基于PFC2D的缓倾顺层滑移-溃曲型岩质滑坡破坏机制分析

川东红层地区岩层倾角通常较缓,在缓倾顺向斜坡上出现了一种较为特殊的滑移-溃屈变形破坏形式。相对于缓倾岩层的顺层滑移,其破坏、受力和变形显得较为复杂。本文在分析兴浪坡滑坡变形模式的基础上,基于PFC2D软件对其进行破坏过程及微观力学分析。结果显示:受川东宽缓褶皱影响滑坡所处地形呈上陡下缓的特点,岩层变缓和老滑坡堆积造成的应力集中是斜坡发生滑移-溃曲的原因。变形破坏模式解析其分为滑移-弯曲鼓胀、强烈弯曲-隆起和滑移-溃屈破坏3个阶段。模型破坏云图位移显示滑坡中部监测点2位置存在应力集中导致的岩体错断和剪断特征,与实际调查相符合。滑坡中部溃曲处在滑动前主要表现为压应力集中,当应力集中到一定程度,岩体沿着层面或破碎带剪切贯通,形成滑移-弯曲-溃曲变形模式。研究结果对于其他类似边坡的稳定性评价和识别具有参考意义。

含软弱夹层缓倾顺层岩质边坡中抗滑桩-键组合结构的应用

含软弱夹层缓倾顺层岩质边坡的失稳破坏往往是沿软弱夹层向下滑移。针对这类边坡的破坏特点,以贵州某含软弱夹层缓倾顺层岩质边坡为例,提出采用抗滑桩-键组合结构对此类边坡进行支挡防护,并基于有限元软件模拟了抗滑桩-键组合结构对边坡的支挡防护机理,讨论了不同排距对边坡稳定性、坡体变形特征以及边坡剩余下滑力分担情况的影响规律。结果表明:将抗滑桩与抗滑键组合形成新的抗滑体系,能有效地控制含软弱夹层缓倾顺层岩质边坡的坡体变形,进而提升边坡的整体稳定性;抗滑键设置后分担了前排桩部分下滑力,显著改善了前排桩的受力状态,其承担的荷载约为前排桩的75%~90%;抗滑桩-键组合结构承担的边坡剩余下滑力之和略大于单排桩承担的边坡剩余下滑力,且排距对边坡剩余下滑力的分担具有一定影响,随着排距的增大,抗滑桩-键组合结构承担的边坡剩余下滑力之和缓慢增大,当排距为45 m时其达到峰值。研究成果可为此类边坡的支挡防护提供新思路,具有一定的参考价值和借鉴意义。

缓倾顺层岩质边坡中抗滑键的承载性能及破坏模式研究

为揭示抗滑键在含软弱夹层缓倾顺层岩质边坡中的承载性能与破坏模式,基于有限元软件,考虑抗滑键为塑性损伤模型,开展分级荷载下抗滑键加固含软弱夹层边坡三维数值模型试验,研究抗滑键工作时的变形特性、应力分布特征及损伤过程,并讨论抗滑键承载性能的优化措施。结果表明,抗滑键工作时以受剪为主,当混凝土等级和配筋率一定时,其极限承载力受控于自身截面面积;不同长径比抗滑键破坏模式有所不同,当长径比为4,2.67时,抗滑键在滑面处被剪断,当长径比为2,1.33时,抗滑键被推倒;针对抗滑键被剪断时的情况,其承载能力大小主要取决于混凝土等级。

抗滑键在缓倾顺层岩质深基坑中的实践

基于缓倾顺层岩质深基坑工程在支护结构可靠性及变形控制设计面临的突出技术难题,文中以重庆地区某邻近轨道交通的实际深基坑工程为例,探讨了缓倾顺层岩质深基坑在设计中的风险及关键问题,提出了抗滑键+板肋式锚索(杆)挡墙的联合支挡结构方法,最后通过安全评估和现场监测进行了效果验证,抗滑键的设置有效的阻止了顺层滑动破坏,基坑开挖引起轨道交通的内力及变形变化满足裂缝检算要求,体现良好的适用性及经济性,为类似缓倾顺层岩质深基坑支护设计提供参考。

巴东组红层软岩缓倾顺层边坡破坏机制分析

在对边坡岩体进行一系列工程地质特性试验研究的基础上,以该类边坡最常见的平面滑动模式建立潜在滑动面上不同位置的稳定性系数表达式,结合实例计算分析边坡开挖对其稳定性的影响,并对潜在滑动面软弱夹层的剪切流变过程进行分析。分析结果表明,巴东组红层软岩缓倾顺层边坡的破坏是从坡脚开挖开始到潜在滑动面,由等速蠕变到加速滑动的渐进过程,期间伴随着坡脚岩体的崩解、节理裂隙的扩展延伸和地表水沿裂隙下渗软化潜在滑动面等因素的共同促进作用。在掌握该类边坡破坏机制的基础上,对其加固方式和施工组织提出相关建议,研究成果对同类型边坡的设计和施工具有重要的参考意义。

水力作用下缓倾顺层岩质边坡滑移破坏机制分析

顺层岩质边坡的稳定性主要取决于滑动面的物理力学性质和地下水对边坡岩体的水压力。通过对缓倾顺层岩质边坡中的地下水力作用进行分析,在建立出流缝未被堵塞和出流缝被堵塞2种情况下的边坡水力学分析模型的基础上,推导出了边坡稳定系数和张裂隙临界充水高度的表达式,从而建立了边坡滑移破坏判据,认为当张裂隙充水高度或临界降雨强度达到临界值后,边坡在水力作用下将发生滑移破坏。选取实际边坡进行计算和分析,验证了公式的合理性,结果表明顺层边坡滑移破坏的实现取决于外界水力作用的触发,边坡稳定性系数的降低主要与张裂缝中的静水压力和滑动面上的静水压力有关,而动水压力的影响很小。其成果对设计和施工有重要的指导意义。

贵州某缓倾顺层岩质边坡稳定性分析与评价

贵州某缓倾顺层岩质边坡具有"夹心饼干"式特殊坡体结构,在对其工程地质环境条件及边坡基本特征调查和分析的基础上,认为该边坡的变形破坏模式为滑移-拉裂型;同时对边坡稳定性进行定性分析和定量分析,得出边坡在天然工况下处于欠稳定状态,在暴雨工况下处于不稳定状态。最后提出采用抗剪锚杆、锚拉桩和预应力锚索等多种支护手段进行治理的建议。

切坡影响下缓倾顺层红层边坡变形的演化过程

以德遂高速公路沿线典型缓倾顺层红层边坡为工程依托,依据地质分析及相似理论建立缓倾顺层红层边坡室内物理模型,采用开挖试验模拟实际工程切坡,研究坡体的变形演化过程。结果表明:缓倾角20°的顺层红层边坡随切坡呈现典型的拉裂-滑移式破坏,坡体位移均随分级切坡不断增大,水平位移均高于竖直位移,同时切坡面附近产生的位移相对于坡体其他部位较大;坡体变形主要由切坡阶段卸荷变形及静置阶段蠕滑变形两部分组成,且切坡卸荷为蠕滑变形发展创造了基础条件;切坡至软弱泥岩夹层前卸荷变形大小及速率均高于蠕滑变形,切坡至软弱泥岩夹层后坡体卸荷变形低于蠕滑变形;切坡面附近部位应力受切坡扰动较为明显,而坡体中部及后缘应力受切坡扰动较小,但坡内应力总体呈现下降趋势,即应力随切坡逐步释放。

沪昆客运专线路堑缓倾顺层滑坡分析

本文根据沪昆客运专线D1K970+460~D1K970+675段路堑顺层滑坡的地质背景和形成过程,深入分析滑坡滑动破坏机理及主要影响因素,综合评价滑坡稳定性,并提出工程处置措施。研究表明:(1)在碳酸盐岩地区缓倾顺层地段,岩溶溶槽、溶隙发育,岩体呈硬夹弱或软硬岩互层时,降雨后溶槽、溶隙充水产生静水压力,雨水下渗沿相对隔水的软弱夹层富集并向边坡低处渗流,软化软弱夹层,导致边坡临空后顺软弱夹层产生顺层滑坡,属顺层滑移-压致拉裂型破坏;(2)综合评价滑坡稳定性,采用卸载、锚固桩、锚索桩等措施对滑坡及后壁顺层进行综合治理,治理效果良好。本文可为类似顺层工点的预防、滑坡治理提供指导及参考。

某长大缓倾顺层边坡的失稳机理研究

为研究长大缓倾顺层边坡失稳破坏机理,以某滑坡为实例,采用土工离心机,开展了坡脚开挖和降雨入渗对边坡稳定性影响的离心模型试验研究。试验结果表明:在边坡开挖、降雨入渗和泥岩软化三个因素的综合作用下,滑坡的稳定性降低,发生了整体顺层滑移和拉裂式破坏。根据模型侧面网格变形,观察网格错动趋势,推测滑坡有多层滑动的可能。把研究成果与已有结论进行定性对比,验证了离心试验适用于长大缓倾边坡的失稳机理研究,为该类型边坡的研究提供了一种新思路。

试论缓倾顺层岩石边坡整体失稳之成因

本文初次提出缓倾顺层岩石边坡的失稳与冰胀作用有一定的成生联系,其层间所夹的泥层与冰胀作用有关;当边坡前沿形成临空面,有层间次生泥层的作用,若不及时支撑防护,边坡的滑移垮塌难于避免;关于冰胀产生的次生泥层,盼能引起工程地质界的关注。

某长大缓倾顺层边坡支护效果的离心实验研究

为研究某长大缓倾顺层边坡的支护效果,通过对边坡开挖失稳阶段和双排桩支护阶段的离心模型实验,研究开挖失稳模型和双排桩支护模型的变形破坏规律。着重探讨了长大缓倾顺层边坡失稳原因和支护效果,实验结果表明:利用离心模型实验方法研究长大缓倾顺层边坡的支护研究是可行的;长大缓倾顺层边坡在降雨、开挖等诱发因素作用下是可能发生活动的;双排桩支护方法治理长大缓倾顺层边坡是有效的。

川东红层地区缓倾顺层岩质滑坡中水的作用

川东地区2010~2018年期间发生破坏的大型缓倾顺层岩质滑坡都是在持续强降雨后爆发的,地下水在滑坡的破坏过程中起到了很大的作用。文章主要对地下水在红层缓倾顺层岩质滑坡起到的作用进行归纳研究。

缓倾顺层岩质边坡病害成因数值分析及处治对策研究

针对永宁高速公路的边坡病害,以石壁滑坡为依托,采用数值分析法,对缓倾顺层岩质边坡受主控结构面影响的沿基岩面的平面变形进行数值定量分析,其主要变形模式为岩体的拉裂滑移破坏。其病害是由于坡体不利结构面存在、工程开挖破坏坡脚和大气降雨所致。同时结合极限平衡法反分析,对滑坡各阶段的稳定系数及加固措施进行计算,结果表明,治理措施满足工程实际与规范的要求。

含多个软弱夹层缓倾顺层边坡开挖卸荷变形特征

为探究含多个软弱夹层缓倾顺层边坡的开挖卸荷特征,以有限元模拟为手段,依托某在建高速公路顺层边坡,分析分步开挖卸荷后其失稳机制和松弛区范围;然后,考虑软弱夹层的饱水软化效应,研究了顺层边坡的松弛区范围和首次破裂长度特征。结果表明:分步开挖下,含多个软弱夹层缓倾顺层边坡浅表呈坡脚位置处的弧形滑面滑落破坏,滑面由岩土界面剪出;深部呈沿软弱夹层的多层平动式台阶状顺层失稳破坏;松弛区范围随开挖深度的增大而增大,且越靠近地表,松弛区范围向坡体后缘延伸越长;考虑软弱夹层饱水软化效应时,饱水1d后开挖揭露软弱夹层I坡体即失稳,稳定性系数降低42.07%,松弛区范围增长59.22%,首次破裂长度增长12.51倍。可见,对含多个软弱夹层的缓倾顺层边坡,开挖前须施作截排水设施,分步开挖时边开挖边支护具有必要性。

贵州某缓倾顺层软质岩滑坡变形破坏机制分析

以贵州省省道S303桩号K174km处滑坡为例,对区域地质背景和滑坡基本特征研究分析。结果表明:历史斜坡蠕变产生卸荷拉裂,后缘形成拉陷槽;工程切坡后主滑区前缘滑移拉裂导致锁固段岩体累进性破坏,塑性破坏严重,滑坡控制边界"两面三刀"形成;后缘拉陷槽内水体渗漏,泥质夹层软化,在扬压力和自重等作用下斜坡岩体顺缓倾层面剪断失稳,形成推移式滑坡。

三峡库区巴东组泥灰岩顺层缓倾高边坡变形破坏模式研究

三峡库区广泛分布的巴东组泥灰岩工程性质较差,分布在此地层中的泥灰岩高边坡稳定性引人关注。结合泥灰岩的工程地质特性,建立了巴东组泥灰岩顺层缓倾岩体工程地质模型。并以此为基础,根据岩性组合特征与结构面特征,分析了其变形破坏模式主要为滑移或者滑移压致拉裂模式。最后,基于UDEC对巴东白岩沟高边坡进行了变形演化过程数值模拟,结果显示白岩沟高边坡变形破坏经过了2阶段:坡脚开挖使切坡产生了蠕变,而降雨使得边坡稳定性态发生突变,发生滑移破坏,这给此类型高边坡的治理一个启示,做好边坡地表防水、地表与地下排水,对边坡十分重要。

缓倾状顺层岩石边坡冰胀作用失稳初探

关于冰胀作用与沉积岩岩石边坡层间夹泥层的关系及其与沉积岩岩石边坡失稳的关系目前尚未见到有关报导。本文根据贵州西部山区公路路基缓倾状顺层岩石边坡的失稳机理,初步探讨了此类边坡的失稳成因,希望能引起工程地质界对缓倾状顺层岩石边坡在冰膨胀力作用下形成的层间夹泥层引发的失稳边坡的关注。

山区高速公路边坡勘察设计常见问题分析

在山区高公路上经常遇到顺向坡、滑坡蠕变体和陡反倾坡。对于顺向坡,是否稍陡倾的坡体就应加固,而稍缓倾坡体可以不加固,边坡专家根据现场情况给出相应的工程措施主要是基于顺层边坡中的主要控制层位、相关特性和场地地质条件得出缓坡预加固、稍陡坡整体稳定的结论。从红砂岩显示倾角、倾向异常着手,通过多方面的分析调查,该岩层的特性以及反分析潜在滑动面力学特征,分析判断该切坡体为一蠕滑变形体,进而强调采用抗滑桩预先加固的工程处理方式,通过实际切坡变形破坏证明边坡专家的分析判断和工程措施的正确性。对于红砂岩反倾陡边坡,由于存在软弱夹层和顺坡向节理的切割,边坡岩性强度随雨水渗透软化,特别是现场有类似自然层倾倒变形特征,需要采取工程加固措施。边坡专家能根据工程场地性质,综合分析控制层随时间变化特征及对稳定性起控制性因素,能预先提出合理的工程措施,避免或减少工程损失,达到事半功倍的效果。

云盘头滑坡变形破坏机制研究

缓倾顺层岩质边坡由于其岩层倾角较缓,具有不易察觉其失稳且识别难度大的特点。以一个典型的缓倾顺层岩质边坡(贵州云盘头滑坡)为例,基于工程地质勘察,建立边坡地质模型,并结合底摩擦试验、二维离散元和有限元模拟等方法,探讨云盘头滑坡的变形破坏机制。结果表明:云盘头滑坡的变形破坏过程可分为微裂纹发育阶段、裂纹拓展阶段、滑体变形阶段与完全破坏阶段,并在坡脚存在关键块体;滑坡形成的主要原因是,坡体经过开挖导致软弱夹层出露,坡体内部发育垂直于软弱夹层的拉裂纹并将滑体分割成块体,随着坡脚关键块体向临空面滑移,后部次级块体随之移动并产生多米诺骨牌效应导致坡体发生整体滑移,变形模式属于典型的滑移-拉裂式。研究成果为探究缓倾顺层岩质边坡的失稳破坏有现实意义。