地下水作用下含软弱夹层边坡可靠性分析

含软弱夹层边坡在工程中普遍存在,其失稳破坏将导致严重的失事后果。受众多不确定性因素的影响,传统的确定性分析方法在评价含软弱夹层边坡稳定性能时存在较大的不足,因此迫切需要新的理论和方法解决上述问题。本文采用刚体极限平衡法研究了含软弱夹层边坡的可靠性;并对云南省某一实际工程进行了分析研究,验证了所提方法的正确性。研究表明:对比有限元极限分析上限法(UBM)、下限法(LBM),所提方法可有效计算含软弱夹层的边坡稳定性问题;随着地下水位的升高,边坡的安全系数的均值会逐渐降低,边坡的失效概率会逐渐增加,边坡的可靠指标会逐渐降低;随着地下水位的升高,边坡发生深层失效的概率将明显增大。本文所提方法具有严格的力学推导过程,可为实际工程提供有效的分析手段。

基于数值模拟的含软弱夹层矿山边坡降雨渗流特征及稳定性分析

为研究降雨条件下矿山边坡渗流特征及稳定性的变化规律,文章以某含软弱夹层矿山边坡为研究对象,基于有限元软件,针对不同降雨工况,分析边坡孔隙水压力变化、雨水浸润深度以及稳定系数等关键参数的变化规律。结果表明:降雨时长越长、降雨强度越大,坡顶处横截面孔隙水压力越大、雨水浸润深度越深;边坡稳定系数随降雨时长的增加逐渐减小。该研究成果对提高矿山边坡工程的安全性和可靠性具有一定的理论和实践意义。

循环荷载下含软弱夹层岩体声学特性试验研究

利用振动试验台系统研究循环荷载作用下含软弱夹层岩体的疲劳损伤特性,结合超声波检测仪和动态信号测试分析系统,对疲劳损伤过程中缺陷岩体声学参数进行实时的监测和细致的研究。结果表明:整个疲劳周期内,不同损伤阶段超声波波速变化最为敏感,呈倒S型衰减规律;波形在损伤过程中从近似半圆形逐渐发生畸变,波形相关性系数总体上随循环次数比的增加呈下降趋势;超声波波幅在疲劳损伤中期波动较大,频域最大幅值和主频变化特征曲线规律不明显,仅在临近破坏时才表现出快速下降趋势,无法对其真实频域特性进行有效分析和识别。最后,基于超声波波速定义损伤变量,提出以Logistic方程的逆函数形式或4次多项式方程来描述含软弱夹层岩体疲劳累积损伤演化方程。研究成果可为各类振动环境下边坡的疲劳稳定性评价和加固工程设计奠定理论基础。

含软弱夹层岩体单轴压缩下锚固机理研究

以某铁矿现场复杂地质条件为依据,采用室内相似试验对含软弱夹层岩体的无锚试件和加锚试件进行单轴压缩破坏,研究其力学特性及锚杆锚固效应。结果表明:含有60°倾角软弱层的无锚岩体随软弱层厚度的增加,试件整体抗压强度逐渐减小,破坏模式均为滑移剪切破坏;加锚试件的抗压强度均大于无锚试件,破坏模式均为剪切-劈裂混合破坏,并以剪切破坏为主;加锚试件的抗压强度随锚固角度的增加逐渐减小,随锚杆直径的增大逐渐增大。

隧道洞口含软弱夹层仰坡振动台试验研究

为研究地震作用下含软弱夹层隧道洞口仰坡的动力响应特性,针对含软弱夹层隧道洞口仰坡开展大型振动台试验研究,通过分析水平和竖向激振作用下洞口段仰坡和衬砌模型动力响应和破坏特征,得到以下结论:水平向激振作用下,仰坡沿坡面向上存在明显加速度放大效应,软弱夹层对竖向加速度激振时仰坡动力响应有显著影响;越接近临坡面,衬砌结构加速度响应和越大,并且洞口段隧道衬砌拱顶加速度峰值最大,仰拱最小,衬砌结构受力状态复杂;竖向加速度激振时,软弱夹层上覆模型土出现松动,坡脚土体出现挤压、掉块,仰坡整体上保持稳定;在水平向激振作用下,而含软弱夹层仰坡则在坡脚土体先被挤压破碎,然后坡顶表面沿软弱夹层位置出现张拉裂缝,上覆土体沿软弱夹层滑动,最后土体大规模崩塌、滑落。竖向和水平激振力作用下,衬砌45°方向应变幅值最大,衬砌洞口段设防长度为25 m。该研究成果可以为山岭隧道洞口段边坡抗减震研究和设计提供参考。

采用强度折减法确定含软弱夹层岩质边坡安全系数

应用FLAC3D数值模拟软件,采用强度折减法,求解常德—张家界高速公路某段含软弱夹层的岩质边坡安全系数,讨论了求解效率及失稳判据等。实际运用表明,结合两种失稳判据控制程序运算,即利用收敛性判据作为边坡失稳的判据,实现运算循环的自动化,参照塑性区贯通准则来衡量每次运算循环的步数,可使计算模拟更符合工程实际。结合"二分法"的强度折减法与极限平衡法相比,计算结果误差较小,偏于保守。此外,强度折减法与"二分法"的结合运用可明显提高计算速率,夹层1、2的安全系数求解时间分别为2046和5929s。相比FLAC3D内置强度折减法的计算时间,前者效率提高近6倍,且所求解的边坡安全系数可信度高。

含软弱地层矿体稳定性的影响因素分析

为深入研究影响含软弱夹层岩质边坡的稳定性因素,分别对常见的水平、顺倾、反倾软弱夹层边坡进行稳定性分析。研究结果表明,三种软弱夹层岩质边坡安全性随着软弱夹层厚度增大而降低;软弱夹层越接近坡脚,发生破坏的可能性越大;随着顺倾软弱夹层倾角的变化,顺倾层状岩质边坡边坡安全性随倾角基本平稳,而反倾层状岩质边坡边坡安全性呈现出逐渐减小,后突然增大的趋势,在倾角为25°时安全系数最低。所得结论对于今后类似工程具有重要参考和借鉴价值。

降雨对滑坡的稳定性影响及排水措施建议

以西南地区某滑坡为例,采用ABAQUS有限元软件,研究降雨入渗对含软弱夹层滑坡的稳定性影响。结合实际施工工序,模拟原始滑坡、有支护结构无降雨作用、有支护结构有降雨作用的滑坡变形特征,对比在不同雨水入渗强度下滑坡的稳定系数,综合评价降雨入渗的瞬态渗流作用对含软弱夹层滑坡稳定性的影响规律,并提出排水措施优化设计。