基于图表法的岩质斜坡永久位移快速计算方法

岩质斜坡地震稳定性的快速评价是学者们关注的热点和难点。传统上,大多数研究采用图表法得到的安全系数快速评价岩质斜坡的地震稳定性,目前缺乏快速计算岩质斜坡临界加速度的方法。如何构建临界加速度模型是计算斜坡永久位移的前提条件。为此,采用有限元极限分析方法(平均界解)和广义Hoek-Brown强度准则,提出了一种快速计算岩质斜坡临界加速度的新方法。对概化岩质斜坡进行数值建模,基于1 960次的案例计算结果,绘制了岩质斜坡临界加速度图,通过2次拟合统计分析,构建了岩质斜坡临界加速度与斜坡几何条件和强度参数的函数表达式,并将本文方法与Newmark模型和数值解进行了比较。结果表明,本文方法的计算精度比Newmark模型更接近数值解。所开发的岩质斜坡永久位移计算方法高效、便捷,不仅能够用于单体斜坡地震稳定性的快速计算,还可以为计算区域尺度内大量斜坡的永久位移提供技术支撑。

红黏土固结压缩过程中电阻率结构特性试验研究

电阻率结构特性参数作为土体结构的量化参考指标,能有效地反映土体压缩固结过程中的结构变化特征。以云南红黏土为例,通过改进的固结压缩电阻率测试仪,测试固结压缩过程中红黏土的竖向和横向电阻率,探讨电阻率结构特性参数(结构因子、形状因子、各向异性系数)的变化规律,采用综合指数法和主成分分析法提出了红黏土压实度的电阻率结构特性参数综合评价指标。结果表明:随着竖向多级荷载连续施加,红黏土竖向电阻率、横向电阻率、平均结构因子和平均形状因子均呈现逐渐下降趋势,而各向异性系数呈现先下降,后缓慢上升至稳定趋势;电阻率结构特性参数能间接反映红黏土的结构强度和颗粒间胶结状态,红黏土结构特性综合评价指标E R与压实度K之间存在定量化关系,拟合精度较高。采用该指标评价红黏土压实度具有可行性,可为红黏土碾压工程压实度的快速检测提供更为便捷的途径参考。

红粘土电阻率影响因素分析及其预测模型构建

电阻率法能有效反映土体物理指标和结构特性,具有高效、便捷、无损等特点。以红粘土孔隙水、含水率及孔隙率为关键因素,开展红粘土电阻率特性及其模型试验研究,考虑到电极面积对测试电阻值的影响,提出了接触电阻的修正公式,并引入结构因子反映孔隙水对红粘土电阻率的影响,建立红粘土电阻率预测模型。结果表明,接触电阻率修正公式能有效减少接触电阻的试验误差;红粘土电阻率、结构因子随着含水率的增加而减小,随着孔隙率的增加而增大,均呈现出幂函数关系;红粘土电阻率影响因素相关性为孔隙水>含水率>孔隙率;以接触电阻、孔隙水、含水率和孔隙率为变量构建的红粘土电阻率预测模型,拟合精度较高,可为评价红粘土物理指标和结构特性提供参考。

热解过程中油页岩弹性模量变化规律

为预测原位热解工艺带来的采区水文地质环境变化,通过控制热解温度和时间以研究不同热解程度油页岩的弹性模量变化规律。分析了油页岩弹性模量变化机理,结合油页岩热解反应速率方程,提出了热解过程中油页岩的弹性模量定量计算模型。将弹性模量试验值与计算值进行了对比分析,结果表明:计算值与试验值较为吻合,两者误差较小,提出的定量计算模型能较准确地估算热解过程中油页岩弹性模量。该模型对油页岩原位热解采区孔隙率、渗透率、地下水污染物运移模拟研究具有一定借鉴意义。

地震作用下反倾向层状岩质边坡弯曲倾倒稳定性分析

当前关于弯曲倾倒破坏的研究鲜有涉及到地震荷载,地震荷载对反倾向边坡弯曲倾倒稳定性的影响规律尚不清楚。为了解决上述问题,提出一种分析地震作用下反倾向层状边坡弯曲倾倒稳定性的极限平衡方法,该方法认为边坡发生破坏时,坡体内部应力达到极限平衡状态,即基于边坡破坏面计算得到的坡脚岩层剩余下滑力(倾倒力)为0。基于静力等效替代思想推导了推力线高度的计算公式;通过严格的力学推导确定岩层的稳定区域、破坏区域及破坏区岩层的破坏模式,并通过逐步迭代的方式计算坡脚剩余下滑力(倾倒力)。选用皖南板岩边坡作为工程实例,计算结果表明采用本文方法得到的边坡破坏面和稳定系数是合理可信的。通过地震影响系数的敏感性分析发现,随着地震影响系数的增大,坡脚剩余下滑力(倾倒力)增大,而边坡稳定系数减小,边坡更容易发生浅层破坏,变得愈发不稳定。

下覆基岩断层对边坡稳定性的影响分析

论文以云南省昌宁县河西水库滑坡为例,采用ANSYS有限元软件建立下覆基岩断层边坡模型,基于有限元强度折减法开展不同断层类型和断层倾角对边坡稳定性的影响研究。结果表明:当边坡为下覆平移断层时,随断层倾角的逐渐增大,边坡稳定安全系数呈现出先增大后减小的趋势,而断层在坡体中所处位置对其影响作用不明显;相比之下,正断层和逆断层对滑坡的孕育分别具有抑制和促进作用,研究可为边坡稳定性分析和滑坡的防治提供理论参考依据。

基于临界位移等值线的多阶边坡多级滑动面搜索方法

搜索临界滑面是边坡稳定性分析及滑坡防治的关键,但坡体内次级滑动面隐患亦不容忽视。根据位移变形的分析方法认为边坡临界滑面位于位移等值线最密集处,但需深入探讨定量化评判临界滑面与位移等值线的重合度及定位次级滑面。以典型多台阶边坡为例,借助FLAC^(3D)平台,提出了边坡临界位移等值线的概念,通过逐步增加最大不平衡力比作为收敛条件获取坡体内剪应变增量极大值点,采用最小二乘法进行拟合,并计算剪应变增量极值点拟合曲线与位移等值线的最小相关面积,最终筛选确定边坡临界位移等值线,以表征多级临界滑动面的分布规律。通过多台阶边坡安全系数云图与工程实例验证了方法的合理性和可行性,计算结果表明该方法不仅可以得到最危险临界滑动面,还能获取次级滑动面的形态特征及安全系数,搜索结果更加直观可靠。