基于高陡交填界面软弱带影响下黄土填方边坡失稳模式研究

近年来,我国黄土高原地区为了扩大土地可利用资源,开展了大范围的填沟造地、平山造城等工程建设。针对高陡原始坡-填方坡交填界面可能存在的灾变隐患开展了室内物理模型试验,发现黄土填方边坡在连续强降雨下会沿高陡交填界面发生整体滑移失稳。进一步通过有限元数值模拟对交填界面处无软弱带、不同软弱带厚度与弱化系数等工况进行了对比分析,证明了交填界面通过该处滋生的相对软弱带对填方边坡的稳定性产生影响,软弱带的不断发展在降低填方边坡稳定性系数的同时也改变了潜在最危险滑面的位置。设定的弱化系数对稳定性系数的影响可划分为3个阶段:无影响阶段、等速陡降控制阶段、等速缓降控制阶段;其中定义的“关键弱化系数”是对边坡稳定性开始产生影响的临界弱化系数,在实际工程中应采取相应措施来避免软弱带弱化系数降到其“关键弱化系数”之下。降雨诱发基于高陡交填界面软弱带影响下黄土填方边坡的失稳模式可归纳为:坡表侵蚀并形成冲沟→坡脚多级局部滑塌、交填界面软弱带逐步发展→土体沿交填界面滑移下错及坡脚剪出→剪切裂缝贯通、填方体整体滑移失稳。研究成果可为修筑在陡坡上的黄土填方边坡防灾减灾工作提供理论支撑。

含滑床软弱带的水中填土坝抗震加固措施研究

发生过坝面滑坡的早期土坝,坝坡内存在相对软弱层,为解决含滑床软弱带的水中填土坝抗震问题,以某水中填土坝为例,通过数值计算对比分析了不同坝坡加固措施的抗震稳定效果。结果表明:由于震时受到地震动孔压的影响,滑床软弱带有效应力降低,部分穿过软弱带的滑弧不满足抗滑稳定要求。通过对比振冲碎石桩与水泥搅拌桩组合方案以及岸抛抛石压重与水泥搅拌桩组合方案,发现两种加固方案均能有效降低动孔压,提高抗液化能力,但后者对提高含软弱带的坝坡稳定效果不佳,主要原因在于部分区域抛石量集中、滑床软弱带地震惯性力增大,最终不利于坝坡稳定;而前者能明显降低坝体动孔压,减小液化范围,提高滑床软弱带的密实度和强度,可以达到较好的抗滑效果。

重庆武隆鸡尾山岩质滑坡软弱带微观特征

滑带是滑坡研究的重要内容之一,滑坡软弱带的类型、微观结构特征、物质组分和物理力学性质等决定了滑带的应力状态和强度的变化,这些变化与滑坡活动密切相关。在对鸡尾山滑带野外宏观地质调查的基础上,通过一系列手段对该滑坡滑带软弱面特征进行了较详细的分析。显微结构测试结果表明,软弱带为条纹状含钙质灰质板岩,不规则粒状或团粒状之序的多种矿物穿插共生。采用理学DMAX-3C衍射仪(CuKa,Ni滤光)分析显示,方解石含量高达68%、有机质为13%、滑石9%、蒙脱石5%、石英4%、白云石1%。扫描电镜(SEM)观察软弱带饱水前后结构特征,显示水会导致软弱带微裂缝的形成,可能成为连续滑动拉裂的主要通道。结合野外调查结果,软弱带的几种微观结构对于促使该滑坡在漫长的时间滑坡周界形成—软弱面蠕滑—应力集中、剪出崩塌—解体冲击—灾难形成的前慢后快演变的链式灾变过程中起到了重要的作用,也较好地诠释了滑坡滑动的一些基本事实。

巴东新城区库岸斜坡软弱带特征

巴东新城区巴东组第3段(T2b3)内广泛分布软弱带,通过钻孔岩芯分析、地表调查、X射线衍射、电镜扫描和物理力学性质试验,研究软弱带的特征。白土坡和西壤坡库岸深300余米的监测孔显示,库岸斜坡巴东组第3段内发育有13层贯通的软弱带,表现为富含黏土质的软弱夹层、碎裂岩软弱带、溶蚀改造软弱带和软岩软弱带。软弱带的矿物成分以绿泥石、伊利石、石英和方解石为主,黏土矿物含量变化较大,多者可达70%。软弱带经历了层间剪切变形,并牵引周围岩体形成较宽的破劈理或碎裂岩带,其微观结构显示的擦痕及矿物定向排列线理,揭示了软弱带经历了顺层剪切滑动,并伴有重力蠕滑特征。软弱带物理力学试验显示;在反复剪切和地下水长期作用下,其剪切强度将大幅下降。这些特征说明,三峡水库全面蓄水后,软弱带在地下水长期作用下必将加剧库岸斜坡的深部形变,进而发生沿软弱带的深部蠕滑。

含预制软弱带的岩石破裂过程的数值模拟

考虑到岩石脆性破坏过程中介质的不均匀性之特点 ,对岩石样品中含预制弱介质条带的岩石样品破坏过程进行二维有限元数值模拟 ,并对弱介质带的破坏贯通过程、新的断层的产生和有关的地震活动进行了研究 .数值模型展示了岩石从变形、微观破坏到整体破坏的全过程以及微震活动的时空分布特征 .应力、应变和微震活动的时空分布形象地描绘了岩石变形的局部化和时空迁移等现象 ,这与实际地壳中所观测到的现象是一致的 .此外 。

宁波大桥主墩墩址软弱带成因机制研究

通过对宁波大桥主墩墩址软弱带详细的地质勘测和综合方法研究，内中包括粘土泥质物Ｘ射线衍射分析，软弱带岩石化学成分和不同成因砂和砾石的成分和特征研究，特别是软弱带的显微构造和物质来源的研究，本文对这一软弱带的成因机制着重进行了探讨。研究发现，这一软弱带在结构上可划分为三部分或三层结构，下部为挤压破碎带、中部为风化产物、上部为地表水贯入充填堆积。它表明这一软弱带经历了三种不同的地质作用的演化过程或具有三种物质来源。这一研究结论对大桥的设计和施工有重要的影响和意义。

三峡库区巴东新城区库岸三叠系巴东组层间软弱带

巴东新城区发育有黄土坡滑坡、赵树岭滑坡、太矶头滑坡、童家坪滑坡等多处大型古滑坡,研究库岸斜坡岩体结构特征对滑坡的治理有着至关重要的作用。本文基于巴东新城区白土坡和西壤坡两段库岸深300余米监测剖面的地质勘探资料,根据岩芯颜色、岩性和结构将巴东组第三段划分为24段;通过薄片鉴定、X射线衍射和岩芯精细测量分析库岸斜坡岩体处于滨海环境的海陆过渡相,岩性组合、岩层厚度、矿物组成及强度具有复杂的垂向分带特征;探讨了层间软弱带和大型滑坡的关系。研究表明:巴东新城区库岸斜坡巴东组第三段内发育有13层贯通的软弱带,表现为为富含泥质、结构破碎的泥质软弱夹层、构造碎裂岩、溶蚀改造带和软岩软弱带。在沉积成岩时经历了滨海相反复的海侵海退,软弱带多分布在沉积环境动荡的开阔台地(陆棚泻湖)和局限台地(潮间带)。巴东组第二、三段岩性及沉积环境属缓慢过渡,在构造作用下未发生明显的滑脱。沉积结构和后期构造共同作用形成了贯通软弱带,为大型滑坡发生提供了有利条件。三峡水库全面蓄水后,软弱带在地下水长期作用下必将加剧库岸斜坡的深部形变。

软弱带对土质边坡稳定性影响分析

以软弱带土质边坡为研究对象,通过室内土工试验,并基于专业有限元软件,对全应力作用下的软弱带土质边坡稳定性进行研究,分析软弱带对土质边坡受应力作用的影响,及应力应变过程和边坡稳定性的变化规律。结果表明:1)在相同应变条件下,主应力差基本随着软弱夹层厚度增加而逐渐增大,即在相同应力条件下,试件的变形程度随着夹层厚度增加而增加;2)随着软弱夹层厚度增加,试件内摩擦角呈不断减少趋势;3)含软弱夹层土质边坡相比不含软弱夹层边坡具有更小的安全系数,即稳定性更差。且随着软弱夹层厚度的增加,土质边坡安全系数逐渐降低;4)软弱夹层与边坡成一定倾角时,影响程度最大,垂直分布次之,平行分布最小。

长江三峡库区巴东红石包滑坡深层潜在滑移软弱带的研究

滑坡勘察中关键问题是滑移带及其力学参数的确定。本文介绍长江三峡库区巴东县某地斜坡,依据多种手段勘察成果的系统分析所确定的深层潜在滑移软弱带;由不同试验条件下的大量试验成果,提出潜在滑移软弱带在各种状态下的力学参数。经施工验证潜在滑移带的确定基本无误,其力学参数审查专家一致认为,试验分析方法正确,取值合理。

隧道在地质软弱带的失稳机制及超前支护效果分析

以厦深铁路梁山隧道软弱带涌水突泥段为研究对象,应用工程地质分析和数值模拟方法,揭示了开挖面失稳及地表形成陷坑的发生机制,即软弱带的物理力学性质和空间分布特征是导致开挖破坏的主要因素。提出了采用"水平旋喷预加固+大管棚超前支护"的超前支护技术加固软弱带的治理措施,并运用有限元数值模拟方法对治理效果进行了定量评价。

含软弱带岩基上拱坝的应力计算及可靠度分析

拱坝结构的可靠度分析,主要的困难在于考虑坝基岩体材料的不均匀、不连续性,本构模型的弹塑性以及庞大的计算工作量。为解决上述困难,应用弹塑性模型,通过拱坝确定性的应力计算与分析,进一步明确可靠度分析的主要区域和需要研究的关键问题,然后应用响应面技术计算有关区域的可靠度并获得可靠指标的变化规律。在对一拱坝结构计算分析的基础上,针对拱坝建基面和基岩内软弱带区域进行可靠度计算与分析,得出可靠指标的变化规律,验证这一分析方法的正确性和实用性。

隧道深埋富水滑动型软弱带突水突泥处理技术

研究目的:厦深铁路梁山隧道DK 96+.505~DK 96+530里程段发育有富水全~强风化花岗岩软弱带,长度25 m。该段隧道埋深270 m。软弱带呈陡倾状,倾角为75°~85°,两端为完整的花岗岩。软弱带沿隧道横向延伸长度约2.3 km。2009年3月14日,隧道开挖至软弱带时发生突水突泥,涌泥总量约3万m^3,淤积隧道长度230 m,致使地表塌陷200 m^2,陷坑深度20 m。随后在隧道左侧设置迂回导坑,施工中再次发生突水突泥,使地表陷坑加剧,施工受阻。因此,必须研究施工技术方案处理该深埋富水滑动型软弱带。研究结论:(1)针对深埋富水滑动型软弱带突水突泥,采用'排水降压、旋喷加固、超前管棚'综合处理方案是可行的;(2)针对大跨度复杂地质隧道,采用'高扬工法',施工期间总变形量约2 mm,该工法安全可靠,施工相对简单;(3)该研究成果可用于隧道深埋富水滑动型软弱带的处理。

爆区软弱带对爆破效应的影响原理

定向爆破工程中，爆区地质条件往往很复杂，因此对爆破效应的影响也是多方面的。本文就一种较简单的地质条件，用一维应力波理论，解释了软弱带对爆破效应的影响原理。

注浆管棚在隧道穿越富水软弱带开挖效应研究

密排注浆管棚技术是隧道穿越富水软弱带一种经济可靠的预加固方法,对于隧道施工中利用此加固方法穿越富水软弱带,其加固效果直接影响开挖段的施工进度和安全。本文指出通过多姆克、太沙基理论计算出管棚注浆加固圈厚度与围岩压应力,同时运用ANSYS有限元软件结合莫尔-库仑准则对某隧道工程穿越L7断裂带管棚超前注浆支护条件下各施工阶段开挖面的稳定性进行了准确判定,得出了上半断面一次性开挖长度所产生的围岩最大强度发挥系数与密排大管棚强度变化的相关规律,在此基础上对现场施工中发现的问题,提出相应的建议。该研究为此类地质段隧道施工和设计提供了可靠依据,具有较高的实用价值。

梁山隧道深埋富水陡倾软弱带突水涌泥机制分析及旋喷技术

梁山隧道是厦深铁路福建段的控制工程之一,施工中遇到深埋富水陡倾软弱带,多次导致突水涌泥及洞顶塌陷情况。通过研究突水涌泥及洞顶塌陷的灾害特征,分析得到突水涌泥机制,即:在这种多因素复杂地质条件下,隧道开挖导致形成极高的渗透压力差,并产生新的地下临空通道,在地下水渗透压力作用和自身重力作用下,全风化物质涌入隧道,形成突水涌泥;而软弱构造带塌陷的主要原因为地下水位的急剧下降。通过调研、理论分析及试验等方法,确定采用长距离水平旋喷桩通过软弱带,并提出其布置形式、施工工艺及检验标准。工程实践证明,采用长距离水平旋喷桩作为预加固手段是可行且有效的。

厦深铁路梁山隧道L7深埋富水软弱带超前预加固体系支护机理分析

厦（门）深（圳）铁路梁山隧道穿越L7富水软弱带，使工程进展严重受阻。L7富水软弱带与该隧道洞身相交于里程DK96＋505～DK96＋533段，延伸长度约2．3km。为确保隧道顺利通过L7富水软弱带，通过多种经济、技术比选，最终确定的超前预加固方案为：“令环水平旋喷桩超前加固圈＋拱墙大管棚超前支护及补充注浆十掌子面水平旋喷桩改良预加固”的综合加固措施。文章对该预加固体系的支护机理及支护效果进行了研究分析，得出的结论是：旋喷桩加固圈厚度为0～3m时，加固效果显著；全环水平旋喷桩可以起到承载与止水的双重作用，并可减弱支护体系所承受的外荷载；综合考虑多因素的相互关系，开挖循环进尺宜取0．5m。

反滤层下软弱带的补强加固技术研究

在水电工程的实施中,对隐蔽地带结构质量的要求越来越高,特别是在砂砾石基础上的结构混凝土施工,对反滤层下隐蔽地带存在软弱质量问题如何处理则成为结构混凝土是否稳定的关键。

鱼梁航运枢纽工程闸坝泥岩基础剪切软弱带加固处理

鱼梁航运枢纽工程闸坝基础开挖过程中发现岩层中层间存在剪切软弱带且节理裂隙较为发育,岩体完整性较差;同时,层间剪切软弱带、节理裂隙面、岩层面等结构面互相切割,组合形成大小不一的块体,对坝基抗滑稳定较为不利,经计算,深层滑动不满足规范要求。经多方案对比分析研究,最终采用挖除部分软弱夹层、布设锚筋桩和基础固结灌浆等措施组合的地基处理方案。

梁山隧道软弱带超前帷幕注浆加固施工技术

以梁山隧道DK99+155处软弱带为例,详细介绍了超前帷幕注浆加固软弱带的施工工艺,并对注浆效果进行了评价,指出通过采用超前帷幕注浆加固,地下水被有效控制,在开挖轮廓线5 m以外,为同类工程提供了施工指导。

复杂软弱带控制下官地水电站坝基三维抗滑稳定分析与处理

官地水电站为国内已建碾压混凝土第四高坝,其溢流坝下发育有多组缓倾角错动带,且空间分布复杂。溢流坝不同断面的二维稳定安全系数相差较大,难以确定整个坝段的抗滑稳定性。采用严格三维刚体极限平衡法,准确模拟复杂软弱带的空间分布,计算结果表明溢流坝整体安全。工程已建成数年,大坝运行状态正常,表明三维分析对合理评价工程安全性、避免浪费很有意义,为类似复杂软弱带控制下的坝基深层抗滑稳定分析提供参考借鉴。