城区单薄山体岩石高边坡爆破振动高程效应研究

为了探明几何形态特殊的单薄山体岩石高边坡的爆破振动响应特征,在赤湾停车场场平石方开挖爆破过程中,开展了赤湾山单薄山体岩石高边坡爆破振动监测,分析了赤湾山岩石高边坡爆破振动PPV和主频的分布规律,拟合了赤湾山岩石高边坡爆破振动PPV和主频的预测公式,分析了赤湾山岩石高边坡爆破振动的高程效应。结果表明:赤湾山单薄山体岩石高边坡马道内侧爆破振动PPV随水平爆心距和相对高差增大呈现先衰减后增大的趋势,在一定高程以上爆破振动PPV呈现明显的高程放大效应,坡顶监测点PPV约为坡脚的3~8倍;爆破振动主频随水平爆心距和相对高差增大呈先衰减后波动稳定的趋势,在一定高程以上爆破振动主频稳定在25 Hz左右。赤湾山岩石高边坡爆破振动高程效应与单薄山体岩石高边坡形态有关,雄厚山体岩石高边坡爆破振动PPV和主频公式对单薄山体岩石高边坡爆破振动PPV和主频的拟合效果一般。

岩石高边坡安全监测数据的小波变换去噪处理

把小波变换模极大值去噪法和小波变换阀值去噪法应用于noissin模拟噪声信号和某水电站岩石高边坡安全监测资料,根据信号和噪声在小波变换各尺度上的不同传播特性,剔除由噪声产生的模极大值点,保留信号所对应的模极大值点,利用剩余模极大值点重构小波系数,恢复原有监测信号。并通过信噪比、去噪信号能量比、去噪信号与原信号标准差三个性能指标,比较二者的去噪性能。实例应用表明,小波变换模极大值去噪法能够更有效地去除噪音突变信号,保留原始有用信号的突变点,重构信号能够更光滑地重现原始信号,比小波变换阀值去噪法性能更佳,具有更好的实际应用价值。

岩石高边坡爆破振动局部放大效应分析

爆破振动高程放大效应是岩石高边坡爆破振动规律的研究重点之一。基于LS-DYNA的动力有限元计算,研究了岩石高边坡的爆破振动局部放大效应。结果表明:对于单层马道而言,马道外缘点和马道中点出现明显的振动放大效应,而马道内侧点和坡面中点的爆破振动放大并不明显。分别研究了考虑岩体开挖损伤以及台阶中有夹层条件下高边坡的爆破振动局部放大效应,计算结果同样显示马道外缘点和马道中点出现明显的振动放大效应,考虑开挖损伤时近区的放大程度明显增强,而在有夹层的边坡台阶处,爆破振动放大效应更加明显。基于计算结果,分析了不同典型位置测点作为实际工程爆破监测点的利弊,建议马道内侧点为理想的爆破监测点。

岩石高边坡开挖卸荷松弛准则研究与工程应用

基于对卸荷松弛过程和机制的定性分析,提出了以岩石极限拉应变作为卸荷松弛的判别准则。通过对岩石极限拉应变室内试验资料与其抗拉强度之间关系的分析,并结合小湾工程卸荷松弛分析的成功实践经验,提出了极限拉应变值的取值原则,并明确了岩石边坡开挖后实际拉应变的计算方法。运用三维弹黏塑性加锚节理岩体流变模型,将该准则和计算方法应用于锦屏一级拱坝建基面开挖卸荷松弛的数值分析中,通过与实际开挖揭示和声波测试资料的对比,结果表明分析结果较为合理,为工程建设提供了有益的指导。

岩石高边坡工程中埋入式抗滑桩的应用

在说明岩石高边坡开挖工程中最下一级坡通常采用悬臂式抗滑桩结构的一些弊端的基础上,提出在桩前仍适当保留部分岩土体而形成埋入式抗滑桩结构,以改善桩身受力状况。对比分析了埋入式与悬臂式抗滑桩的优缺点,阐明埋入式抗滑桩应用的经济合理性。以工程实例说明埋入式抗滑桩的分析计算以及与悬臂式抗滑桩的具体比较情况,实践表明埋入式抗滑桩的应用有较好效果。

岩石高边坡预应力锚索地梁的一种内力计算方法

分析了岩石高边坡工程中预应力锚索地梁在张拉阶段和工作阶段的受力特点,指出二者的根本差异在于地基反力的变化。阐明预应力锚索地梁的内力计算应该分张拉阶段和工作阶段分别进行。介绍了用弹性半无限地基梁和连续梁的方法计算预应力锚索地梁的内力,并以工程实例说明了主要计算过程。

高烈度区水电工程岩石高边坡三维地震动力响应分析

基于动力响应时程分析Wilson-θ法的原理和应用条件,结合西部某高坝岩石高边坡工程实例,建立三维高边坡地震动力分析模型。应用动力有限元法,研究岩石高边坡的动态特征,分析高边坡不同部位对地震加速度响应、位移响应及其应力响应特点。最后,探讨地震作用下,由于边坡形状和结构的差异,不同时刻高边坡的不同部位对地震响应的加速度值、位移值和应力值有明显不同,其中边坡中部的加速度有明显放大现象,边坡的中上部对地震响应最为敏感,地震时容易激发而破坏。研究表明,用时程分析法计算边坡地震作用下的动力响应结果能够较真实的反映出岩石高边坡的动态特征以及地震对高边坡的扰动作用。

中国西南岩石高边坡的主要特征及其演化

岩石高边坡是山区工程建设的主要地质环境和工程承载体,尤其是在我国西南地区,高边坡问题几乎成了重大工程建设的首要工程地质和岩土工程问题。结合西南地区地质环境的特点,分析和总结了该地区岩石高边坡发育的主要特征,认为边坡高陡、地应力量级高、具有复杂的变形历史构成了这一地区高边坡有别于一般的特殊性。提出了描述工程高边坡环境的超高系数的概念、区域高地应力环境的形成机理、河谷高边坡应力场特征和发育模式。从河谷发育的动力学过程出发,提出了自然河谷高边坡发育的三阶段理论,即表生改造、时效变形和失稳破坏。

基于底摩擦试验的锦屏一级水电站左岸岩石高边坡变形机制研究

岩石高边坡通常具有复杂的地质结构和变形破坏机理,其变形与失稳破坏是一个复杂的地质力学过程。本文以相似原理为基础,采用底摩擦试验的方法深入研究了锦屏一级水电站左岸坝肩边坡的变形破坏模式,探索边坡变形与工程开挖的内在联系。试验结果为该水电工程左岸坝肩边坡稳定性分析提供重要理论依据,对工程施工具有一定的指导意义。

岩石高边坡稳定性并行计算及其应用

在高地震烈度区的岩石高边坡抗震安全评价需要大规模数值计算,而现有商业软件无法有效解决这类复杂的工程问题,因此,本文开发了解决岩石高边坡接触稳定性问题的对等架构并行计算程序,并应用于泰山公司抽水蓄能电站上水库左岸边坡的静力和动力稳定性评价。在数值建模过程中,将岩石边坡滑块体、地质结构面、库水作用以及近场地基作为岩石高边坡动力接触系统。在稳定性安全评价中结合了有限元法、极限平衡法和接触算法,考虑影响高边坡稳定性的多种复杂因素,通过计算特定滑动面的安全系数或安全系数时程,基于现行水电工程水工建筑物抗震设计规范,完成了岩石高边坡稳定性评价,回避了求解复杂岩体材料非线性的问题。计算结果显示,所开发的程序具有较高的并行计算效率,对解决复杂岩石高边坡稳定问题具有显著的优势。

预应力锚索在岩石高边坡加固中的监测与分析

为确保水电站大坝的安全,根据工程地质制定了锚索的监测方案,使用锚索测力计对高边坡的大吨位锚索进行了监测;从锚固力和锚固力变化速率两方面入手,综合分析锚索的实际工作状态和锚固效果,并对锚索的施工方案进行了评价。

岩石高边坡监测预警综合评价方法研究

根据预警指标体系构建方法,充分考虑了某岩石高边坡的实际情况,收集了大量的边坡地质资料和现场监测数据,构建了边坡监测预警指标体系。在此基础上考虑了指标的不确定性特点,分别采用相对比较主观的权重计算方法-层次分析法和客观方法-信息熵法对该边坡预警指标体系进行权重计算,并对指标体系因素层和指标层运用未确知数学理论进行了权重未确知信息的计算,最终判定边坡的稳定状态及其可信度约为92%。计算结果与边坡安全监测成果分析的结果一致,因此,文章提出边坡监测预警综合评价方法是科学、可靠的。

岩石高边坡弹塑性平面离散元分析研究

为了更有效指导边坡设计与施工,基于弹塑性平面离散元(DEM)模型,对龙滩水电站航道1+016～1+080段岩石高边坡的开挖支护过程进行了计算分析,分析了边坡在有支护结构对应力场、位移场、整体稳定性和边坡锚索轴力随开挖步骤变化情的影响。同时分析了地下水位升降对边坡变形和整体稳定性变化情况。计算分析结果表明,边坡支护前后,应力场、变形场,塑性屈服区分布情况有明显差别,支护结构可以减小边坡位移,提高边坡整体稳定性,地下水位升降对边坡变形和整体稳定性影响较大。另外,对边坡开挖过程中的坡顶位移和锚杆轴力进行了监测,监测结果与计算结果进行了比较。

叶巴滩水电站岩石高边坡爆破振动控制研究

在叶巴滩水电站岩石高边坡爆破开挖过程中,为了确定合理的允许最大单段药量,控制边坡爆破振动安全,首先开展了现场爆破振动监测,基于爆破振动数据回归拟合了爆破振动速度预测公式,并根据预测公式分析了边坡爆破振动传播规律。结果表明:水平径向爆破振动最大,其控制着边坡爆破振动安全;预裂和主爆破振动传播规律基本一致,爆破振动速度随传播距离或高差增加而衰减;不同方向爆破振动随传播距离衰减的速率相当,竖直向爆破振动衰减对高差不敏感。根据爆破振动传播规律和控制标准,提出了梯段高度分别为10 m和15 m时预裂和主爆破允许最大单段药量的建议值。相关经验可供类似工程边坡爆破开挖参考。

岩石高边坡施工期稳定性综合评价

边坡稳定性评价是边坡施工期的关键问题之一,单一的评价方法具有不充分性和不完善性。锦屏一级水电站左岸边坡地质条件复杂,边坡稳定性问题突出。分析了左岸边坡岩体变形破坏机理和失稳模式,计算了各种失稳模式的安全稳定系数,结合多种监测成果以及参考几个典型人工岩石边坡失稳及监测结果,对锦屏一级水电站左岸岩石高边坡稳定性进行了综合评价。研究结果表明左岸边坡目前基本处于稳定状态,边坡支护设计基本满足边坡稳定性要求。并提出了边坡安全监测建议。

向家坝水电站岩石高边坡模糊数值分析

岩石工程中各种岩体的力学参数往往具有模糊不确定性,模糊不确定性在计算中表现为有限元控制方程中各个物理量均是模糊数。有限元计算结果也模糊数。利用编写的模糊有限元程序,对向家坝水电站左岸高边坡典型坡面稳定性进行了模糊有限元分析,同时分析了参数模糊性对人工高边坡应力和位移分布的影响。研究结果表明:向家坝水电站左岸高边坡岩石力学参数模糊性将引起边坡拉应力区分布范围出现较大的变化,边坡加固设计时应充分考虑拉应力区深度变化对加固范围选择的影响,以降低工程风险。

岩石高边坡的时效变形分析及其工程地质意义

随着我国水电工程建设步伐加快,对工程地质勘测工作提出更高的要求。本文以安徽省内某拟建水电工程近坝库岸岩石高边坡变形体为例,结合现场勘查分析了岩石高边坡变形特点、形成机理及其变形破坏机制,探讨了其稳定性。研究表明该高边坡是一处于轻微变形阶段的变形体,其存在不会对工程建设产生重大影响。

分步开挖级数对岩石高边坡稳定性的影响

采用极限平衡法及数值模拟法分析了开挖级数对岩石高边坡稳定性的影响,发现:对于有明显软弱结构面的坡体,开挖级数多时有利于边坡稳定;对于无明显软弱结构面的坡体,开挖级数少时则有利于边坡稳定。不论哪类坡体,确定分步开挖级数都应考虑降低施工难度和减少工程造价。

巴东新县城白岩沟公路岩石高边坡治理设计实录

以经竣工验收的岩石高边坡治理工程为实例,阐述了位于长江三峡库区巴东新县城中环路的白岩沟公路岩石高边坡稳定性分析方法,针对不同坡段地质条件进行了治理方案比选,论述了预应力锚杆、地面排水工程设计计算方法,阐明了主要设计方案和边坡长期监测要求。

正交设计试验在岩石高边坡参数反演中的应用

利用FLAC3D强大的FISH语言编程功能,对边坡稳定性分析中岩体力学参数进行反演,将正交设计、差分法和神经网络方法结合,构建新的边坡岩体力学反分析模型,为确定边坡岩体力学参数开辟了新的思路。