土质及软岩边坡地震稳定性影响因素分析

汶川地震后,拉剪破裂面已经成为岩土工程界公认的边坡破坏面,传统的剪切破坏面不符合动力边坡破坏的实际情况,文章修正了传统动力时程分析法,提出一种全新的动力边坡稳定性判断方法。此种方法在理论和实际中都有很大优势,为了保证此种方法计算结果的唯一性和准确性,则必须保证判断动力边坡的判据不受其他因素的影响。为此文章通过采用FLAC软件模拟土质及软岩边坡,计算分析弹性模量、时间间隔和局部阻尼系数的选取对土质及软岩边坡动力稳定性安全系数的影响,以此来验证此种动力边坡稳定性判断方法是否可行。

含裂隙近水平红层软岩边坡渗透稳定性模型试验

针对川东地区含裂隙近水平红层软岩边坡在长时强降雨条件下易产生滑坡灾害的问题,依托含双软弱夹层的此类典型坡体实例,以弹性模量和抗拉强度为主控因素制备可表征软岩遇水软化开裂特性的相似材料,构建了含裂隙近水平红层软岩边坡的室内物理试验模型,研究了边坡在长期雨水入渗作用下的坡体变形、裂隙扩展和稳定性演变规律。结果表明:(1)坡体变形发展可分为初始变形阶段、匀速变形阶段、加速变形破坏阶段;(2)坡体裂隙扩展主要包括在坡体后部的自下而上发育的“上窄下宽”裂隙,以及在坡体前部的自上而下发育的“上宽下窄”裂隙。裂隙扩展区域主要集中在上、下软弱夹层之间,其中易产生超孔隙水压力;(3)试验模型的FLAC3D数值模拟再现了该推移式滑坡的渗流过程,超孔隙水压力随时间呈现先增大后逐渐趋于稳定的变化特征,在软弱夹层和竖向裂隙处,超孔隙水压力呈累计增大的特征;(4)坡体滑面形成及失稳破坏演变过程可划分为浅表层裂隙发育贯通阶段、裂隙向软弱夹层延伸发育并逐步贯通阶段、裂隙扩展与坡体滑动失稳阶段。长期雨水入渗致岩体强度弱化,以及裂隙逐渐向坡体深部发育并与软弱夹层贯通形成多级阶梯式滑裂面,是造成含裂隙近水平红层软岩边坡滑动失稳的根本原因。

南平市某半岩半土质边坡稳定性评价与防治建议研究

南平市某半岩半土质边坡因山体开挖而成,考虑到坡体开挖后较高、场地工程地质条件较差,在地震、强降雨等不良因素作用下将可能发生变形破坏,造成严重的安全隐患。为确保工程建设活动在半岩半土质边坡条件下的顺利开展,并为后续半岩半土质边坡防护结构的设计提供合理可靠的依据,本文依托现场调查资料开展半岩半土质边坡影响因素分析和边坡稳定性评价工作,基于此提出合理的防护结构设计建议。

某缓倾顺层红层软岩边坡稳定性及防治效果评价

以西南地区某顺层红层软岩边坡为例,介绍了边坡的岩性特征、形态特征、岩体结构特征、岩体完整程度,分析了顺层边坡变形破坏模式,对原始边坡和开挖边坡进行了稳定性分析,并针对治理措施,进行了数值模拟计算,评价治理后边坡的安全状态。

露天矿含断层逆倾软岩边坡滑移模式及稳定性研究

作为一种典型的露天矿边坡,含断层逆倾软岩边坡变形破坏机理及稳定性问题尤为复杂。以胜利西二露天矿西帮边坡为工程背景,基于强度折减原理,应用有限差分软件FLAC3D模拟分析了Fx1断层位置、倾角及弱层逆倾角度不断变化时西帮软岩边坡的滑移模式及稳定性变化规律,阐明了边坡变形破坏机理。结果表明：逆倾软岩边坡滑坡力学机理受断层位置影响较大,当断层逐渐向边坡外侧偏移时其滑坡的力学成因由推动式滑坡逐渐过渡为牵引式滑坡,边坡稳定性逐渐提高;当断层倾角增大到某一值时,断层对逆倾软岩边坡滑移模式及稳定性影响消失;弱层倾角对滑面位置影响较大,边坡稳定性随弱层倾角减小逐渐降低;该矿西帮边坡稳定性主要受弱层控制,Fx1断层次之;当Fx1断层露头距边坡坡脚水平距离大于221 m时,边坡稳定性及滑坡模式不再受Fx1断层的控制;当Fx1断层露头距边坡坡脚水平距离小于201 m时,边坡稳定性逐渐提高,潜在滑坡模式由剪切圆弧-弱层相结合的组合滑动过渡为剪切圆弧-断层-剪切圆弧-弱层相结合的组合滑动。

基于流形方法和图论算法的岩/土质边坡稳定性分析

目前边坡稳定性分析常用的极限平衡法存在着不能考虑实际岩土体的应力应变关系,假设过多等缺点,强度折减法也存在着需要重复计算工作量大,计算容易不收敛,难以考虑边坡应力路径影响及较难直接得到滑裂面等不足。从边坡的应力状态出发,借助基于物理覆盖系统、能较好统一连续和不连续分析的数值流形方法,得到土质边坡或存在着较多不连续面的岩质边坡的应力场分布,并将边坡稳定性分析转化为图论问题,利用Bellman-Ford搜索算法快速稳定地寻找出边坡的安全系数和最危险滑裂面。该方法无需做过多假设及迭代计算,可以反映边坡的应力路径影响,较好地统一岩质/土质边坡稳定性分析。

含顺倾弱层软岩边坡三维稳定性影响因素分析

为定量揭示露天矿开挖过程中各人为因素对含顺倾弱层软岩边坡三维稳定性的影响及其程度,以扎哈淖尔露天矿南帮边坡为工程背景,基于强度折减法,应用FLAC^(3D)数值模拟软件,探讨了开挖位置、开挖坡角和内排追踪距离不同时南帮边坡的变形破坏机制和边坡稳定性的影响规律。结果表明:无论开挖位置、开挖坡角与追踪距离如何变化,横采南帮的滑坡模式均为以IVC煤底板弱层为底界面的切层-顺层滑动;在横采条件下,边坡三维稳定性主要受内排追踪距离影响,随追踪距离的增大呈负指数规律减小,且随开挖位置的向南偏移或开挖坡角的减小近线性减小;在横采条件下,内排土场与工作帮间的追踪距离控制在一定范围内时,可以充分利用边坡稳定性的三维效应回收煤炭资源。

露天煤矿端帮逆倾软岩边坡稳定性研究

为达到提高露天煤矿经济效益的目的,在确保最大限度回采压煤的前提下,以露天煤矿边坡稳定性问题作为边坡优化设计标准,结合胜利西二露天煤矿西端帮逆倾软岩边坡工程实际,采用刚体极限平衡软件和数值模拟软件FLAC3D相结合的方法,通过不断调整边坡参数,研究分析了不同留设煤柱长度到界边坡滑移模式及稳定性变化规律,优化设计了胜利西二露天煤矿西端帮最终边坡形态。研究结果表明:胜利西二露天煤矿西端帮逆倾软岩边坡滑移模式及稳定性主要受煤顶底板弱层控制;其稳定边坡角随着煤柱长度的增加呈先减小再增加最后趋于稳定的趋势;采用内排压帮可将西端帮压煤全部采出,最终帮坡角提高至32°,采出压煤471.44万t。

软硬岩互层边坡的破坏模式及稳定性研究

采用FLAC3 D强度折减法研究软硬岩互层边坡在不同岩层厚度组合h、不同岩层倾角下边坡的破坏模式和稳定性系数k。结果表明h对边坡的破坏模式影响较小,θ对边坡的破坏模式影响明显:1水平层状边坡破坏模式为滑移—压致拉裂;随着θ的增大,顺倾向边坡破坏模式为滑移—拉裂、顺层滑移、滑移—溃曲、弯折—溃曲;直立边坡为弯折—崩塌破坏模式;反倾向边坡为滑移—溃曲和弯折—倾倒破坏模式。2缓倾向顺层边坡中,h的变化对边坡k影响很小,k由靠近坡脚处的软岩决定;其余层状边坡中,当软岩厚度不变时,k随着硬岩厚度的增大而增大,当硬岩厚度不变时,k随着软岩厚度的增大而减小。3随着θ的增大,顺倾向边坡中,k曲线呈现出先减后增的形状;反倾向边坡中,k曲线呈现出先增大后减小再增大的形状;软硬岩互层边坡总体稳定性趋势为,近直立层状边坡>陡倾向顺层边坡>反倾层状边坡>近水平层状边坡>缓倾向顺层边坡。

圆弧直线型滑面岩土质边坡稳定性分析方法

研究目的:岩土质边坡是我国中西部山区常见的一种边坡类型。大量工程实践表明,若岩土质边坡下部存在顺坡向的土石界面或岩层面,且上部覆盖一定厚度的黏性土,岩土质边坡在开挖过程中极易诱发滑坡、坍塌等次生灾害,其实际的滑动面多呈现出圆弧直线型。而目前的边坡稳定性分析方法一般假定滑动面为圆弧型或折线型,不能够较好地满足此类型岩土质边坡稳定性分析的要求。为此,本文探究一种基于圆弧直线型滑面搜索的岩土质边坡稳定性分析方法。研究结论:(1)论文采用了一种基于平面坐标系统的组合滑动面搜索模式,该方法考虑了岩土质路堑边坡的几何特征和典型滑移模式,通过不断改变黏性土土层内圆弧滑动的虚拟搜索圆心坐标位置,能够寻找圆弧直线组合滑动面的有效交点,可实现对不同位置潜在的圆弧直线组合滑动面上滑体的稳定性分析过程;(2)论文采用C#作为开发工具,基于该计算分析方法编制了岩土质路堑边坡稳定性分析的相关软件,可自动实现圆弧直线组合滑动面全剖面搜索和最小稳定安全系数的分析过程;(3)该研究成果已较好地应用于吕临铁路支线工程滑坡优化设计工作中,有效提高了路堑边坡设计精度及效率,对解决圆弧直线型滑动边坡的稳定性分析具有较强的借鉴作用。

含顺倾煤层软岩边坡滑动区稳定性分析与工程治理实践

针对顺倾煤层软岩边坡滑动现状,结合GPS监测数据,研究了其滑动机理与工程治理措施。结果表明,软岩边坡滑动机理为滑体前缘剪出,滑体后缘产生张拉裂隙,中部主滑段切断岩层沿弱层产生切层—顺层滑动。运用SLOPE/W软件及监测数据进行了滑动区边坡工程治理前、后的稳定性评价,评价结果表明:治理前其滑动区边坡稳定系数为0.976、0.996,监测位移逐渐增大,说明其处于不稳定状态;实施工程治理措施后,达到了安全储备系数1.2的要求,监测位移趋于近水平,说明工程治理措施选择方法恰当,可为其他顺倾煤层软岩边坡滑动变形及治理措施选择提供指导。

炭质泥岩软岩基座路堑边坡开挖过程稳定性分析

炭质泥岩软岩基座路堑边坡在开挖过程中的变形及稳定性变化规律研究旨在为该类型岩体结构的边坡支护设计与施工技术提供理论依据。运用FLAC^(3D)软件,采用强度折减法对软岩基座路堑边坡开挖过程中的变形、塑性区分布、安全系数变化进行了分析。研究表明:边坡水平位移与竖直位移随开挖步数增加而增大,上部灰岩位移变化速率明显比其下伏炭质泥岩大,且竖直位移明显大于水平位移;边坡开挖过程中塑性区主要集中在灰岩与炭质泥岩的接触面;边坡安全系数随开挖步数增加而降低。因此,可以通过降低坡比、开挖步数来实现边坡开挖过程的稳定性。

某高速公路岩土质边坡稳定性分析及其防治措施

某高速公路岩土质边坡坡体持续变形,根据该边坡的工程地质条件,运用极限平衡法对其稳定性进行计算。结果表明:该边坡在自然状态下的稳定性系数为1.054～1.125,在暴雨状态下的稳定性系数为0.973～1.038,说明边坡在自然状态下处于稳定或基本稳定状态,而在暴雨状态下处于欠稳定或不稳定状态,需要及时治理。提出并采取了排水处理、抗滑桩和锚杆加固、植草防护等治理措施,效果良好。

湿-热-力作用下软岩边坡破坏机理及其稳定性研究进展与展望

软岩强度低、易变形,受湿、热、力等因素影响极易发生崩解,进而导致边坡失稳破坏。许多学者对软岩崩解机理、强度劣化规律以及边坡稳定性进行了研究。为总结现有研究成果,深化对软岩边坡破坏机理及稳定性的认知,对软岩在湿-热-力作用下的崩解特性、强度劣化规律以及边坡稳定性分析方法进行综述。首先,讨论各类软岩的宏观崩解特性,通过电镜试验和CT扫描试验,从微观角度揭示软岩崩解机理;其次,对现有软岩无侧限抗压、三轴剪切试验成果进行总结,探讨软岩在湿、热、力条件下的强度劣化规律;最后,介绍了模型试验、数值模拟等研究手段在软岩边坡稳定性分析方面的应用,指出正确设定初始条件是模型试验以及数值模拟分析中需要着重考虑的关键因素。根据研究成果对湿-热-力作用下软岩边坡破坏机理与稳定性分析的发展方向进行了展望:应进一步细化软岩类别,根据初始状态定量分析湿、热、力等因素在软岩崩解过程中所占比重并预判其崩解特性;提高湿-热-力耦合作用下的强度测试手段,开展更符合自然状态的多因素、多变化路径下的软岩强度劣化规律研究;设计可实现湿-热-力耦合作用的边坡模型试验装置,推导能适应多种情况的新型理论分析方法,在数值模拟技术中充分考虑软岩的胀缩特性以及边坡初始孔隙裂隙分布状态。

基于CDEM露天煤矿顺倾软岩边坡三维稳定性分析

为解决露天煤矿顺倾层状软岩边坡稳定性这一技术难题,基于连续介质离散元数值模拟方法,从理论上探讨了降深与清帮至不同位置对顺倾软岩边坡稳定性的影响。结合白音华一号矿南帮工程实例,针对各煤层降深及清帮方案,基于CDEM数值算法对边坡稳定性进行计算,对比分析了坡体位移、应力分布及演化特征,进而阐明多个弱层对复合边坡产生的叠加效应,以及清帮减载对边坡稳定性的影响。结果表明,白音华一号矿首采区南帮边坡变形不会对南排土场稳定性造成影响,揭露多个弱层对边坡变形与稳定性下降有一定的叠加效应,清帮不能显著提高边坡稳定性,但可减小作用在弱层上的法向应力和剪切应力,进而减缓滑坡发生的过程,提高边坡动态发展过程中的安全性。

延吉盆地膨胀性软岩边坡雨季表层滑塌稳定性分析

在对延吉盆地膨胀性软岩边坡雨季表层滑塌特征分析的基础上 ,对该地区岩体的抗剪强度特性进行了研究 ,对降雨影响边坡稳定的根本原因进行了分析 。

软岩边坡稳定性的FLAC和刚体极限平衡法对比分析

通过对一个软岩边坡进行FLAC和刚体极限平衡方法的对比分析,来论证这两种方法的适用性。FLAC能大致确定出坡体最自然的破坏方式、不稳定区域及其运动趋势,考虑的是边坡整体的安全程度。刚体极限平衡分析则需要人为指定或使用软件搜索不稳定范围,考虑的仅是不稳定面上的安全度,不易判别边坡最可能的剪出方式。

软岩边坡稳定性的地表位移监测

位移监测技术在边坡工程中的应用越来越广泛,根据动态位移监测信息,及时判定边坡的稳定性状态至关重要。文中结合胜利东二露天煤矿工程实际,通过整理分析布设于采场南帮监测点的位移监测结果,分析了南帮边坡的稳定性,判定了边坡的相对不稳定区域及潜在滑坡模式。研究结果表明,该矿南帮东部区段边坡稳定性较差,而F68断层的存在和煤层底板弱层的揭露是边坡变形剧烈的主要原因,在此基础上提出了一定的清帮方案。

基于聚合物固化剂技术的软岩边坡稳定性研究

为防止软岩边坡吸水崩解,提高坡面抗冲刷能力,提出了将聚合物固化剂喷涂在软岩边坡上,然后再进行客土(高次团粒)喷播,利用其固化层密水性和客土中高分子吸水保水性,使植物能够长期稳固的在边坡上正常生长,成功地将软岩处治与植物防护结合起来,达到了软岩防护与生态环保的双重效果。基于Rocscience Slide边坡稳定性分析软件,考虑3种工况:(1)未设置固化剂层;(2)设置固化剂层;(3)设置固化剂层但减少25%的锚杆,采用极限平衡方法,对温州泰顺某公路深挖路堑软岩边坡未设置固化剂层和设置固化剂层的滑动安全系数进行计算分析。结果表明:采用聚合物固化剂处理的软岩边坡,安全系数从1.199提高至1.281;对减少25%锚杆的聚合物固化剂边坡进行稳定性评价,发现减少锚杆数量25%时的最危险滑动面的安全系数为1.238;软岩边坡设置固化剂层后,极大地提高了边坡的安全系数。最后通过实体工程验证,对处治后的边坡进行绿化效果观测,发现经聚合物处治的边坡绿化效果明显优于其他边坡。以上研究表明,聚合物固化剂进行坡面防护后能有效防止雨水入渗,提高边坡稳定性,且处治后的软岩边坡绿化效果良好,可实现经济技术合理的软岩边坡防护。

基于FLAC^(3D)的软岩边坡开挖变形稳定性研究

为了研究软岩边坡在开挖过程中的变形及稳定性,基于FLAC3D软件对算例边坡在开挖过程中的变形、塑性区分布、安全系数的变化进行了研究。结果表明,随着开挖的进行,边坡铅直、水平位移逐渐增大;边坡开挖过程中,边坡表面出现张拉塑性区,内部逐渐形成具有连通性质的剪切塑性区。基于强度折减法与极限平衡法计算表明,边坡安全系数随着开挖的进行逐渐降低,边坡采用边开挖边支护的施工形式是十分必要的。