开挖边坡稳定性分析及变形破坏机理研究

为研究开挖边坡稳定性及其变形破坏机理,选取典型开挖边坡工程实例,在调研工程区域地质条件的基础上,研究了开挖边坡特征、边坡病害发生情况、边坡破坏类型及破坏机理,获取边坡工程灾害的发生机制及边坡失稳破坏规律。基于赤平极射投影法,对边坡危险优势节理组特征以及优势节理组、边坡面产状进行分析,得到边坡潜在的破坏模式。采用极限平衡理论,对边坡的稳定性及变形破坏机理展开研究,并运用Flac3D有限元法对开挖边坡稳定性计算结果进行验算。研究结果表明:采用理论计算、定性分析、数值计算相结合的手段,能够得到边坡稳定性分析较为满意的结果,从而可以为边坡的支护提供支撑及依据。     

黄土高边坡开挖过程的变形监测分析

以隧道出口路堑黄土边坡为例,分析黄土路堑开挖过程中边坡变形和边坡土钉应力随空间和时间的变化规律。测斜仪监测结果表明:边坡的水平位移随开挖深度的增加逐步增大,并在开挖后一段时间内出现最大值,呈时间滞后效应。在不同的开挖阶段,坡体不同部位开挖后的水平位移变化幅度不同:坡顶变形幅度最大,坡底居中,坡体中部最小;坡体开挖完成后,坡顶绝对水平位移量最大,坡脚最小,坡体中部居中。随开挖深度的增加,坡体不同部位测试土钉各测点应力明显增大;土钉最大应力出现位置由坡面逐渐迁移到坡内。说明坡体的变形范围随开挖深度的增加而扩大;且由土钉最大应力出现的位置可判定边坡潜在滑动面位置。     

有限元极限平衡法在黄土边坡稳定性分析中的应用探讨

对目前边坡稳定分析中的极限平衡和有限元两类方法进行分析阐述,在此基础上,结合黄土边坡工程算例,利用geostudio软件将有限元与极限平衡法相结合进行黄土边坡稳定性分析,并对其计算结果进行比较。算例分析结果表明:极限平衡法在求解过程中作出各种假定来解决超静定问题;有限元法克服了极限平衡法的不足,考虑土体的本构关系,但不能确定可能破裂面,对边坡失稳破坏的判断没有一个定量的标准,将有限元法和极限平衡法相结合,取长补短,既能反映边坡的稳定和变形之间的关系,准确描绘出破坏面的特征,又能得到更精准可靠的安全系数;有限元极限平衡法可自动搜索出坡肩带有垂直裂缝的组合滑动面,比极限平衡法搜索出的单一圆弧滑动面更贴近实际情况,提高了边坡稳定性分析的合理性,为类似边坡稳定性分析方法提供参考。     

铁路黄土隧道施工变形规律及预留变形量研究

为研究黄土隧道施工变形规律及预留变形量,以蒙华铁路双线黄土隧道工程施工为依托,采用现场实测和统计分析的方法分析隧道周边位移变形规律,以确定黄土隧道设计预留变形量。双线黄土隧道施工的变形规律表现为:隧道开挖时,拱顶下沉和周边收敛发展较快,仰拱封闭后,变形趋于稳定;隧道拱顶下沉大于周边收敛。Ⅳ级围岩黄土隧道下沉速率集中分布在5 mm·d~(-1)以内,部分深埋断面速率大于5 mm·d~(-1)。Ⅴ级围岩黄土隧道深埋时,拱顶下沉较小,速率集中分布在5 mm·d~(-1)以内;浅埋时,部分断面拱顶下沉超出设计预留变形量,速率在15mm·d~(-1)以内;其表现出的特点是:浅埋变形大,速率大。净空变形特征值的均值在浅埋时为4.1,深埋时为2.2。Ⅳ、Ⅴ级围岩黄土隧道设计预留变形量建议值分别是8~10 cm、12~15 cm。     

单侧多台阶加筋湿陷性黄土高边坡变形影响因素分析

随着我国GDP总量不断增长,中西部地区的基础设施亟待完善,而西部地区机场建设发展非常迅速,但大多机场建设在较为偏僻的地方,且中西部地区存在大量的湿陷性黄土,机场建设面临着一系列特殊问题,如高填方边坡失稳、不均匀沉降等。为解决上述问题,本文针对机场高填方边坡工程,深入剖析高填方边坡施工中边坡高度、加筋层间距、筋材模量、压实度等参数对边坡变形影响程度,对于湿陷性黄土高填方边坡变形影响因素进一步认识及路基质量控制技术的提高和改进具有参考价值。     

杭兰高速公路某边坡特征分析及稳定性评价

在分析杭兰高速公路K20+430—K20+800段边坡工程地质背景及边坡基本特征的基础上,指出该边坡变形坍塌的成因是由于自身稳定性较差,加之人类工程活动和雨水共同影响的结果。采用极限平衡法计算评价了该边坡在天然状态和饱和状态两种工况下的稳定性,并提出了防治建议,为边坡加固设计提供依据。     

黄土边坡稳定性分析方法研究

研究目的:为了寻求一种新的黄土边坡稳定性分析方法,解决极限平衡法不能将黄土垂直节理发育特性纳入到分析过程中的弊端,本文采用ABAQUS软件,利用有限元法对黄土路堑边坡进行数值模拟,在黄土边坡稳定性分析中对岩、土体内部节理、裂隙参数进行计算.研究结论:利用有限元法对黄土边坡的稳定性进行分析,能够考虑黄土边坡垂直节理发育的特性,与极限平衡法相比,有限元法对黄土边坡稳定性分析具有明显的优越性.算例表明ABAQUS有限元软件中的节理材料模型适用于黄土边坡,ABAQUS软件在黄土边坡稳定性分析方面具有良好的适用性.     

黄土地区铁路近接路基变形分析及监测研究

黄土地区近接路基段由于施工难度大,牵制条件多,且新建线建设对既有线会产生附加影响,成为铁路建设工程中的控制性工程。以实际工程为背景,结合静动荷载力学模型,基于各阶段监测数据,研究近接路基变形规律。结果表明,既有线填筑阶段,沉降值随时间的增长逐渐增大,前期增长速率快,后期增长速率低,采用修正的Burgers模型可高度拟合;既有线运营阶段,沉降随运营时间的增加而增加,运营约2.5年时基本稳定,采用循环荷载下力学模型可高度拟合;新建线旋喷桩复合地基施工阶段,隆起量随各排高压旋喷桩施工均呈现先增加后波动性减小的现象,且当旋喷桩施工至距离顶面1/3～2/3位置时,对既有线影响最大;随着垫层及路堤本体填筑高度的增加,附加沉降值均随填筑高度增加和距离帮宽侧路肩长度减小呈现非线性增加。     

北盘江大桥岸坡变形及破坏模式模型试验研究

根据北盘江大桥岸坡地质情况，利用模型相似原理，建立北盘江大桥岸坡模型。通过模型试验分析岸坡在强大桥基荷载作用下的破坏模式，并分析在设计荷载下岸坡的变形特征及稳定性。     

黄土地区管道沿线填土边坡滑坡发生机理和防治对策

应用数值模拟方法,对黄土地区管道沿线填土边坡滑坡病害的发生机理进行研究。主要包括3种工况：自然斜坡的初始应力场回归、填土在自重作用下的固结沉降及降雨对坡体变形的影响。结果表明：填土在自重作用下产生固结沉降以及向临空面方向的卸荷变形,在此应力重分布过程中,填土坡面以及坡体上部产生大量张拉破坏单元;降雨是填土边坡变形破坏的主要诱因,一方面增加了填土坡体的容重,另一方面,沿张拉裂缝下渗的雨水软化了填土与原自然坡面的接触带,导致了填土高边坡的滑动失稳。在稳定性评价的基础上,根据管道所处边坡部位的特殊性,采用锚管构架、锚索地梁以及反向坡排水等工程措施对工点病害进行治理。计算结果和现场监测资料表明,治理后的坡体变形得到了有效控制。     

蒙华铁路黄土滑坡风险评价研究

为了降低滑坡等不良地质在铁路建设和安全运营过程中产生的危害,在选线过程中需对区域内不良地质发生的风险进行评估。以蒙西至华中煤运通道工程黄土高原区为研究对象,基于遥感与GIS技术开展区内黄土滑坡风险评价研究,通过GIS技术分析滑坡与环境要素的内在联系,确定18个滑坡影响因子并进行定量研究;根据区内滑坡遥感解译成果和影响因子数据建立加权叠加模型,实现滑坡风险等级区域划分,并提出一种新的因子权重计算方法:通过建立滑坡因子变异系数在滑坡处与研究区的数学关系确定因子权重,具有客观可靠性;基于黄土滑坡风险评价结果,对拟选线位进行方案比选,提出最优线位通过方案。研究成果可应用于铁路工程选线设计和防灾减灾等工作。     

合福高铁某隧道进口高边坡稳定性分析

对合福高铁某隧道进口高边坡的工程地质条件进行勘察,并依此进行边坡稳定性分析。根据某隧道进口高边坡的特点,选择典型断面,分别采用极限平衡法和有限元强度折减法建立分析模型,系统分析高边坡在开挖完成后的稳定性以及支护条件下边坡的稳定性,为边坡支护设计提供理论依据。     

黄土及其边坡稳定的一些探讨

研究目的:通过观察黄土的一些自然特征,探讨水对黄土的作用方式,分析黄土边坡坡度与水之间的作用关系,以便工程边坡设计时充分考虑水对边坡稳定的作用,安全合理地确定边坡坡率和防护措施。研究结论:黄土的结构强度和抗剪强度对水极其敏感,抗剪强度中粘聚力随含水量的增加而迅速降低;边坡稳定取决于能否形成坡面浸润带,浸润带的强度随含水量的增加而迅速减小;高角度针状孔隙的存在是黄土直立性的本质所在;稳定的自然黄土边坡和窑洞边坡是物竞天择的科学选择,值得我们借鉴。     

黑色岩体边坡破坏的内在机理研究

研究目的:贵广线桂林段沿线由黑色岩层构成的岩体边坡在外界环境作用下,较容易发生失稳破坏,对该铁路的设计运营均会带来不良影响.因此通过对黑色岩体边坡破坏的内在机理进行研究,从而为将来该类型边坡的治理提供理论依据.研究结论:指出黑色岩体边坡产生风化破坏的条件为边坡岩体节理裂隙发育、存在地表水流和一定含量的黄铁矿.研究发现黄铁矿氧化作用产生的酸性水是引起黑色岩体边坡破坏的主要因素,该化学作用可造成岩体内部孔隙空间变大、物质成分溶解流失及岩体结构面颗粒间摩擦力的减弱.通过对黑色岩层边坡破坏的内在机理研究,建议今后对该类边坡的治理应从酸性水产生的根本着手,即采取一些遏制黄铁矿风化氧化及物质成分蚀变方面的工程措施.     

黄土高堑坡稳定与防护的最佳坡形研究

通过离心模型试验，研究降雨对黄土堑坡的稳定性影响，提出黄土高堑坡的最佳设计坡形。坡形采用阶梯状多级矮坡，这种阶梯状多级矮坡集边坡防护、水份涵养、生态恢复与景观美化多功能于一体，不失为黄土地区公路高边坡的一种完美坡形，为“生态边坡”这一目标的实现奠定了基础。     

宝兰二线黄土路堑边坡处理

对既有铁路黄土路堑边坡地质灾害进行了调查、研究和分析 ,结合宝兰二线工程的具体情况采用了合理的工程处理措施。