用拐点原理计算滑坡后沿张裂缝深度的新公式

当坡体后沿产生张裂缝时,通常意味着坡体接近极限平衡状态,滑坡可能发生,若遇降雨,张裂缝充水产生的水压往往是滑坡发生的启动因素,因为水压的大小与张裂缝的深度估算有关,是边坡稳定分析的重要条件之一。建立了一个坡体后部潜在三角形极限平衡体拉张模型,导出裂缝深度公式。应用拐点的数学性质原理,解出裂缝处与内摩擦角相应的滑面倾角,计算张裂缝深度系数,绘制了应用于实际的张裂缝深度系数的数值解曲线图。解释了张裂缝发生条件:裂缝处的滑面倾角必须小于裂缝深度系数的一阶导数的极值点确定的与土层内摩擦角对应的倾角α。给出了圆弧滑面和一种非圆弧滑面发生张裂缝位置的公式。与Spencer裂缝公式进行了比较,表明本文方法具有实用价值。

考虑降雨拉张裂缝作用的库岸边坡稳定性分析

降雨对库岸边坡的失稳有刺激作用,尤其是降雨过程中坡体产生的拉张裂缝对其稳定性影响更大。考虑降雨作用下产生的裂缝,构建拉张裂缝模型,确定拉张裂缝的位置及深度,并用剩余推力法计算水库蓄水时边坡的稳定性系数。以某水库的库岸边坡为例,计算了水库在正常蓄水位时,不同降雨强度和降雨历时下的稳定性系数,结果表明降雨强度和降雨历时与裂缝的位置和边坡的稳定性存在密切的关系。

河岸边坡稳定性及张裂缝最不利位置研究

考虑坡外水位、坡顶荷载、地震作用和坡趾淘蚀等一般情况,对典型河岸边坡模型进行受力分析;采用极限平衡方法建立统一的安全系数计算公式,并推导出张裂缝最不利位置的解析式。通过算例对比,验证推导公式的正确性,并研究坡外水位、坡顶荷载、地震作用、张裂缝深度及积水深度变化时对河岸边坡的张裂缝最不利位置及稳定性的影响。研究结果表明:流水冲刷引起坡趾区域的淘蚀显著降低了原状河岸边坡的稳定性,同时使得张裂缝的最不利位置较原状河岸边坡更临近坡顶点,使之成为引起河岸边坡塌方的一个重要原因;坡外水位的升高对原状河岸边坡和流水淘刷后河岸边坡的张裂缝最不利位置及稳定性的影响不同,且后者较前者对坡外水位突升所引起的稳定性问题更加明显;地震作用、张裂缝深度及积水深度的变化对河岸边坡的张裂缝最不利位置及稳定性影响较大,而坡顶荷载的变化对其影响较小。

渗流条件下具有张裂缝边坡的稳定性分析

针对渗流条件下具有张裂缝边坡的稳定性,将流网合理简化,采用以土体(总应力法)或土骨架(有效应力法)为研究对象的2种方法,基于直线、圆弧和任意曲线3种滑动面型式,推导出折线型和台阶型边坡的安全系数计算公式。通过算例分析比较这些方法的异同,并研究张裂缝位置与张裂缝水位对边坡稳定性的影响。研究结果表明:从计算所得的安全系数来看,直线滑动面最大,任意曲线滑动面与圆弧滑动面相接近,但比之较小,说明任意曲线滑动面所得结果更偏于安全;当采用同种类型滑动面时,以土体和土骨架为研究对象的2种计算方法所得的安全系数和临界滑动面均接近,但以土骨架为研究对象的计算方法所得结果偏小一些,因而,以该种计算方法分析所得边坡状态更偏于安全;曲线滑动面(包括圆弧和任意曲线)计算认为张裂缝位置离坡顶距离越近,边坡稳定性越小,而直线滑动面计算认为张裂缝对边坡稳定性影响最大的位置存在特定值;当张裂缝水位升高时,各方法计算所得的安全系数均减小,说明张裂缝水位越高,边坡状态越不稳定。

水力条件下具有张裂缝临河边坡稳定性分析

临河边坡由于多种因素可引起坡顶面出现张裂缝,而在水力条件下坡体则变得越不稳定,以致可能发生失稳,因此对水力条件下张裂缝临河边坡的稳定性分析具有重要意义。基于直线滑动面方法、圆弧滑动面方法和滑动面搜索新方法,对此类边坡进行稳定性分析。在考虑渗流作用的情况下,将流网进行合理简化,且以土体、土骨架为研究对象及采用等效容重法对滑动体进行受力分析。直线滑动面时,推导出折线型和台阶型边坡的安全系数计算公式。通过算例分析,并分别研究坡外水位和张裂缝积水深度变化对边坡稳定性的影响,可得到如下结论:(1)对于最小安全系数的计算,直线滑动面方法偏大,滑动面搜索新方法与圆弧滑动面方法相接近,但比圆弧滑动面方法小;(2)采用相同类型滑动面搜索方法时,以土体与土骨架为研究对象分析得出的结果一致,以土骨架为研究对象和等效容重法分析得出的结果等效;(3)坡外水位在一定高度及以下时,不同类型滑动面方法均表明边坡将处于不稳定状态;(4)随张裂缝积水深度的升高,采用不同类型滑动面搜索方法计算得到的安全系数都将减小,说明张裂缝积水深度越高,边坡状态越不稳定。

验证无竖直张裂缝岩石边坡中滑动面水压分布

在传统的使用极限平衡法计算岩体边坡平面滑动往往采用Hoek E和Bray J W提出的假设进行计算,即在没有竖直张裂缝的情况下滑面的最低和最高点静水压力为0,滑面中部静水压力最大。而舒继森教授在《岩石边坡中滑动面水压分布假设的改进》一文中阐述了一种新的水压变化假设,即在滑面的最低点和张裂缝中水位点的水压为0;总水位的1/2处静水压力始终是最大值。本文通过模拟滑面的实验,在无竖直张裂缝的情况下,测量不同角度不同滑面位置处的静水压力分布情况,从而验证无竖直张裂缝岩石边坡中滑动面静水压分布。

张裂缝和剪裂缝应力敏感差异对致密砂岩储层产能影响

为明确张裂缝和剪裂缝应力敏感差异对致密砂岩储层产能的影响,以红河油田延长组长8段致密砂岩储层为例,模拟不同应力条件的张裂缝和剪裂缝,借助三维激光扫描对其粗糙度进行了统计分析,并通过实验对比了2种裂缝的应力敏感差异,最后使用数值模拟方法研究了存在张裂缝或剪裂缝时油井的生产差异。研究表明:制备的裂缝能近似模拟自然状态下中等缝的真实情况,与剪裂缝相比,张裂缝平均粗糙度小,渗透率损害率大、恢复程度低、应力敏感性强;裂缝的存在大大增加了油井的产能,且当地层中裂缝为剪裂缝时的油井产能大于张裂缝。该研究有助于预测和评价致密砂岩储层中不同应力环境成缝区域的应力敏感性,对产量的计算和生产方案的制订具有指导意义。

强降雨条件下具有张裂缝边坡临界滑动场

降雨持时较长且雨强较大时,雨水的入渗不仅会增大孔隙水压力,且易使张裂缝充水形成静水压力,对边坡稳定不利。结合降雨条件下饱和-非饱和渗流分析,考虑降雨过程中的瞬态孔隙水压力场与瞬态强度场,并同时考虑张裂缝充水时的静水压力,对边坡临界滑动场法进行改进,提出降雨条件下具有张裂缝边坡临界滑动场数值模拟方法,且对其进行了验证。将该方法用于一个典型均质黏土边坡算例,结果表明,(1)文中方法可考虑张裂缝具体位置、深度及其充水状态下对边坡稳定性的影响,并能搜索出任意形状危险滑面,计算结果合理可靠;(2)降雨条件下张裂缝中静水压力对边坡稳定性及滑面形状有较大影响;(3)降雨条件下张裂缝位置对边坡稳定有较大影响,距坡肩越近,张裂缝对边坡稳定性影响越大;(4)张裂缝处在最不利位置且充水时存在一个最不利深度。

岩石力学参数影响断背斜内张裂缝发育带的概念模型

在对库车坳陷克拉苏构造带内断背斜的构造裂缝研究中,发现断背斜内转折端发育张裂缝发育带,且张裂缝发育带的单井测试产量高,是断背斜内的油气高产区,深化研究张裂缝发育带及其影响因素对于油气勘探开发具有重要意义。前期工作发现张裂缝发育带受背斜"中和面"的控制,而岩石力学参数对断背斜内张裂缝发育带的影响还不清楚。因此,以库车坳陷克拉苏构造带内断背斜为背景,通过有限元数值模拟方法,建立了不同岩石力学参数的二维力学概念模型,分析了杨氏模量、泊松比和粘度比对张裂缝发育带的影响。结果表明:在杨氏模量大于70 GPa时,最大应变值随着杨氏模量增大而快速增大;随着杨氏模量的增加,张裂缝发育带的宽度和厚度总体上呈现线性增加的特征。在杨氏模量大于40 GPa条件下,随着泊松比增加,最大应变值和张裂缝发育带的宽度总体上缓慢增加。在粘度比小于25的情况下,最大应变值为0,不存在张裂缝发育带的宽度和张裂缝发育带的厚度;在粘度比大于25的情况下,最大应变值开始大于0且逐渐增大,张裂缝发育带的宽度和张裂缝发育带的厚度都随着粘度比的增加而增加。

考虑张裂缝的地震边坡屈服加速度计算方法研究

传统边坡地震稳定性分析方法鲜有考虑土体拉裂破坏引起的张裂缝。基于极限平衡-拟静力法建立了水平地震力和竖向地震力作用下的力与力矩平衡方程,运用变分理论获得其临界破坏面及其对应的正应力分布,考虑土体没有抗拉强度建立考虑张裂缝的地震边坡屈服加速度的闭合解答。张裂缝的出现会显著降低地震边坡的稳定性,对于垂直边坡将达到50%。当边坡坡度较大时,竖向地震力向下作用获得的屈服加速度更小,当边坡坡度较小时,竖向地震力向上作用获得的屈服加速度更小。

疏松砾岩砾石中的张裂缝系

在加里福尼亚的萨尔顿地堑区和以色列阿拉瓦裂谷的较新地层中，具杂基支撑结构，胶结疏松的砾岩中的砾石内普遍发育规则的张裂缝系。张裂缝倾角大都很陡，彼此近于平行，且只在砾石内部发育，不切穿基质．张裂缝系的走向在区域上与当地的水平压应力方向吻合良好，是构造压应力下的产物，可作为构造应力的标志，它对我国西北新生代勘探程度较低的地区可起判别构造压应力方向的作用。

松辽盆地西部张裂缝预测的应力场方法

以松辽盆地地质资料为基础，介绍了应力场和张裂缝预测的计算方法。通过了各种岩性的张破裂概率隶属函数，预测松辽盆地酉部张裂缝区的分布。据此，为今后的油气勘探提出了几点认识和建议。

考虑拉张裂缝与地下水位的边坡稳定性分析

为了解析拉张裂缝与地下水位变动耦合作用对边坡稳定性的影响,基于简布法构建了考虑土体重度、土体强度水敏性和坡顶拉张裂缝耦合影响的边坡稳定性分析模型。分别对比分析了不考虑拉张裂缝与地下水位变动耦合作用和考虑拉张裂缝与地下水位变动耦合作用对边坡稳定性以及不同拉张裂缝深度与地下水位埋深组合工况下的边坡稳定性。结果表明,相比于不考虑拉张裂缝与地下水位变动耦合作用的边坡稳定性模型,考虑耦合作用的边坡稳定性模型计算能够获得较高的安全系数,表明该情形下边坡稳定性更好,也更符合实际。

剪张裂缝和古岩溶发育隧道施工技术

文章介绍了隧道施工中遇到的剪张裂缝和古岩溶特殊地质现象,阐述其成因、施工影响以及富水环境下防治涌水突砂的施工技术措施,提出带水作业三个条件及配套处理措施,以期能为今后类似工程安全施工提供借鉴参考。

边坡平面剪切破坏时张裂缝的“最可能”位置(二)

敏感度分析问题的讨论地下水条件是影响露天矿边坡稳定性的最重要因素(仅次于本身的地质构造),因此,分析时对每种可能的地下水位状态都应予以考虑。把分析限于霍克(Hoek)和布雷(Bray)

温变导致大坝背管径向裂缝张合度的理论研究

考虑大坝背管环向拉裂 ,取用了合适的环向等效弹性模量值 ,用弹性力学得出了背管在任意半径处的温度径向位移计算公式 ,探讨了背管刚度对背管温度位移的影响 ,得出了温变引起大坝背管裂缝宽度改变值的计算公式 。

高陡边坡深部卸荷张拉裂缝的成因机制探讨

在高地应力地区，一些特定的高陡边坡，其内部发育有大量的深部张拉裂缝，水平深度可达200～300m，甚至更深，超出了工程经验中对卸荷改造规律的认识，合理解释这一特殊的工程地质现象成为工程地质学的新课题。通过对前人研究成果的分析和总结，从边坡岩体的赋存环境、岩体结构和地质构造等方面，对深部张拉裂缝的成因机制进行了进一步的探讨。从现阶段的研究结果看，这种深部卸荷张拉裂缝对边坡稳定性只是产生局部的影响，但这些深部裂缝在内动力作用或充水的条件下，裂缝可能会进一步扩大发展，对边坡的稳定性起到控制作用。

低渗透储层构造裂缝的成因类型及其形成地质条件

低渗透储层中构造成因的裂缝包括剪切裂缝、扩张裂缝和拉张裂缝3种类型。剪切裂缝是在压应力作用下形成的,理论上以两组共轭剪切裂缝的形式出现,但岩层强烈的非均质性通常可以抑制其中一组发育,而只留下另一组。剪切裂缝以高角度缝为主,具有透入性分布特征。此外,还常见有两类低角度剪切裂缝:一类为在泥质岩中发育的滑脱裂缝;另一类为在逆冲构造带中发育的近水平剪切裂缝。扩张裂缝和拉张裂缝都是垂直于最小主应力方向分布的,规模小,延伸短。但是扩张裂缝是在压应力作用下形成的,因而常与剪切裂缝同时出现;而拉张裂缝的形成要求至少最小主应力是张应力,通常呈透镜状局部发育,并被沥青、方解石等脉体充填。除了岩层弯曲派生的拉张应力形成的纵张裂缝外,沉积盆地中拉张裂缝的形成通常有异常高压流体的参与,异常高压流体可以使逆冲构造带中的挤压应力变为拉张应力,从而在挤压应力环境中形成拉张裂缝。拉张裂缝是沉积盆地古异常高压流体存在的重要指示标志。

竖向张拉裂缝下渣场边坡地震动力响应分析

文章利用MIDAS/GTS数值计算软件,对龙泉山隧道渣场边坡的稳定性进行了模拟和分析,并模拟渣场边坡在竖向张拉裂缝不断拓展深度的情况下监测点的位移及应力变化情况,同时分析了带裂缝工作边坡在汶川地震波的动力作用下边坡稳定性情况及监测点的位移变化、应力变化情况,结果表明随着竖向张拉裂缝向下拓展以及地震荷载下边坡滑移面不断向坡底延伸,坡脚剪切应力逐渐变大,计算结果也表明对于渣场的边坡防护及支挡形式在考虑地震荷载情况下需通过渣场表面进行绿化覆盖,在高等级高边坡情况下进行锚杆、锚索及挡土墙等进行有效支护。

临汾盆地北张地裂缝发育特征与成因分析

临汾盆地位于山西地堑系的南部,地裂缝灾害频发且成因复杂多样;特别是20世纪90年代以后出现在侯马凹陷盆地的地裂缝,发育规模大,灾害严重,给当地居民造成了严重的经济损失。以2007年出现在侯马凹陷盆地区的北张地裂缝为例,通过详细的地面调查和地表测绘查了地裂缝的平面展布特征,利用槽探揭示地裂缝的剖面结构特征。根据物探、钻探和InSAR监测结果,分析构造断裂和超采地下水与地裂缝的关系,并得出北张地裂缝的成因机理,并据此提出地裂缝的防治措施。