高位危岩体稳定性评价及加固处理措施研究

在工程建设过程中,往往会遇到高位危岩体的稳定性问题,合理的分析判断危岩体的形成条件、破坏模式及稳定性情况尤为重要。以某工程高位危岩体的实际工程状况为依托,对危岩体的形成条件、破坏模式进行了详细的阐述说明,并应用极限平衡法和数值模拟对含危岩体的边坡进行了稳定性分析,发现含有危岩体的边坡在天然工况、降雨工况和地震工况下稳定性都比较差。

顺层岩质边坡稳定性分析及加固设计研究

以南京市栖霞古镇顺层岩质边坡为例,采用极限平衡法和强度折减法对开挖后边坡的稳定性、失稳原因和变形特征进行分析。针对边坡潜在的滑坡问题进行加固设计,模拟不同长度和倾角组合下锚杆加固效果,根据边坡稳定性系数及锚固后边坡位移和应力分布情况,确定锚杆长度7 m、倾角20°为最佳方案,并结合其他加固措施提高边坡的稳定性,分析结果表明,加固后边坡稳定性系数满足规范要求,边坡位移控制在安全范围内,加固设计方案合理可行。

宜兴牛犊山某高边坡降雨条件下饱和—非饱和边坡稳定性分析

本文以宜兴牛犊山体边坡为研究对象,采用流固耦合数值模拟法对强降雨条件下饱和—非饱和边坡稳定性进行计算分析。结果表明:在强降雨条件下坡脚不同深度岩土体的孔压、饱和度等渗流参数随时间变化趋势近似;强降雨导致边坡浅层岩土体孔隙水压力由-5kPa增大为0kPa,液体体积分数由10%增大为30%达到饱和状态,浅层岩土体基质吸力消失,抗剪强度降低,引起边坡失稳;应变塑性区首先由坡脚展开逐渐扩展到坡顶,形成贯通面导致边坡失稳;强降雨前后边坡稳定系数由1.10降低到0.89,可知对于自重状态下欠稳定边坡,强降雨是边坡失稳的直接诱因。研究降雨对上覆粉质黏土的非饱和高边坡稳定性的影响机制,可对该类边坡治理提供参考。

秦望山隧道南口高陡岩质边坡稳定性分析及治理效果评价

滑坡作为一种常见的地质灾害严重影响工程的安全与稳定和人类的生命财产安全。边坡稳定性受岩土体力学性质、地形地貌条件和周边环境等因素影响。本文以秦望山岩质边坡为研究对象,采用3DEC数值模拟软件分析了边坡治理前后不同工况下边坡的稳定性。稳定性分析结果表明治理加固后各工况下坡体位移均明显减小;通过对治理后滑坡的裂缝变形和锚索应力监测数据进行分析,验证了边坡治理措施的有效性。

岩质边坡表层黏性客土抗裂特性试验研究

客土喷播是当前对于裸露岩质边坡生态修复的一种常用技术。然而,边坡表层黏性客土在干旱的气候条件下,内部水分大量流失将容易产生干缩、开裂现象,进而影响坡面的整体稳定性,以及表面植被的生长。本文针对边坡表层黏性客土开裂问题,通过改变土体厚度,以及制备不同聚氨酯(PU)浓度的高分子复合黏性客土,开展一系列室内蒸发试验,以分析土体表面裂隙发育特征,并结合数字图像处理技术(PCAS),对裂隙网络的几何形态进行定量分析,进一步探究土体厚度和高分子添加剂浓度对其裂隙发育的影响。

江苏残坡积土质滑坡预警模型和判据研究

以江苏省典型的雪浪山残坡积土质滑坡为例,根据5个单次降雨过程中滑坡体土壤含水率动态确定了前期降雨影响的时间跨度为10 d和每日的有效降雨系数,在此基础上对传统的有效降雨量模型进行了修正。通过对38个残坡积土质滑坡实例的有效降雨量频次统计确定了3~5级滑坡预警的临界有效降雨量分别为50 mm、80 mm和170 mm,研究结果在2019年3次降雨过程中得到了验证。

含水率对下蜀土抗剪强度的影响

为研究不同剪切方式中,含水率对下蜀土抗剪强度的影响,选取下蜀土为研究对象,进行多组原状土样的快剪、慢剪和反复直剪试验。试验结果表明：下蜀土试样含水率在19%～28.2%之间变化时,随着含水率的增加,土的抗剪强度总体呈下降趋势,但不同剪切方式中影响规律不同。快剪试验中,含水率对土体抗剪强度的影响较大,当含水率增加到23.5%附近时,黏聚力和内摩擦角均急剧下降;慢剪和反复直剪试验中含水率对土体的抗剪强度影响较小。快剪和反复直剪试验中,土的抗剪强度主要受黏聚力控制;慢剪试验中,土的抗剪强度主要受内摩擦角控制。快剪、慢剪和反复直剪分别模拟下蜀土滑坡中的快速滑动、缓慢滑动和古滑坡的再次滑动,试验结论可为不同类型下蜀土滑坡的防治工程提供参考。

无锡市雪浪山滑坡监测及诱发因素分析

为研究无锡市雪浪山滑坡的成因机理,在滑坡后缘岩体裂缝处布置了4支裂缝计并开展了连续监测,获取岩体裂缝1-4月份的活动性特征。监测及研究表明：边坡顺层及泥岩夹层是雪浪山滑坡的两大内因,降水及低温则是该处滑坡的两大外在诱发因素;日降水量20 mm、前2 d累积降水量30-40 mm、前3 d累积降水量40-50 mm,可作为雪浪山滑坡地质灾害预警预报的临界预警指标。

剑麻纤维复合黏性土裂隙发育特征及其机理研究

土体开裂一直是地质工程领域内的一个研究热点。近年来由于受到极端天气的影响,在干燥的气候条件下,水分的蒸发将导致黏性土表面及内部产生干燥,进而收缩、开裂,发育成纵横交错的裂隙,使地面及其上建筑物产生破坏。本文针对黏性土干缩开裂的问题,通过添加剑麻纤维制备得到纤维复合黏性土,并开展一系列干湿循环试验。试验以添加不同剑麻纤维含量(Cf=0、0.1%、0.3%、0.6%)作为变量,共制备4组试样,且每组均含3份对照试样。将试样置于20℃的恒温养护箱中进行干燥,实时记录其裂隙发育过程,并结合数字图像处理技术(PCAS),对土体表层裂隙网络的几何形态进行了定量分析,以探究纤维对黏性土裂隙发育的影响。试验结果表明:(1)随着黏性土中所添加剑麻纤维含量的不断增加,其表面产生裂隙的长度、宽度及被裂隙所分割的土体区块面积均不断地减小。(2)通过对黏性土进行干湿循环试验可知,试样中剑麻纤维含量越高,每一次干湿循环后其表面裂隙"愈合"效果越好,同时整体稳定性得到一定程度的提升。

采矿引起的将军崖岩画区倾倒变形机理及治理措施分析

针对连云港市锦屏山磷矿采空区引起的将军崖岩画区岩体开裂问题,通过现场调查,采用理论分析和数值模拟方法,分析了采空区周边岩体倾倒变形的发展历史及成因;利用UDEC软件模拟了采矿开挖过程对周边围岩变形的影响,结果表明:倾倒变形体的破坏模式为弯曲-倾倒-拉裂变形破坏,产生裂缝的上盘边界角为55°,岩画区总体水平位移0.3~0.4 m,竖向位移0.5~1.0 m,最大开裂宽度约5 cm,深度约10 m,模拟得到的结果与实际调查的结果基本一致。此外,采用数值模拟的手段预测采空塌陷区在地震等外力作用下将产生进一步沉降,可能引发岩画继续开裂。为控制岩画区的开裂,采用预应力锚索和灌浆的方法对岩画区变形岩体进行加固设计,并取得了良好效果。

降雨条件下非饱和土滑坡渗流变形模拟分析及工程治理

以G104国道丁山服务区西侧滑坡为研究对象,根据勘查和室内试验结果,结合反演方法确定滑坡滑带土强度参数。设定了降雨入渗模型、建立滑坡体数值模型,运用非饱和土渗流理论对边坡进行渗流场和应力场耦合分析。通过有限元方法模拟降雨96h,对孔隙水、渗流、位移和边坡稳定性分析。结果表明:降雨过程中,孔隙水压力与坡体位移有明显相关性,坡顶X分量位移较大,坡体的浅层、坡体上部孔压及位移变化较大,因而容易引发后缘拉裂缝、浅层滑塌,降雨后期坡体持续蠕移,引发边缘剪切裂缝,进而诱发整体性滑坡。削坡和挡墙能够提高坡体稳定性,格构、绿化、截排水工程能够减小降雨对坡顶稳定性的影响。

含水率对粉砂质泥岩力学特性影响试验研究

以清明山软硬互层边坡中的粉砂质泥岩为样本通过配置不同含水率的重塑样进行直剪试验,研究含水率对粉砂质泥岩力学特性的影响。研究发现:干燥试样、5%含水率试样的切向应力—切向位移曲线表现为明显的峰值曲线; 10%含水率试样表现为不明显的峰值曲线;对于饱和含水率试样,曲线表现为指数型曲线。随着含水率的增加,粉砂质泥岩的抗剪强度急剧减弱黏聚力随着含水率的增加而减弱;内摩擦随着含水率的增加而减小。

牛首山某边坡稳定性分析及评价

以牛首山地区边坡为研究对象,结合工程地质报告及勘察资料,采用基于极限平衡法的软件对牛首山某边坡稳定性进行分析评价,提出边坡局部加固以及整体治理措施。结果表明,不满足稳定要求的滑动面主要分布于边坡中部,建议布置锚拉抗滑桩、预应力锚索框架梁进行局部加固。计算得到加固后滑坡滑动带顶、底面上部岩体的稳定系数。分析表明滑动带顶、底面上部岩体在天然和暴雨工况下均处于稳定状态,验证采取的治理措施能有效提高滑坡的稳定性。

蠕变作用下将军崖岩画区岩体变形机理与加固方案研究

针对全国重点保护文物连云港将军崖岩画区岩体因锦屏磷矿开采出现严重开裂的问题,在现场调查的基础上,利用3DEC软件对岩画区因蠕变作用造成的岩体变形情况进行了数值模拟.结果表明,变形体的破坏模式为弯曲—倾倒—拉裂破坏,在岩体蠕变作用下,采空区顶板不断倾倒下沉,40年间位移量达25 cm,岩画区岩体呈现加速拉裂趋势,最大开裂宽度达到1.5 cm,延伸深度约20 m,模拟得到的结果与实际调查的结果基本一致.采用无黏结型预应力对穿锚索和端头锚索相结合的方法加固后,通过3DEC软件模拟加固20年后岩体的变形.结果表明,岩画区各监测点位移曲线斜率趋于一致,岩画区东西边界位移差曲线近于水平,监测点总位移差由未加固时的8 cm下降到4.5 cm,水平位移差则由未加固时的6 cm下降到3 cm,证明该方案加固效果良好.

某水库大坝西侧山体滑坡稳定性分析及治理措施

以某水库大坝西侧山体滑坡为研究对象,采用FLAC^(3D)数值模拟软件分析了滑坡治理前后天然和暴雨工况下的滑坡稳定性。稳定性分析结果表明,治理前在天然工况下,最大位移约4.71 cm,坡体基本稳定,但在暴雨工况下,坡体滑动剧烈,最大位移达到4.01 m,坡体处于不稳定状态;治理加固后天然工况下最大位移减小到2.08 cm,暴雨工况下坡体最大位移减小到10.42 cm,均明显减小;抗滑桩治理滑坡效果较为理想,达到预期治理效果。

无锡阳山落石冲击力计算及灾害治理设计研究

以无锡市阳山北侧废弃采石宕口崩塌地质灾害治理工程为例,对常见落石冲击力计算方法,即路基手册法、隧道手册法和杨其新法,进行比选,并结合计算结果进行防护工程设计。通过对3种方法的比较分析,发现路基手册法中参数容易确定,计算结果相对可靠;隧道手册法中缓冲土层设计厚度不可直接用于计算,当缓冲土层厚度大于0.3 m时,计算所得冲击历时过长,与实际情况不符;杨其新法计算结果与路基手册法接近,结算结果稍微偏小。考虑到工程的安全性和可靠性,推荐路基规范法进行冲击力计算,采用缓冲土层加拦石墙的组合形式进行崩塌落石地质灾害治理。

江苏汤山方山国家地质公园方山组地层剖面保护与设计研究

上新世方山组玄武岩为陆相基性火山岩,其地层主要位于江苏汤山方山国家地质公园方山园区内,是重要的地质遗迹资源.方山组地层剖面的保护对于方山火山机构等地质学的研究具有重要的研究意义及良好的科普价值.项目组经过对方山公园园区的现场调查、综合分析,选择合理的地层剖面保护线路,设计了地质灾害治理工程、科考设施工程、景观工程、排水工程等手段,使得方山组地层剖面保护工程取得了良好的效果,为类似的地质遗迹保护工程提供了参考依据。

SLIDE和FLAC在某水电站边坡稳定性分析中的应用及对比

为比较SLIDE和FLAC这2款软件在分析边坡稳定性、计算边坡安全系数时的差异,利用这2款软件对福建省关公凹水电站某开挖边坡进行稳定性分析并求解安全系数。模拟过程中发现,SLIDE软件需要预先设定滑动面的形态和滑动面圆心的范围,滑动面形态和滑动面圆心范围设置的不同将会导致计算得到的安全系数有很大的差异,这使得SLIDE软件求解安全系数时受主观性影响大,导致误差增大。通过计算发现,运用SLIDE软件进行计算时,设置集中搜索框与否对计算所得的安全系数影响很小。与SLIDE软件不同,FLAC考虑了岩体的应力应变关系,能通过模仿材料性能找到破坏面,无需人为设置破坏面,得到的滑动面比SLIDE软件中假定的圆弧滑动面更加合理,强度折减法得到的安全系数更加准确。所得结论对其他类似工程具有一定指导作用,对使用这2款软件的业内人士有一定帮助。

南京市富源铁矿采空塌陷形成机理及危险区预测研究

针对南京市富源铁矿采空引起的地面塌陷问题,通过现场调查、工程地质勘探等方法查明采空塌陷区地质环境背景条件、矿体特征、开采状况以及地面塌陷灾害发育特征,分析采空塌陷的形成机理,利用通用离散单元法程序模拟采矿开挖对周边围岩、地面变形的影响,数据分析显示-20 m^+24 m矿体采空是诱发地面塌陷的主要原因,将危险区分为陷落区和开裂变形区,预测陷落区不稳定,有进一步整体塌陷的可能.

基于颗粒流方法的典型下蜀土边坡滑动过程分析

基于颗粒流方法,采用双轴模拟试验对下蜀土颗粒流模型细观参数进行标定,并利用细观参数对位于南京市挹江门街道旅游学校西侧山体的下蜀土滑坡进行数值模拟,研究滑坡变形破坏及滑动全过程。结果表明,滑坡最先在剪出口处发生变形,随后坡顶出现拉张裂隙并持续扩张,最终形成圆弧形滑面,为小型高速牵引式滑坡,滑坡土体停止滑动并最终在坡脚附近发生堆积。滑坡模型模拟的最终形态与实际滑坡形态相似,模拟滑距与实际滑距基本一致,结果较为可靠,可以对宁镇地区下蜀土滑坡破坏过程分析、划分致灾范围及工程治理提供依据。