Hoek-Brown准则参数对边坡稳定性影响的敏感性分析

Hoek-Brown经验强度准则具有能够反应岩体的固有特点和非线性破坏特征,解释低应力、拉应力区及最小主应力对强度的影响等特点,已成为岩体工程中应用最广泛的准则之一。但是,在确定Hoek-Brown准则参数时主观因素影响较大。分析了Hoek-Brown准则中完整岩石经验常数mi、完整岩体单轴抗压强度σci、地质强度指标GSI、岩体弱化因子D等参数对内摩擦角、粘聚力c以及边坡安全系数F影响的敏感性,以期对Hoek-Brown准则参数取值提供帮助。

基于数值模拟分析的土石坝泄洪与蓄水过程安全预测

针对土石坝在泄洪及蓄水过程中较易诱发影响其稳定性的突发事件的部分因素,利用数值分析法模拟了其作用机理,找出了一些可利用的规律。据此,可在不知泄洪或蓄水可能在某一状态会带来不良后果的情况下去预测坝体在水位达到一定高度时的破坏状态,旨在为工程提供一定的加固依据,达到防灾减灾的目的。同时,利用有限元分析方法分析可能的危险状态下坝体内部系统作用状态,从理论上进一步验证在该状态下的坝体稳定状况。

冻融循环条件下层理砂岩卸荷力学特性试验研究

研究层理砂岩在两种含水状态(自由饱水与真空饱水)、不同冻融循环次数(0次、20次、40次、80次、120次)条件下的三轴卸荷力学特性.研究表明:砂岩的强度随着冻融循环次数的增加而降低,真空饱水组的劣化程度较自由饱水组剧烈,外观损伤破坏主要出现在岩样端部边缘和层理面附近.加载与残余变形阶段产生轴向应变;卸荷阶段,围压降低与变形增长具有良好的相关性,随着冻融次数增加,卸荷阶段应变量减少,冻融作用对卸荷效应更敏感.冻融次数对破坏模式的影响有一定规律但不显著,试样破坏以剪切破坏为主,但随着冻融次数的增加,张拉破坏有增强的趋势.

某水电站开挖岩质边坡稳定分析及加固措施优化

某水电站泄洪洞进水口边坡为典型的岩质高陡开挖边坡,其稳定性对水电站的安全施工及运行影响重大。为此,建立了泄洪洞所在开挖高边坡的三维有限元模型,并运用有限差分软件进行稳定性分析计算;综合考虑边坡在天然、开挖、卸荷、暴雨蓄水、地震工况下的应力、应变的大小及分布状况,同时结合典型剖面边坡二维极限平衡计算,计算结果中的安全系数大小,综合分析判断泄洪洞进口边坡的稳定性状况;最后结合稳定性分析结果对边坡的加固措施进行了优化分析。成果为工程施工提供参考依据。

开挖卸荷速率变化对岩质边坡应力应变影响作用研究

基于卸荷岩体力学理论及方法,应用FLAC3D有限差分计算软件,在数值分析中模拟不同速率的边坡开挖。并在不同开挖速率下,对考虑及不考虑边坡岩体卸荷变化条件下开挖边坡的应力应变特征进行了对比分析。结果表明:在考虑岩体开挖卸荷作用的前提下,开挖速率越慢,开挖过程中边坡模型的应力应变越小,塑性区范围也越小;而在不考虑岩体动态开挖卸荷作用时,开挖速率对边坡最终的应力应变以及塑性区大小并无直接影响。因此,在实际施工中应充分考虑动态卸荷作用以及开挖速率的影响,注意控制开挖进度,开挖后应对开挖边坡及时进行加固。

深部软弱岩体置换体对岩质边坡支护效果分析

大岗山水电站右岸边坡位于大渡河断裂和磨西断裂所切割的断块上,地震发生频繁且烈度高,岩体卸荷强烈,构造稳定性差,裂隙发育集中。已有研究成果显示出边坡开挖过程中锚索支护的重要性,也有较多学者对抗剪洞支护的设计进行了较全面的研究。在已有的锚索支护基础上,基于卸荷理论对设计抗剪洞的再次支护效果和和采用拟静力法模拟的抗震效果进行评估,通过不同高程的关键点的位移响应,较系统地论证抗剪洞设置的必要性。通过研究应力的变化发现锚索支护段和抗剪洞支护段之间形成较为明显的拉裂区域。对工程后期监测提出建议。

金川水电站边坡变形体岩体强度参数反演分析

以金川水电站泄洪洞进水口边坡纵剖面为计算剖面,基于极限平衡理论和方法,首先计算天然工况、暴雨工况和地震工况下剖面的稳定性,并确定最危险工况为暴雨工况,然后以最危险工况下规范规定的最低安全系数为反演目标,对变形体岩体强度参数进行反演分析,最后结合工程实际确定合理的变形体岩体强度参数。计算结果表明:在安全系数一定的情况下,岩体内摩擦角与黏聚力之间呈反比关系;确定变形体浅层强度参数c=150.00 kPa、φ=24.0°,深层强度参数c=309.00 kPa、φ=34.9°,在该参数情况下,边坡天然工况下处于稳定状态。

丹巴水电站高埋深下含片理试验洞稳定性研究

四川大渡河丹巴水电站引水隧洞周围岩体以石英云母片岩为主,具有不同片理角度,在高埋深下对隧洞围岩稳定性的影响尤其值得关注。为了引水洞的安全施工,有必要对模拟探洞进行充分研究,利用有限元分析程序ANSYS和大型岩土工程差分软件FLAC3D,研究高埋深条件下岩体稳定性及片理角度对隧洞围岩稳定性的影响,设计埋深为600 m、800 m、1 000m与1 200 m,选择最不利埋深进行片理角度模拟研究,研究结果表明:随着开挖埋深的增加,洞室围岩的位移基本呈线性增加,出现明显的应力集中现象,埋深越大应力值越大并且随着片理角度的增大而愈加显著;开挖后洞室周围出现明显的塑性区,先是在洞壁出现,埋深越大塑性区范围越大,最终在洞室周围呈剪状分布,最后建议模拟试验洞的开挖宜选择高埋深条件下陡倾角片理面成洞,以此来反映最不利情况。

如美水电站坡体变形破坏的地质模式

边坡的工程地质模式可归纳为有明显控制性结构面和无明显控制性结构面的边坡工程地质模式。在实际工程中,边坡的破坏大都是受结构面控制的,结构面很大程度上决定了边坡破坏的模式、滑动的方向和滑动坡体的大小。结合祁生文等的研究成果,通过对如美水电站的地质调查,对工程区内坡体的破坏模式进行研究分析。结果表明:坝址区内结构面控制着边坡的变形破坏,其变形破坏模式符合祁生文等提出的当岩质边坡具有明显控制性结构面时,边坡的变形破坏决定于结构面的形态特征及与边坡特征的组合形式。如美水电站坝址区内结构面的形态特征主要表现为缓倾坡外,边坡的破坏形式也主要表现为顺结构面向坡外滑动。

强震作用下苏家河口面板堆石坝动力响应

为了分析苏家河口面板堆石坝坝体在强震作用下的安全性能,建立了面板堆石坝的整体三维有限元模型和面板、趾板子模型,采用Hardin-Drnevich本构模型,对坝体在强震作用下的动力响应规律进行了详细分析。结果表明,在0.38g的强震作用下,面板堆石坝的加速度、动位移、动应力以及垂直缝和周边缝的动变形分布符合一般规律,未发现有特殊不利的现象,整体上满足抗震要求,但是坝体顶部振动的"鞭梢"效应比较明显,在3/4坝高以上坝顶区域以及靠近下游坡面处存在较小的拉应力区域。建议加强3/4坝高以上区域面板、坝顶及下游护坡的抗震工程措施,以保证大坝在强震下的安全。

非贯通节理岩体单轴压缩试验研究

对不同节理倾角、不同节理连通率的预制节理圆柱形岩体试样进行单轴压缩试验。结果表明:试样的强度、变形特性及破坏模式与节理构造形态密切相关;在不同节理连通率下,不同角度的非贯通节理试样的力学特性均表现出各向异性特征,随着节理连通率的增大,各向异性特征越来越明显,岩体峰值强度逐渐下降,岩体在弹性阶段的最大弹性模量也逐渐降低;相应地,试件的破坏模式也变得更加复杂,随着节理连通率的增大,应力-应变曲线的斜率逐渐减小,曲线出现多个峰值,且有较明显的屈服平台;非贯通节理岩体峰值强度和弹性模量随节理连通率的非线性变化规律,可分别采用二次和三次多项式函数表示,其系数与节理倾角有关;非贯通节理试样的裂纹变化特征与节理连通率、节理倾角有着密切的联系。

不同连通率节理岩体三轴加卸荷力学特性试验研究

对3种节理连通率条件下的预制非贯通节理岩体试件进行三轴加卸荷试验,对比分析其加卸荷条件下的应力–应变关系曲线特征、破坏形态以及强度特征,同时分析卸荷条件下非贯通节理试件的变形以及强度特征与节理连通率之间的关系。结果表明:(1)非贯通节理岩体加卸荷条件下均表现出各向异性力学特性,且随着节理连通率的增大,这种各向异性特性表现的更为明显;(2)卸荷条件下,试件产生的裂纹更多,破坏程度更高;(3)节理连通率对试件卸荷阶段的变形特性影响显著,变形模量随着连通率的增大而逐渐减小;(4)各节理角度下,非贯通节理岩体卸荷阶段变形模量降幅、卸荷当量峰值强度与连通率k之间的关系可用线性函数表示;(5)随着节理连通率的增大,加载条件下岩体峰值强度逐渐下降,卸荷条件下试件抗剪强度参数黏聚力和内摩擦角均随之逐渐减小。