基于PFC2D岩质边坡稳定性分析的强度折减法

基于颗粒流离散单元法,将强度折减法引入到边坡稳定性研究中,可以解决应用连续变形分析方法研究存在的缺陷.取特定平均不平衡力比率作为边坡失稳与否判断准则,将颗粒间粘结强度及摩擦系数进行折减,以边坡岩体出现失稳破坏且断裂面贯通作为失稳判断准则,一方面能够对边坡局部危险区域予以定性预测,另一方面监测边坡变形到破坏的失稳过程,最终定量分析边坡稳定性.结合黑山铁矿现场边坡稳定研究实例,分别研究了边坡开挖扰动前后的边坡变形特征,得到开挖前后边坡安全系数分别为1.803和1.183,与预期结论一致.

基于改进极限学习机模型的岩质边坡稳定性评价与参数反演

岩质边坡的稳定性评价与参数确定是岩土工程领域的经典难题。基于大数据智能计算的优点,提出了一种结合变量遗忘因子的正则化在线序列极限学习机模型(FOS-ELM)的岩质边坡稳定性评价和参数确定方法。根据收集的1235例岩质边坡的几何力学与Hoek-Brown模型参数,应用贝叶斯信息准则(BIC)优选基于岩体强度指标(GSI)、扰动因子(D)、岩石材料常数(mi)、单轴抗压强度(σci)、岩体重度(γ)、坡高(H)、坡角(β)的最优输入组合预测边坡稳定安全系数(F),并建立7个模型对最优输入组合进行评价,论证模型的预测精度,结果表明全参数输入组合精度最高,但输入参数并不是越多越好。同经典的极限学习机模型(ELM)相比,该模型具有预测精度高、预测速度快、后期增加边坡数据无须重新训练等优点。并采用不同赋值的全参数输入模型(FOS-ELM-M7)建立边坡参数反演模型,结果表明该模型对边坡单参数和双参数的反演计算速度快、精度高,为获取岩体边坡参数提供了一种快捷的新方法。

含软弱夹层岩质边坡稳定性研究现状及发展趋势

含软弱夹层岩质边坡在自然环境和工程实践中都比较常见,稳定性差,边坡失稳产生了大量的滑坡灾害,造成大量人员伤亡和经济损失。因此,含软弱夹层岩质边坡稳定性研究一直是工程地质和岩土工程领域的研究重点之一。在收集整理国内外相关资料的基础上,从自重工况、开挖工况、暴雨和蓄水工况、地震工况方面总结了目前含软弱夹层岩质边坡稳定性的研究现状及进展,取得如下主要认识:(1)软弱夹层对岩质边坡稳定性有显著不利影响,含软弱夹层岩质边坡的稳定性比均质岩质边坡、不含软弱夹层的层状岩质边坡都差;(2)含软弱夹层岩质边坡的稳定性系数、变形特征和破坏模式与软弱夹层的含水状态、抗剪强度、倾角、厚度、间距、层数和边坡坡度有关;(3)开挖容易诱发坡体沿软弱夹层滑坡,含软弱夹层岩质边坡开挖后需要及时支护;(4)爆破层裂效应改变了软弱夹层与围岩的接触状态,减小了它们之间的凝聚力和摩擦力,导致边坡稳定性降低;(5)暴雨和蓄水都不利于含软弱夹层岩质边坡稳定;(6)岩质边坡地震动力响应和变形破坏特征受软弱夹层参数(厚度、倾角、含水状态)、地震波特性(地震波的类型、幅值、频率、激振方向)和边坡结构(顺层或反倾)共同影响;(7)在软弱夹层对水平向动力响应的放大或减弱作用及厚层软弱夹层的消能减震作用方面仍然存在不同观点。在此基础上,分析了研究方法的优缺点,指出当前含软弱夹层岩质边坡稳定性研究存在的问题。最后,针对该领域的研究现状,提出了未来的研究重点和方向,主要包括:含多层软弱夹层岩质边坡的渐进性变形破坏过程和稳定性;全面深入研究单因素作用(开挖卸荷、爆破、地震、暴雨、库水位变化、地下水等)对含软弱夹层岩质边坡稳定性的影响机制;多因素耦合作用下含软弱夹层岩质边坡稳定性;支挡结构体系对含多层软弱夹层高陡岩质边坡的加固机制。

无明显滑面岩质边坡稳定性研究

依据岩体结构面及其抗剪强度特性对岩质边坡稳定性的控制作用,基于岩体结构面网络及其工程边界条件,搜索边坡所有可能的滑移路径。应用Lajtai、Einstein理论及等效Mohr-Coulomb屈服准则,分别计算岩桥和结构面的抗滑力和下滑力,进而获得了严密的安全系数计算式,并确定不同滑移路径上各区段抗滑储备大小和总抗滑储备。进行不同滑移路径安全系数、总抗滑储备、总抗滑储备密度的对比研究,探索无明显滑面岩质边坡的危险滑移路径及其稳定性研究方法,并通过算例阐明:安全系数和总抗滑储备密度用于岩质边坡稳定性评价是可行的。

粤赣高速公路某岩质边坡稳定性分析与加固研究

采用双平面滑动刚体极限平衡法计算边坡稳定性分析模型,考虑了水压力、地震动荷载的作用并进行加固研究,探讨了结构面力学参数敏感性分析。结果表明,水压力是边坡破坏最重要的影响因素,地震动荷载对边坡稳态的作用是比较显著的;应当将总锚固力的标准值提高到2920 kN,才能满足边坡稳定的要求;锚固角为25°时,锚固效果较好又相对经济;结构面力学参数1φ对边坡稳定性没有影响,参数c1、c2和2φ增大有利于边坡稳定,这三个参数的影响程度从小到大依次增强,但是总的来说影响并不大。本文研究方法和成果可以为改善工程施工提供依据。

基于极射赤平投影法和强度折减法的岩质边坡稳定性分析

在对广东省清远市某岩质高边坡人工调查的基础上,运用三维激光扫描仪量测边坡地形以及结构面产状和间距,利用极射赤平投影法分析边坡结构面切割体的稳定性,并用有限元软件ABAQUS分析边坡的整体稳定性和变形发展趋势。研究结果表明:三维激光扫描仪能准确快速地获得岩质边坡的地形和结构面数据,该岩质边坡整体相对稳定,但存在崩塌、结构面切割体不稳定等灾害,极射赤平投影法和强度折减法的结合使得对岩质边坡的稳定性分析更全面。

岩质边坡稳定性评价方法综述

岩质边坡稳定性判别是一个综合性问题。边坡稳定性评价包括定性分析、失稳模式判别和定量分析等方法。定性分析方法有SMR法、CSMR法,依据赤平投影法对边坡的失稳模式(如平面滑动、楔体破坏、倾倒破坏)做出相应判别;定量分析则是根据上述的3种不同失稳模式选择不同的评价方法。本文对岩质边坡稳定性评价方法作了综述分析,并介绍了陈祖煜提出的一种三维刚体极限平衡分析法。

局部安全系数引入下岩质边坡稳定性分析极限平衡滑面应力法

由于广义非线性Hoek-Brown(H-B)强度准则可展现出岩体的复杂剪切破坏行为,因此,其被广泛地应用于岩质边坡稳定性分析。然而,以条块划分与条间力假设模式而建立的传统极限平衡方法不易于直接引入非线性强度准则,使得极限平衡方法在分析岩质边坡稳定性方面存在些许不足。此外,边坡稳定性分析时,以往常将滑面局部安全系数假定为与位置无关的单一变量。事实上,边坡在未达到临界失效状态前,滑面局部安全系数分布存在差异性。为此,应用Taylor级数展开式构建滑面正应力函数,并考虑滑面局部安全系数差异性,建立滑面局部安全系数倒数线性分布特征下滑面剪应力函数。进而,实现滑面应力计算模式与滑面局部安全系数差异分布特征下广义非线性H-B强度准则的融入。随后,引入滑面端部应力约束条件,并依据边坡滑体所满足的整体力学平衡方程,推导出岩质边坡稳定性极限平衡解答。通过算例对比分析,可知本文方法不仅可准确地评估出非线性强度准则下岩质边坡稳定性,而且能够合理地模拟出近坡顶处滑面拉剪应力区、客观地描述出应力集中效应下近坡脚处滑面压剪现象以及有效地判别出滑面局部安全系数差异分布特征。进一步,为了便于指导工程岩质边坡设计与加固,绘制了均质岩石边坡最小安全系数等值曲线图与临界滑面局部安全系数差异分布特征分区图。

含双软弱夹层岩质边坡稳定性上限解

含软弱夹层岩质边坡稳定性由软弱夹层和岩体共同控制,多层软弱夹层边坡和单一夹层边坡在地质模型、破坏模式与稳定性分析方法方面存在明显的差异。结合传统塑性理论与广义塑性理论,将极限分析上限法应用于含一定厚度的双层软弱夹层岩质边坡中,假设上夹层符合非关联流动法则,其余均符合关联流动法则,建立滑动破坏机构,提出含双夹层岩质边坡稳定系数的计算方法。结合算例,基于序列二次优化算法求解该边坡处于极限平衡状态下的稳定系数最小值并绘制对应的破坏机构,将计算结果与3DEC离散元数值分析结果进行对比分析。结果表明:软弱夹层倾角越大,滑动破坏面越靠近坡顶,边坡稳定性越差,理论计算结果与数值结果具有较好的一致性,验证了该方法的正确性。

岩质高边坡稳定性支持向量机预测方法研究

提出一种基于支持向量机的岩质边坡稳定性预测方法。该方法地很好的表达了岩质边坡稳定性与其影响因素之间的非线性映射关系,并应用该方法建立了相应的模型。预测结果表明,利用该方法进行岩质边坡稳定性预测是可行的、有效的。

赤平投影在某隧道进口边坡岩体稳定性分析中的应用

岩质边坡的失稳和破坏主要受岩体中的各种结构面所控制,通过赤平投影分析简便直观,分析认为隧道进口岩质边坡属较稳定边坡。

利用赤平极射投影法对大石门水电站构筑物稳定性分析

岩质边坡稳定性评价更多地依靠工程地质分析,但大石门水电站构筑物稳定性采用赤平极射投影法进行评价,从岩质边坡的结构面和边坡的临空面的空间组合关系入手,更能直观、合理做出边坡稳定性状态评价。

广义Hoek-Brown准则中强度折减系数的确定

稳定性系数是边坡安全性评价的关键指标,但对适用于岩体特性的Hoek-Brown准则的折减存在标准不统一或计算复杂的特点,有必要确定合适的强度折减方案和系数。将广义Hoek-Brown准则(2002)与强度折减原理相结合,以三峡库区狮子包高边坡为模型,通过改变坡高、坡角和参数,以7种对岩石单轴抗压强度ci、地质强度指标GSI和岩石材料常数mi的简化折减方案,研究狮子包高边坡的稳定性,并对稳定性系数和抗剪强度进行误差分析,确定广义Hoek-Brown准则的最优强度折减方案。研究结果表明,对广义Hoek-Brown准则的强度折减可通过同比折减参数ci和GSI获得,此时数值计算与极限平衡法(Morgenstern-Price)确定的高边坡稳定性系数相对误差平均值为6.9%,方差为6.9%,抗剪强度相对误差为4.98%。这对广义Hoek-Brown准则在岩质边坡稳定性数值计算中的广泛应用有一定理论意义和价值。

论赤平极射投影在山口岩水利工程中的应用

本论文首先简单介绍了水利工程中分析岩质边坡稳定性常用的一种图解法——赤平极射投影法,然后介绍了这种方法在山口岩水利工程稳定性分析中的具体应用,因其在该水利工程的坝基和岩质边坡稳定性分析中发挥了一定的作用,满足了工程实践的要求,故希望对其它水利工程坝基抗滑和岩质边坡的稳定性分析具有指导意义.

Hoek-Brown经验准则在清连公路岩体综合抗剪强度指标确定中的应用

清连高速公路沿线边坡多为岩质边坡,地质条件复杂且边坡众多,边坡稳定性计算所需的岩体抗剪强度参数难以通过试验取得,故依据现场地质条件采用Hoek-Brown经验强度准则来确定边坡岩体力学参数,并与规范提供数据相比较,验证了参数选取的合理性。

浅谈废弃矿山生态环境治理设计

介绍废弃矿山生态环境治理设计中的技术、依据。

世茂深坑酒店总体结构设计

世茂深坑酒店主体建筑位于地质深坑内,依崖壁建造,为独特的两点支承结构体系。地上建筑2层,地下至水面建筑共14层。酒店主体结构采用钢框架-支撑结构体系,框架柱采用钢管混凝土柱。本文介绍了该工程的岩质边坡稳定性问题、地基基础设计、结构布置和结构分析计算,着重阐述了抗震性能目标确定、结构体系优化、关键构件安全储备等抗震超限设计的措施,并介绍了设计中的其他关键问题。