岩质边坡水力驱动型顺层滑移破坏机制分析

顺层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。在分析顺层边坡水力驱动型滑移破坏的形成与演变的基础上,探讨了地下水对顺层边坡稳定性的影响机制;指出地下水在边坡后缘张裂隙和滑动面形成的渗流通道中运动时,对滑体将产生3个方面的力学作用:张裂隙静水压力、滑动面扬压力和拖曳力;推导了边坡极限平衡状态下张裂隙临界充水高度和临界降雨强度的计算公式。分析结果表明,边坡后缘张裂隙充水高度直接决定了3种水压力的大小,当张裂隙充水高度达到临界值后,边坡在水压力作用下发生滑移破坏;且张裂隙充水高度与降雨强度呈线性关系。最后建立了顺层边坡水力驱动型滑移破坏判据。

顺向泥岩边坡变形破坏数值模拟研究

顺向泥岩边坡在工程建设过程中广泛存在,研究顺向泥岩边坡变形机理尤为重要。文中以贵州某高速公路修建过程中出现的顺向泥岩边坡为原型,概化模型后利用离散元UDEC二维数值模拟技术,研究顺向泥岩边坡的岩层倾角和坡角的组合形式对边坡变形破坏的影响。结果表明,边坡主控结构面为岩层层面时,若岩层倾角小于坡角,边坡产生顺层滑移破坏;若岩层倾角等于坡角,边坡产生溃屈变形;若岩层倾角大于坡角,边坡产生滑移-弯曲变形;边坡产生顺层滑移破坏时,坡角越大,边坡越易产生变形破坏,规模越大且破坏速率越快;边坡产生溃屈变形时,坡体上部产生顺层滑移,强风化层底部被挤压产生弯曲变形;边坡产生滑移-弯曲变形时,坡体上部为顺层滑移,中下部产生弯曲隆起,并随着坡角的增加,变形规模增大。

易滑超倾坡水力启动滑移破坏的现场模拟试验

易滑超倾坡的稳定性主要取决于地下水对斜坡岩体的水压力。通过易滑超倾坡水力启动滑移破坏的现场模拟试验,验证了在分析地下水作用下的岩质斜坡稳定性时必须考虑潜滑面通水率问题,并验证了易滑超倾坡稳定性的基本力学模型的正确性;同时也证明了滑坡发生时大多是前缘先破坏,在前缘部位出现喷水、冒水等现象。试验结果表明,潜滑体前缘段所受的地下水压力上升到滑坡的启动界值时滑坡即可发生,并提出了可以导致滑坡启动的地下水压力界值作为此类岩质滑坡监测预警的可靠方法。

顺层滑移型岩质边坡稳定性影响因素敏感性分析

顺层岩质边坡的破坏类型主要有顺层滑移和溃曲破坏两种,由于其破坏机理各不相同,因而对这两种破坏类型的影响因素进行敏感性分析时应该分开来考虑。以往在进行影响因素敏感性分析时常采用的方法主要是假设其中某一个因素变化,其他因素不变,而在实际中这种单一因素发生变化的情况是很少的,大多是多因素共同变化,因此其结果不能反映真实情况。在离散元分析的基础上,考虑正交设计的特点,将正交试验设计应用到顺层滑移型岩质边坡稳定影响因素敏感性分析中,得出影响顺层滑移型岩质边坡稳定性的主要因素和次要因素。

GFRP锚杆加固顺层岩质边坡的机制研究

由于传统钢筋锚杆存在易腐蚀、耐久性差等缺点,GFRP(玻璃纤维增强复合材料)锚杆得到了高度重视。然而,GFRP锚杆的弹性模量小且抗剪强度低,故其加固顺层岩质边坡的机制仍需进一步研究。考虑顺层岩质边坡的顺层滑移破坏模式,基于Winkler假定和锚杆荷载传递机理对边坡岩体与锚杆的相互作用机制进行理论分析,建立剪切位移作用下锚杆的力学模型,并对其进行验证。基于此,结合GFRP锚杆的物理力学参数(如弹性模量、抗剪强度等),考虑坡体剪切位移、锚杆与潜在滑面夹角及岩体无侧限抗压强度等影响因素,分析GFRP锚杆加固顺层岩质边坡的机制。结果表明:1)当锚杆与潜在滑面夹角为45°时,硬岩中坡体较小的剪切位移导致GFRP锚杆发生剪切屈服;软岩中坡体产生较大的剪切位移时,GFRP锚杆发生受拉屈服。2)当锚杆屈服时,GFRP锚杆在加固不同抗压强度的岩体时提供的抗力差异较大,加固软岩时抗力最大;随着岩体无侧限抗压强度增大,GFRP锚杆提供的抗力逐渐变小;相比而言,钢筋锚杆在加固不同抗压强度的岩体时提供的抗力大小基本接近。3)硬岩中,锚杆与潜在滑面夹角对GFRP锚杆抗力的影响较大,夹角越小,抗力越大;软岩中,锚杆与潜在滑面夹角对GFRP锚杆抗力的影响较小;当夹角为5°～60°时,GFRP锚杆均能提供较大抗力。研究结果为岩质边坡锚固研究及工程应用提供参考。