爆破开挖对路堑高边坡稳定性影响分析

 岩质高边坡是山区公路建设中常见的一类边坡工程,其动力稳定性分析一直是岩土工程密切关注的问题。在分析路堑开挖爆破振动及其效应的基础上,探讨边坡动力稳定性的分析方法和安全评价标准;结合延庆—龙庆峡路改建工程,建立爆炸荷载作用下路堑边坡动力响应的有限元分析模型,探讨不同爆破方法和不同设计边坡条件下,下台阶爆破开挖对上台阶边坡稳定性的影响。研究结果表明,采用缓冲爆破技术,同时设计采用适宜的边坡坡度,可有效降低边坡质点振动速度,控制爆破开挖对路堑边坡稳定性的影响。     

岩石高边坡发育的动力过程及其稳定性控制

针对岩石高边坡的特征,研究其发育的动力过程及其影响因素,探讨边坡稳定性控制方法。     

郴州市某高边坡过程稳定性及处治措施分析

通过对郴州市某路堑高边坡现场工程地质条件的系统调查,首先对边坡的岩土结构及其成因机制、过程稳定性进行细致研究,在此基础上结合工程地质条件分析,对其变形破坏机制进行深入探讨。研究结果表明,边坡处于蠕动滑移阶段,边坡的变形受层间软弱夹层控制作用明显,坡体中下部覆盖层沿层间软弱夹层产生滑动;受已发生滑动的覆盖层推力作用,第一级、第二级边坡岩土交界面逐渐产生剪切滑动面,逐渐贯通,最终破坏。基于变形机制分析的治理措施将重点放在控制滑动体和坡脚的变形上。     

高烈度区水电工程岩石高边坡三维地震动力响应分析

基于动力响应时程分析Wilson-θ法的原理和应用条件，结合西部某高坝岩石高边坡工程实例，建立三维高边坡地震动力分析模型。应用动力有限元法，研究岩石高边坡的动态特征，分析高边坡不同部位对地震加速度响应、位移响应及其应力响应特点。最后，探讨地震作用下，由于边坡形状和结构的差异，不同时刻高边坡的不同部位对地震响应的加速度值、位移值和应力值有明显不同，其中边坡中部的加速度有明显放大现象，边坡的中上部对地震响应最为敏感，地震时容易激发而破坏。研究表明，用时程分析法计算边坡地震作用下的动力响应结果能够较真实的反映出岩石高边坡的动态特征以及地震对高边坡的扰动作用。     

九寨黄龙机场填方高边坡动力稳定性分析

九寨黄龙机场工程土石方总量超过4?07 m3,填方边坡最大高度102 m。填方地基为砂层、卵石层、粉质粘土、砾岩及泥岩等组成的第四系河流沉积,结构复杂,物理力学特性变化大,场地附近有3条大的活动断裂,地震烈度为Ⅷ度。作为拟静力法计算结果的补充,用三维有限元与拟静力分析相结合的方法对填方高边坡动力稳定性进行研究。结果表明:在烈度为Ⅷ度的地震作用下,填体发生大规模整体滑移的可能性较小,但可能发生分离式破坏;受边界条件的控制,填体稳定性对来自岷江断裂方向的地震要比来自雪山断裂方向的地震更为敏感。     

岩质工程高边坡稳定性及其控制的系统研究

结合典型研究区工程高边坡稳定性的研究实践，采用现代工程地质，岩土工程和岩体力学的先进理论和方法，从工程地质，稳定性分析与评价三方面，系统地研究了岩质工程高边坡的稳定性问题，建立了一套完整的岩质工程高边坡稳定性及其控制研究的技术方法体系。研究成果既解决了研究对象的实际问题，又在岩质高边坡研究的基础理论和方法方面取得了进展，主要包括：（1）通过国内外大量典型实例的现场调和对比研究，系统地总结了岩体浅表生改造的一般规律，阐明了浅表生改造对岩坡应力场的大小，方向和范围的影响，岸坡应力场和结构场的分布规律，浅表生卸荷变形破裂体系及其对岩体稳定性的控制意义等，丰富和发展了岩体浅表生改造的理论。（2）探讨了岩体浅表生改造与边坡变形破坏的关系，按照岩体和结构面遭受浅表生改造和重力场条件下边坡时效变形继续改造的方式和程度，将边坡岩体划分为卸荷岩体，卸荷破裂岩体（含卸荷拉裂体或卸荷松驰林），变形体和崩塌，滑坡4个等级，首次阐明了不同等级的边坡岩体的基本特征和工程地质意义。（3）将边坡岩体质量分级与边坡的稳定性相结合，应用模糊数学理论，提出了边坡稳定性岩体质量分级的模糊综合评判方法，针对边坡岩体质量分级的CSMR法存在的不足，结合溪洛渡工程边坡岩体结构的具体特征，提出了边坡岩体质量分级修正的CSMR法。（4）采用地质分析判断和计算机仿真模拟的方法进行分析，结果表明，研究区拱肩槽和进水口边坡整体处于稳定状态，边坡开挖后的位移量一般为10～20cm。（5）采用层次性分析原理和复杂块体理论，从确定性块体，半确定性块体和随机块体三个层次上对边坡块体的稳定性进行分析，论证和评价，建立了非规则边坡块体稳定性分析评价的技术思路和方法体系。研究表明，拱肩槽和进水口边坡出现确定性块体的可能性较小，边坡中的不稳定块体大部分为半确定性块体，且规模较小，影响深度有限，切割边界不完善。（6）首次提出了“工程边坡稳定性控制”的概念，阐述了工程边坡稳定性控制的基本学术观点和控制体系的构成，通过地质分析，经验类比和有限元计算，获得了拱肩槽和进水口边坡的优化坡比，确定了工程边坡坡比选择的技术途径和综合集成方法，提出了从坡面控制，锚固控制和爆破控制三方面对拱肩槽和进水口边坡进行控制的技术方案。（7）探索了与边坡失稳预报密切相关并影响预报精度的一些基本问题。提出了边坡振荡型变形曲线和阶跃型变形曲线突变现象分析和处理的方法以及边坡变形阶段判别的定量方法，将处理复杂性问题行之有效的非线性科学理论引入边坡失稳时间预报研究中，初步探讨了边坡变形过程中的分维特征，建立了边坡失稳中长期预报的动态分级跟踪预报判据，提出了短期预报的Verhulst反函数模型预报法。（8）提出了边坡失稳时间预报的“变形机制分析-实时跟踪预报”的学术思想，并建立了相应的技术方法体系，基于此研究成果和前人的成果，开发研制了边坡失稳实时跟踪预报软件系统（SIPS）。     

岩石高边坡勘察和稳定性解析

随着经济的快速发展,国家对基础工程建筑的重视力度也逐渐增大,勘察设计工作也随之展开。而一些地势复杂的高边坡地带,勘察工作不能得到有效的进行和开展,这就给勘察工作人员带来了困难和挑战。本文结合工程案例,具体分析了岩石高边坡勘察和稳定性的相关问题,探讨了岩石高边坡形成的原因及其特点。     

冲沟区域岩石高边坡卸载稳定性分析

以冲沟区域岩石高边坡挡墙基槽开挖工程为例,采用数值模拟分析法,研究了边坡卸载的稳定性问题,并提出了边坡开挖的支护措施,经现场验证,发现跳槽开挖在控制围岩变形和塑性区范围方面效果良好。     

强降雨条件下浙江武义平头村山体高边坡稳定性分析

 基于饱和–非饱和渗流理论,综合考虑降雨入渗引起土体重量增加、渗透力增大以及抗剪强度降低等因素的影响,建立降雨条件下边坡稳定性分析有限元数值模拟模型,并开发出相应的计算程序USLOPE-FEM。以浙江武义平头村山体高边坡为例,研究强降雨入渗条件下边坡的瞬态渗流场与稳定性,根据获得任意时刻各节点的压力水头、应力和位移等,并分析强降雨中边坡的稳定性。研究结果表明,未降雨时,该边坡基本处于稳定状态;连续强降雨24 h,坡体浅层含水量显著增加,表层出现饱和区且零压面逐渐向内部推移,从而诱发局部滑塌,与实际发生的局部滑塌部位一致,由此验证了有限元分析模型和计算程序的可靠性。上述研究结果为强降雨条件下边坡稳定性分析与安全性评价提供了一般的技术思路和参考经验,也为该边坡的失稳预警与滑坡防治准备了必要的基础资料。     

深圳水库高边坡的稳定性分析

对深圳水库高边坡的局部和整体稳定性、边坡滑动位移以及边坡失稳的突变特性进行了分析，并着重分析了地下水及土体水弱化性质对边坡稳定性的影响。边坡失稳突变特性的分析采用突变理论模型。边坡的稳定性分析和位移计算结果表明，边坡失稳主要是由地下水的影响及土的水致弱化性质引起的。突变理论模型分析也表明，水的作用使土的强度降低为某一数值时，边坡的滑动位移将突然增大，发生突变性失稳现象。理论分析结果与现场监测结果相符，可为边坡的整治提供科学依据。     

大型复杂岩质高边坡安全监测与分析

 岩石高边坡稳定性是水电站建设能否顺利进行的关键问题之一。锦屏一级水电站左岸开挖高边坡地应力高、断层裂隙发育、岩体卸荷深度大,地质条件十分复杂,边坡在施工期和运行期的稳定性问题特别突出。介绍左岸边坡的监测布置,并对岩体表面变形趋势、空间分布形态、变形与开挖的关系进行分析,对多点位移计变形大小、岩体变形与结构面的关系进行探讨,对平洞石墨杆收敛计变形、谷幅平距观测、锚索荷载和抗剪洞变形等监测结果进行综合分析,得到边坡岩体的变形规律。研究结果表明,锦屏一级水电站左岸边坡岩体受开挖影响的范围较大,超过80 m,边坡岩体卸荷松弛变形量级较大,边坡岩体应力释放与转移过程较长,边坡达到完全稳定需要的时间较长。该工程的监测成果可供其他类似工程参考和借鉴。     

岩质高边坡稳定性分析与评价中的四个准则

对于岩质高边坡而言,其潜在滑动面上力学参数的合理性、边坡开挖后需要的整体加固力以及计算的边坡安全系数与实际边坡安全储备的接近程度将直接影响岩质高边坡工程的安全性与经济性。从现有的确定边坡潜在滑动面力学参数的反演分析方法入手,指出其存在的局限性,提出边坡潜在滑动面力学参数最小取值准则;在此基础上,根据开挖岩体的总压力充其量是诱发边坡失稳的全部不利荷载的思路,提出边坡最大主动加固力准则。将潘家铮的上、下限原理应用于边坡的数值分析与稳定性评价,提出数值法进行稳定性分析评价的安全系数上、下限准则,并将其在工程评价中进行验证与推论。该研究可为工程设计人员进行有效经济地选择岩质高边坡加固方案提供宏观判据与基本原则。     

岩石流变特性及高边坡稳定性流变分析

叙述了岩石的压缩蠕变试验及方法；将蠕变强度和瞬时强度作了比较；拟合出了蠕变曲线经验公式；得到了蠕变理论模型及其参数；经综合分析和类比确定了蠕变参数。利用开发出的岩质边坡稳定性流变分析微机软件，对三峡船闸边坡进行了模拟边坡开挖过程的粘弹性有限元分析，并计算了船闸运行期边坡岩体的长期变形。     

峡谷地区水电工程高边坡的稳定性研究

结合锦屏一级水电站进水口高边坡的稳定性研究，进一步总结了高山峡谷地区水电高边坡的研究方法。在现场地质条件调查的基础卜对工程高边坡的破坏模式进行判断，以采取相应的计算分析方法。高山峡谷地区边坡稳定性受地貌的影响明显，因此稳定性分析模型必须真实反映研究区的地形地貌特征，建立精确的计算模型。计算分析中采用多种方法相互印证，相互补充。经过多种手段的计算研究，结果表明，锦屏一级水电站进水口边坡整体稳定，但在边坡上部的2（6）层中需采取一定的支护措施。由此不仅可以保证锦屏一级水电站的工程安全，且为高山峡谷地区类似的水电工程高边坡的稳定性研究提供了可借鉴的经验和方法。     

滑石板顺层岩质高边坡稳定性及加固措施研究

 针对两家人水电站滑石板顺层岩质高边坡工程地质条件的特殊性,研究该边坡在1996年地震过后降雨条件下的滑塌成因,滑石板边坡在侧滑面、底滑面已经非常明显以及后缘拉裂面基本可以确定的条件下,有2个基本问题需要明确：(1) 侧滑面和后缘拉裂带的贯通率;(2) 底滑面岩体力学参数的取值。2个基本问题的确定通过滑石板边坡历史上已滑塌区域的边坡失稳破坏过程来反演分析,并且与中国水电工程顾问集团公司贵阳勘测设计院现场勘测、岩石室内试验结果以及国内类似边坡工程的经验取值进行对比分析,寻找出最为合理的计算参数。在此基础上对边坡进行稳定性分析,由于边坡在非正常工况下存在滑塌的可能性,因此对边坡进行加固处理是必要的,通过对边坡加固位置的计算分析可知,对边坡底部进行加固处理不仅能够提升局部的稳定性,同时也能保证边坡整体稳定性。在此基础上设计了3种加固方案,对这3种加固方案进行计算分析,可寻找出最为经济合理的一种加固方案。     

燕子垭高边坡危岩加固及稳定性分析

根据燕子垭高边坡危岩的实际情况,运用ANSYS软件对其加固前后的稳定性进行了有限元分析。程序中考虑了裂隙、孔隙水等因素对岩体整体稳定性的影响,并对加固前后岩体的应力、位移等方面进行了对比分析,为工程加固设计方案及其稳定性评价提供了理论依据。     

工程荷载下岩质边坡破坏机理及稳定分析

边坡破坏形式及剩余下滑力的计算是边坡加固设计的重要组成部分,结合西堠门大桥北塔位老虎山南侧天然边坡在左塔柱工程荷载作用下的破坏形式及稳定性分析,从岩体参数选取、工程荷载计算、不平衡推力法的运用及破裂面的规律分析等方面进行了探讨,对工程荷载下岩质边坡稳定分析及工程设计具有较好的借鉴作用。     

岩锚解耦测试及其边坡稳定性计算

通过分析边坡坡体在锚固预应力作用下的受力特点，认为应将边坡稳定性计算分为锚固体与坡体的耦合和解耦2个阶段进行，并分析了解耦阶段、锚固力的组成及其作用特点。分析结果表明，解耦阶段的锚固力大小与边坡不稳定体沿潜在的弱面位移有直接关系。结合预应力锚索框架加固边坡的实际特点，进行锚索拉力及梁底土压力的长期观测，验证解耦阶段的实际存在。将锚固体与坡体解耦阶段边坡所受的锚固力分为原锚索预应力的剩余值和岩土体与灌浆体间的剪切阻力，并假设边坡土体均匀、锚固边坡体系是一个平面应变问题，从而导出以岩土体沿潜在滑面位移为基础的解耦阶段边坡稳定性计算方法。该方法考虑边坡和锚索的实际工作状态，故计算结果较以往算法更切合实际，并给出实际算例加以验证。     

非贯通节理岩体的边坡稳定变形分析

采用各向异性损伤张量考虑岩体中非贯通节理的几何力学效应。通过数值分析讨论高陡边坡在开挖形成过程中受节理组几何分布的影响程度及岩体变形情况，从而为边坡开挖设计及监测方案选择提供科学依据。     

公路高边坡稳定性评价及支护优化设计

 公路高边坡具有数量多、地质条件复杂及施工速度快等特点,施工期变形破坏事例频发。基于这一现状,依托皖南山区汤屯高速公路,提出一套操作性强的公路高边坡优化设计研究方法。通过“高边坡普查→提出优化设计分区建议→筛选重点边坡→重点边坡优化研究”的工作思路,形成优化设计研究成果,由业主、设计、施工等单位将科研成果快速应用于高边坡施工。将变形理论与强度理论相结合,形成基于地质过程原理的重点高边坡稳定性评价和灾害控制方法,通过边坡变形稳定性分析,判断边坡变形破坏模式及发展过程;结合施工及监测反馈信息,分析目前所处阶段、潜在滑动面位置等。然后,利用强度稳定性分析方法得出边坡治理设计所需数据,进行优化设计,再采用变形理论结合施工和监测反馈信息验证支护效果,进一步优化设计,确定最终方案。实践结果表明,这套方法保证了公路高边坡的快速施工和正常运营。