Simulation study of the void space gas effect on slope instability triggered by an earthquake

This study aims at exploring the void space gas effect of earthquake-triggered slope instability and providing a new method for studying the formation mechanism of earthquake-triggered landslides. We analysed the basic characteristics, kinematic characteristics, initiation mechanisms and physical mechanical parameters of the Daguangbao landslide, generalized a landslide prototype, and established a geological model and performed simulation tests. Based on the seismic wave propagation theory of rock-soil mass, rock fracture mechanics and the effective stress principle, we found that the void space gas effect is due to the occurrence of excess void space gas pressure when the dynamic response of seismic loads impacts the void space gas in weak intercalated layers of the slope. The excess void space gas pressure generated by the vibration(earthquake) damages the rock mass around the void space with a certain regularity. The model test results show that the effective shear strength of the rock mass can be reduced by 4.4% to 21.6% due to the void space gas effect.

确定斜坡地基比例系数m值的模型试验研究

为研究斜坡坡度及水平荷载作用角度对斜坡地基比例系数m值的影响,设计并完成了一系列斜坡地基刚性桩水平承载室内模型试验,测得了不同斜坡坡度及水平荷载作用角度下地基比例系数m值.试验发现:斜坡地基比例系数m值随地面处桩身水平位移x、斜坡坡度α及水平荷载作用角度β增加呈非线性减小,当x>10mm时,m值几乎保持为一定值,并据此建立了斜坡地基比例系数m值与坡度α及荷载作用角度β之间的拟合关系式.理论与试验对比分析表明:根据考虑斜坡空间效应影响确定的斜坡地基比例系数m值,计算得到的桩身内力、位移与实测结果最接近,最大计算误差小于10%;斜坡桩基设计时,建议取地面处桩身水平位移x=10mm对应的m值.

基于拱效应的边坡抗滑桩桩间距计算

基于桩间土的斜拱效应,考虑边坡的倾角对抗滑桩桩间距的影响,并以此建立计算模型。首先在假定土拱的轴线为抛物线的基础上,根据水平面、竖直面内的静力平衡条件和强度条件,推导出桩间距的计算公式,分别得到了相应的合理桩间距计算方法。其次通过具体工程实例,阐述考虑边坡倾角情况下抗滑桩桩间距的计算过程,得到了比较合理的计算结果,并分析了桩间距与土体内摩擦角以及桩间距与坡面倾角之间的关系。分析结果表明,在其他因素不变的情况下,桩间距随桩后土体的内摩擦角增大而增大,随边坡倾角增大先增大后减小。

基于空间效应的排土场边坡协同稳定分析

依托某一具体排土场工程实例,从空间效应和协同作用角度出发,采用平面二维和空间三维强度折减法分析了排土场系统的应力-应变规律。计算结果表明不同工况下边坡稳定性系数满足本工程要求的安全标准,系统处于协同稳定范围内,排土场堆排工艺具有一定的可行性和合理性;基于三维空间效应协同作用得出的稳定性系数和潜在滑动趋势与平面计算结果较为一致,排土场所处场地地形空间夹持效应不明显,水平应力的转移和位移的牵制有限。研究对排土场生产管理具有一定的指导意义。

大地电磁资料的灵敏度研究

本文研究了大地电磁资料对地球电性结构模型参数的灵敏度,它在反演解释中具有重要意义.通过研究均匀半空间中视电导率资料的灵敏度函数与计算分析实际观测资料的Fréchet导数和斜率表明,视电导率资料的灵敏度在地表最大,从地表向下呈指数衰减,频率愈高,电导率愈大,衰减也愈快.视电阻率资料和阻抗相位资料对高频、浅层和低阻层具有更高的灵敏度,几何参数的平均灵敏度高于电性参数的平均灵敏度,通常阻抗相位资料比视电阻率资料更灵敏.同时,根据阻抗实部定义的视电阻率与Kunetz定义的时间域大地电磁响应,反映地层电性差异的灵敏度最高. 文章还指出,在实际的反演解释中,如何正确有效地应用阻抗相位资料,提高分辨能力,仍是急待解决的问题.

混合光缆线路与色散分布光缆(上)

介绍了为扩大波分复用光缆系统的传输容量而采用的、由2种不同类型光纤组成的各种混合光缆线路,描述了一些制造商开发出来的沿长度具有不同色散值和不同有效面积的光纤和光缆及其试验结果,最后展望了这种光缆的未来发展。

混合光缆线路与色散分布光缆(下)

介绍了为扩大波分复用光缆系统的传输容量而采用的、由2种不同类型光纤组成的各种混合光缆线路,描述了一些制造商开发出来的沿长度具有不同色散值和不同有效面积的光纤和光缆及其试验结果,最后展望了这种光缆的未来发展。

节理边坡与锚杆耦合作用的空间效应分析

编制符合实际受力和变形情况的锚杆数值计算单元,利用拉格朗日差分计算方法建立节理岩体边坡的数值分析模型,分析锚杆在节理滑移和张开情况下的受力特征,以及与边坡岩体之间的相互耦合作用效果,结果表明:边坡在锚杆加固后,仍存在较大的变形,锚杆起到柔性加固作用;由于锚杆的加固作用,在节理面两侧岩土体的位移变化不大,锚杆对节理岩体起到了拉结作用,但这种拉结作用仅在滑体发生运动后才能产生;由于滑体的运动,导致与之相交的锚杆产生较大轴力,在与节理相交部位均存在锚杆轴力的峰值,从而锚杆呈现轴力多峰值的形态。

乔木种植方式对护坡效果影响试验研究

近年来,植被护坡作为一种生态友好型支护方式越来越多地被应用到斜坡支护工程中,故如何科学地种植植被以充分发挥其护坡效果具有重要的研究意义。为此,以乔木为研究对象,结合3D打印技术制备乔木根系模型,通过自行设计的滑坡模型试验系统,开展了系统物理模型试验,对3种根系排布方式与3种根系间距下乔木的护坡效果进行了研究。结果表明:①在乔木根系支护下,抗滑力峰值增大,达到峰值的时间延长,峰后抗滑力衰减程度降低。②对抗滑力的改善效果方面,反拱型排布>正拱型排布>直线型排布>无根系支护。根系间距S=1.5D(D为根系间最大水平距离,D=7 cm)与S=2.0D对抗滑力的改善效果接近,S=2.5D时抗滑力峰值最大。③就根系排布方式而言,反拱型排布对坡体位移的改善效果最为明显,正拱型排布与直线型排布对位移的改善效果接近;就根系间距而言,S=2.5D对坡体位移的改善效果最为明显,S=1.5D与S=2.0D对坡体位移的改善效果接近。④直线型排布下坡体滑动范围增大,正拱型排布与反拱型排布则能有效限制坡体变形。根系间距对坡体变形场的影响不大。综上可知,在乔木护坡工程中可通过控制乔木的排布方式与根系间距来提升其护坡效果。

复合采动边坡变形机理及稳定性评价

在边坡下采煤,井工开采不仅使边坡岩土体结构发生破坏,物理力学强度降低,同时还会引起边坡岩土体中的应力发生重分布,对露天边坡的变形及稳定性将产生较大影响。本文以山西平朔安太堡露天矿东帮边坡在B900工作面井采影响下的位移监测资料为基础,分析总结了露井联合开采条件下边坡变形规律及机理,并结合结构面组合判断、FLAC数值模拟、极限平衡验算等方法对边坡的破坏模式及稳定性进行分析评价,稳定性评价结果表明:该边坡在井采效应影响下,其整体稳定性将有所降低,但不会发生整体滑坡破坏,其破坏形式为边坡表层的黄土及基岩崩塌破坏为主。该结论与现场实际情况基本一致,可为类似矿区提供参考。

考虑地下水影响的多层渣土边坡抗滑桩最大桩间距研究

近年来,随着现代城市工程建设规模的不断扩大,由工程弃土引起的渣土边坡稳定性日益引起各界的高度关注,但目前对多层渣土边坡的桩间距研究较少且大多数未考虑地下水对桩间距的影响。鉴于此,基于统一强度理论开展了考虑地下水与不考虑地下水2种条件下多层渣土边坡模型最大桩间距研究。首先采用GEO-STUDIO搜索出2种渣土边坡模型的潜在滑动面,查明了抗滑桩桩后推力分布特征,建立了考虑土拱受力形式的桩间土拱模型;然后根据基于统一强度理论的强度条件和平衡条件,推导出了各层滑体的最大桩间距计算公式;最后研究了多层边坡中各滑体相互作用形式,用于确定渣土边坡的最大桩间距。2种多层渣土边坡模型的计算结果显示:考虑地下水存在情况下的边坡的滑体体积和剩余推力更大,而稳定性系数和最大桩间距更小。深圳某渣土边坡实例的计算结果表明,本文所提出的最大桩间距研究方法对实际工程中多层渣土边坡中最大桩间距的确定具有一定的借鉴意义。

城市石质边坡绿地生态构建中基质对绿化效果的影响研究

城市裸露的岩质边坡绿化是城市绿地生态构建和管控中工程技术相对复杂但对城市生态景观和生态环境有重要影响的内容。采用植被喷附的斜坡绿化工程方法研究了2种基质对斜坡绿化效果的影响,并从营养学的角度分析了2种基质绿化效果不同的原因。结果表明,2种基质的绿化效果有显著差异,基材良好的养分控释性能是石质斜坡良好绿化的保障,表现为前期促进绿化植物生长,能快速形成绿化景观,越冬后能快速复绿等方面。

考虑桩后及桩侧土拱间相互作用的合理桩间距

抗滑桩的桩间土拱除了桩后土拱外,还有桩侧土拱。基于抗滑桩的上述成拱形式,分别对桩后土拱、桩侧土拱及其相互作用进行了受力分析,在此基础上,根据土拱的极限平衡条件,推导出土拱间的相互作用力及考虑桩侧、桩后土拱及其相互作用的桩间距计算公式。以具体工程实例,对目前常见的桩间距计算方法和本文计算方法的计算结果进行了对比分析。研究结果表明:与目前常用的仅考虑桩后土拱(或桩侧土拱)和虽然考虑桩侧、桩后土拱,但忽略土拱间相互作用力的计算方法相比,本文所述方法更加符合工程实际。

考虑土体各向异性的抗滑桩边坡稳定性分析

抗滑桩广泛应用于边坡加固工程中,抗滑桩桩间距的合理选择不仅能够保证边坡的稳定性,还能够缩短施工流程并提高经济效益.采用有限元软件ABAQUS对模型进行验证,通过编写和调用子程序,引入土体各向异性表征参量,并利用强度折减法求解不同桩间距下的安全系数,基于有限元软件的计算结果绘制出不同路径上的应力曲线.研究结果表明:考虑各向异性条件时的安全系数小于各向同性条件下的安全系数;当桩间距从一个较小的范围内逐渐增加时,土拱的影响范围先增大后减小,安全系数逐渐降低.最终,通过对安全系数与桩间距曲线的拟合表明,最优桩间距为5倍的桩径.

基于土拱效应抗滑桩桩间距计算及土拱可靠度分析

根据土拱效应产生条件及抗滑桩桩间土拱形成过程,分析了抗滑桩桩间土拱的结构形式和合理拱轴线。建立土拱受力分析模型,提出以拱脚强度、拱顶强度、静力平衡和桩间绕流为控制条件,计算考虑土拱效应的抗滑桩间距。此外,为衡量抗滑桩桩间土拱效应的可靠性,采用Rosenblueth法对桩间土拱的可靠度进行计算,并建议在设计施工中采取有效措施,提高土拱的可靠度。

电极距对软岩边坡电化学加固效果的影响研究

依托白音华三号矿软岩边坡加固试验,研究了3种不同电极距对电化学加固效果的影响;在不同电极距的情况下,对比分析了电流变化、能量消耗与加固效果间的关系;开展了加固试验后边坡岩土体物理力学性质以及边坡稳定性分析。研究结果表明:电极距与加固过程中最大电流呈反比,与电阻及加固完成所需时间成正比,与累计能耗与电极距呈正比;加固后,T1区块岩土体力学强度大于T2、T3区块,说明减小电极距能够有效提高岩土体强度;但同时T1区块的能量消耗也最高;综合考虑加固效果、经济效益等方面因素,选取4 m电极距为白音华三号矿软岩边坡电化学加固试验的最优电极距参数。

山地光伏电站阵列布置方式研究

光伏阵列布置方式是山地光伏设计的重点和难点。通过对不同坡向、坡角的山地地形光伏阵列布置方式进行分析计算,得出随坡和顺坡布置的排间距和斜面有效辐射量对比结果。

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。

考虑自重应力的悬臂式抗滑桩三维土拱效应及合理间距研究

为了探讨路堑边坡悬臂式抗滑桩的合理间距问题,考虑到自重应力的存在及桩间土的受力特点,根据桩间滑体自身的强度条件及土拱的轴向应力与拱跨的关系,建立了三维计算模型;推导出悬臂式抗滑桩的临界高度与最大桩间净距的计算公式,并结合计算公式研究了桩间距对相关参数的敏感度,模拟了桩间土拱效应沿高度分布的空间形态,分析了桩后土拱效应的影响范围;通过工程实例对推导的合理桩间距计算方法进行了验证。结果表明:实际设计值与计算结果基本一致,在对悬臂式桩土拱效应进行研究时应建立三维模型。