的稳定性,基质吸力使得非饱和黄土边坡安全系数增大,潜在滑动面变深,反之则使安全系数减小,潜在滑动面上移,基质吸力的丧失或减小以及暗穴的削弱作用使得潜在滑动面位置变化较大。     

某水电站库区堆积体边坡的成因机制分析及稳定性评价

针对我国西南水电工程建设中经常遇到的堆积体边坡问题,结合现场踏勘在地表、平硐中看到的地质现象,以及钻孔岩芯资料,在分析区域地质环境、历史地震、降雨等条件的基础上,基于宏观工程地质定性分析和反分析的思想,对堆积体稳定性进行了评价,即目前其处于稳定状态。提出了堆积体边坡的成因机制:由于裂隙切割、风化作用等,上部倾向山里的基岩发生倾倒、崩塌破坏;破坏后的产物在重力作用下向坡体下部运动、堆积;由于持续的堆积,坡表雨水入渗以及地质环境的扰动,导致堆积体自后缘到前缘的推挤过程和由表及里的固结压密变形。由于堆积体边坡特殊的空间结构特征,采用定量方法对边坡在天然状态、蓄水状态以及蓄水遭遇暴雨和蓄水遭遇地震等工况下的整体、局部稳定性进行了计算评价,并分析了由空间结构特征决定的可能变形破坏模式:沿基-覆界面的整体滑动模式和堆积体内局部弧形滑动模式等两种。