露天矿含弱层边坡三维危险滑面构建及稳定性计算

露天矿含弱层边坡稳定性分析是露天开采领域中的一个重要研究内容,实际工程问题复杂多样,基于二维计算会导致结果偏于保守,有时无法满足复杂工程的需要,因此,开展含弱层边坡三维稳定性分析的研究是很有必要的。基于标准椭球,对其进行空间几何变换,与边坡插值生成一种由x_(a)等6个参数控制的椭球危险滑面,将椭球滑面与弱层结构面进行组合插值,构建含弱层边坡三维危险滑面;使用三维剩余推力法和遗传算法计算边坡稳定性系数并进行最危险滑面搜索,使用经典算例对方法进行验证,发现含弱层边坡随着滑体宽度增加稳定性系数逐渐降低。以锡林浩特某露天矿为应用实例,对东北帮含弱层边坡进行三维稳定性计算,验证了方法在实际工程中的适应性。

异形椭球滑面构建及边坡三维稳定性分析

边坡临界滑动面的确定是边坡稳定性分析中的关键问题之一。现实中边坡所处环境往往十分复杂且形状各异,而传统的滑动面模型难以全面适应这些复杂条件。因此,提出了一种基于异形椭球面作为滑动面的三维稳定性分析方法。首先,构建异形椭球方程,并通过空间几何变换生成由半长轴a等六个参数控制的异形椭球。利用异形椭球在短轴上的不对称性,生成Ⅰ型和Ⅱ型两种异形椭球滑面,使用插值方法将两种滑面应用于三维边坡,形成异形椭球滑动面。接着,采用剩余推力法和遗传算法计算边坡稳定性系数,并搜索临界滑动面。通过经典算例进行验证,对比分析了标准椭球滑面与异形椭球滑面的稳定性。结果表明,Ⅰ型和Ⅱ型异形椭球滑面的边坡安全系数分别为2.266和1.994,相较于标准椭球滑面,异形椭球滑面在搜索过程中显示出更快的速度和更稳定的最小安全系数收敛,更适用于复杂边坡。最后,将Ⅱ型异形椭球滑面在工程实例中应用,计算结果与实际情况相符,验证了该方法的可行性。

GEO-slope/w和不平衡推力法联合确定公路碎石土路堑边坡下滑力设计值

碎石土高边坡是路基工程中一种常见的特殊路基,对于需要加固的不稳定路堑高边坡,潜在不稳定面的确定是最重要也是首要的问题,提出采用GEO-slope/w搜索潜在不稳定面并对不稳定面进行修正,利用修正后的不稳定面作为边坡加固的潜在不稳定面,按照不平衡推力法计算边坡的设计下滑力的方法加以解决。

Sandbox Experi mental Study on the Influence of Rock Strength and Gravity on Formation of Thrusts

A sandbox experiment model was designed to simulate how differences in rock strength and gravity between two blocks can influence the formation characteristics of thrusts. In the experiment the compression was from one direction with basement shortening and the initial surfaces of the model were oblique. The results show that if the initial surface was horizontal or the slope angle was smaller than 7°, the compression induced two groups of thrusts with opposite dip orientations. If the slope angle of the initial surface was greater than 7°, the compression induced only one group of thrusts with a dip orientation contrary to the original compression direction. This result is similar to the actual section of a collision zone between two continental blocks. By applying stress analysis, rock strength is shown to be an important factor in deformation. As other boundary conditions are changeless, it is the change of gravitational potential energy that leads to different deformation styles.

一种基于拟动力法和剩余推力法的地震边坡稳定性分析新方法

由于常用的拟静力法存在诸多局限性,将更合理的拟动力法与边坡极限平衡分析法相结合对地震边坡稳定性分析具有重要的理论和实际意义。基于拟动力法与边坡极限平衡分析中的剩余推力法,推导了考虑振动放大效应的边坡地震力求解公式及地震边坡剩余推力计算公式。在此基础上,借助MATLAB软件编写了计算地震边坡剩余推力和安全系数的程序,得到了一种拟动力地震边坡稳定性分析新方法。应用已开发的程序,通过算例分析,讨论了地震动特性、坡体材料特性、坡体几何形状、地形放大效应对地震边坡稳定性的影响。研究表明:地震边坡安全系数随输入地震动的初始相位呈周期性波动变化,且土体放大系数不会改变其波动周期;地震边坡安全系数随地震系数、土体放大系数、地震动波长与坡高比值的增大而减小;当不考虑振动放大效应时,λ/H等于2是拟动力安全系数由急剧减小到趋于稳定的转折点,λ/H值越小,拟动力安全系数与静力安全系数越接近,λ/H值越大,拟动力安全系数与拟静力安全系数越接近;当考虑振动放大效应时,拟动力安全系数可能小于拟静力安全系数,因此,无论从安全还是经济的角度出发,拟动力法都比现行的拟静力法更合理,应该是地震边坡稳定性分析的首选方法。

塔里木盆地库车坳陷南斜坡新和地区白垩系亚格列木组沉积模式及油气意义

近年来,塔里木盆地库车坳陷南斜坡新和地区钻井揭示,白垩系亚格列木组在地层—岩性圈闭领域油气显示活跃、勘探潜力大,是下步战略突破的重要方向。基于岩心、测录井和三维地震资料,综合利用岩心相、测井相、小波变换、“印模法”古地貌恢复、地震相、地震属性及相干体切片的分析方法,对新和地区亚格列木组系统开展了层序与古地貌控制下的沉积体系研究。新和地区发育2种古地貌类型,即西侧多级坡折带斜坡古地貌和东侧逆冲断崖古地貌。亚格列木组可划为一个三级层序SQ1,其中包括低位域、湖侵域和高位域,分别对应该组3个逐期超覆于西侧斜坡的地震反射。亚格列木组在西侧多级坡折带斜坡之上发育低位域斜坡扇和高位域扇三角洲沉积,在东侧逆冲断崖之下发育湖侵域—高位域近岸水下扇沉积,断崖之上的侵蚀沟谷作为补给水道为其供源。新和地区发育三叠系克拉玛依组原地成熟烃源岩,且处于远源油气运移指向区,油气源和成藏条件优越。分布于逆冲断崖北侧的低位域斜坡扇和湖侵域—高位域近岸水下扇等“源上”地层—岩性圈闭勘探潜力大,可作为该区下一步隐蔽油气勘探的主要目标。

陆坡逆冲-变换构造对重力流水道的控制作用——以西非陆坡某区中新统深水沉积体系为例

重力流水道是深水油气勘探的重要目标之一,近年来的勘探实践揭示了陆坡逆冲构造区重力流水道复杂的分布特征。以西非陆坡某研究区为例,综合应用地质和地震资料,阐明逆冲-变换构造微地貌的类型、成因和对重力流水道的控制作用。中新世由重力滑动作用引发的逆冲断层主导了研究区地貌格局。东、西2套逆冲断裂体系沿下伏厚层超压泥岩中不同深度的滑脱面发育,导致位移缩短量不同,这是二者构造样式与活动强度差异的主因。不同逆冲断裂体系间的位移量差异及沿单一逆冲断层走向的位移量变化使研究区内发育多种变换构造。从成因的角度归纳出在逆冲-变换构造的综合作用下发育5种微地貌样式:三角形断背斜、捩断层-底辟背斜、逆断层连接沟谷、捩断层斜坡和走向凹槽。同期重力流水道在逆冲-变换构造微地貌的影响下表现出遇障碍转向、穿越断层相关构造和两侧受限制等3种分布样式:三角形断背斜和捩断层-底辟背斜使顺陆坡方向的重力流水道转向;逆断层连接沟谷和捩断层斜坡边缘使重力流水道容易从此处穿越;走向凹槽将重力流水道限制于其中。该研究为针对重力流水道储层的地震解释提供了一种新的思路。

基底挖台阶处理的高填陡坡路堤稳定性分析

在山区道路建设中,经常遇见高填陡坡路堤,对其工程处理措施一般采取沿基底挖台阶处理,虽对其处理有效性已通过大量工程映证,但对其稳定性分析计算模型却不够清晰。以重庆市某主干路形成的高填陡坡路堤为例,探讨基底挖台阶处理后的高填陡坡路堤稳定性分析方法。

基于强度折减安全系数的边坡岩土侧压力计算方法探讨

对边坡岩土侧压力计算方法进行讨论,指出《建筑边坡工程技术规范》(GB50330–2002)中边坡岩土侧压力计算方法没有与边坡稳定安全系数建立直接联系。传递系数法中的滑坡推力计算安全系数并不是支挡后边坡要达到的稳定安全系数。提出基于强度折减安全系数的岩土侧压力计算新方法,计算时将滑面强度除以一个折减系数,然后再根据力的平衡关系直接计算支挡结构承担的相应荷载。按照此方法,支挡后边坡的稳定安全系数就正好等于侧向岩土压力计算时的强度折减系数。由此得出的岩土侧压力计算安全系数就是指边坡治理后要达到的稳定系数,算例表明该方法的可行性。

基于剩余推力法的黄土高边坡稳定性可靠度分析

把边坡稳定性分析的剩余推力法与可靠度分析的JC法相结合,建立了基于剩余推力法的边坡稳定性可靠度分析模型,研制了相应计算程序,并对某黄土高边坡稳定性可靠度进行了实例分析。结果表明:该模型避免了每次迭代时要进行R-F变换,从而提高了计算效率;该模型及相应程序实现方法对基于其他稳定性分析法的边坡可靠度分析也具有一定的参考价值。

推力轴承斜面平台瓦结构参数对弹性变形的影响

应用MATLAB软件对不同结构推力轴承斜面平台瓦块的弹流润滑性能进行数值计算分析。结果表明:弹性变形使轴承内压力分布缓和,水膜厚度变大,局部最大压力降低;推力轴承长宽比接近1∶1时,轴承变形较小;载荷不同,使轴承的变形量最小的最佳外内径比也不相同。

基于CFD的水润滑斜-平面瓦推力轴承承载能力分析

水润滑斜-平面推力轴承用水作为润滑介质,传统油润滑斜-平面推力轴承的计算公式及图表不再适用。基于计算流体动力学(CFD)理论,建立不同的水膜润滑模型并进行仿真计算,在水槽尺寸一定时,分析最小水膜厚度、瓦块中径上瓦斜面升高比、瓦块中径上斜面和平面之比以及转速对某斜-平面瓦推力轴承承载力的影响。结果表明:水膜的厚度是影响水膜承载力的主要因素,水润滑斜-平面瓦轴承轴向承载力随着水膜厚度的减小而增加;当水槽尺寸、最小水膜厚度以及转速一定,瓦斜面占长比为0.7、瓦斜面升高比为2时,轴承承载能力最大;在靠近水槽的轴承壁面上产生了空化现象;对于某个特定结构的轴瓦,推力环转速的变化不影响水膜压强中心的位置。

边坡稳定分析中关于不平衡推力法的讨论

不平衡推力法在我国工业与民用建筑及铁道部门广为应用,当边坡滑面为圆弧时,不平衡推力法的精度与严格条分法相当。然而,由于不平衡推力法假设条间合力的方向与相邻土条底面平行,从而导致在某些工况下(非圆弧滑面),安全系数的误差大到百分之几十甚至更大,这显然会给工程带来安全隐患。鉴于上述原因,以非圆弧滑面为研究对象,较为全面地分析了不平衡推力法在各种工况下(共200多个算例)可能引起的误差,得出误差最小的几种工况,并建议对于非圆弧滑面最好不要单独使用不平衡推力法,而应采取多种方法进行综合分析。

考虑层间作用的多层滑坡分析方法

对于发育多层滑面的复杂滑坡,工程中较少考虑各滑面之间的相互影响,而所提出的分层计算方法,考虑了各滑面之间的相互影响。各层分别核算其滑坡稳定性,抗滑结构物设计中的滑坡推力及其分布形式。上层滑体按照一般的传递系数法计算,下层滑体按照考虑上层滑体在上层滑面处的作用力传递系数法计算。算例分析表明,分层计算方法将使多层滑面的复杂滑坡抗滑结构物的设计更为合理。

含弱面块状结构岩质边坡稳定概率计算

首先采用不平衡推力模式分析块状结构岩体边坡稳定性系数的计算格式,推导了具体计算程序,并指出了该格式在可靠度计算中建立极限状态方程的困难;其次研究了解决该问题的近似方法,提出利用不平衡推力分析模式作为计算试验手段,通过计算试验提供样本数据,确定以岩体力学参数为自变量的修匀函数作为稳定性系数的近似解析式;然后以该函数为基础建立极限状态方程,利用验算点方法求解可靠度;最后分别利用该方法和传统的均差方法计算某工程问题。对比发现近似方法在精度上可满足要求,且计算工作量减少,表明了该方法的有效性。

双排抗滑桩上滑坡推力近似解析方法

双排抗滑桩是加固大型滑坡的常用工程措施之一,在实际工程设计计算中的关键环节在于简单且合理地确定作用于前后排桩上的滑坡推力。将抗滑桩受荷段前侧坡体视为水平向的温克勒(Winkler)地基,基于弹性地基梁模型,并充分考虑桩体受荷段与锚固段的变形连续性,通过迭代算法确定出后排抗滑桩受荷段前侧坡体抗力,进而可对排间坡体采用传递系数法计算出前排桩桩后滑坡推力,给出了相关的理论计算公式。通过室内模型试验验证了所提方法的合理性,并针对一大型基覆式滑坡实例,具体计算出了前后排桩上的设计滑坡推力荷载。所提计算方法可为实际工程的简化设计提供参考。

不同饱水条件下蚀变岩边坡稳定性分析

露天矿坑蓄水后,边坡岩体长期处于浸水状态,导致岩石抗剪强度产生弱化,对边坡的稳定性产生不利影响。为分析不同饱水条件对边坡蚀变岩抗剪强度参数的影响,对仓上金矿露天矿蚀变岩试件分别进行0、8、20、35、60、100d的饱水处理。由饱水岩样的常规三轴试验结果可得,在不同酸性环境、不同饱水时间条件下,蚀变岩的内摩擦角和粘聚力产生明显的损伤弱化,饱水时间弱化作用强于浸水溶液的酸性状态。饱水时间大于60d后,抗剪强度参数的降低幅度明显减小,饱水时间产生的弱化作用是一定的。根据不平衡推力法对划分露天边坡条块,求解边坡的安全系数,随着饱水时间的增加和浸水溶液酸性的增强,边坡的安全系数呈现显著降低趋势,边坡发生滑坡的概率逐渐增大。试验与理论研究结果可以更好的为露天矿边坡的支护设计提供重要依据。

尼日尔三角洲与南海北部陆坡地貌及沉积样式

利用地震资料对尼日尔三角洲与琼东南盆地陆坡深水区的地貌特征及沉积样式进行了对比。研究发现,缺少大套塑性泥岩层和物源供给相对较弱是琼东南盆地陆坡区未形成大量重力逆冲褶皱的主要原因;两地区构造和沉积特征的差异决定了两者勘探目标不同,尼日尔三角洲陆坡深水区应以构造或构造岩性复合圈闭为主,而琼东南盆地陆坡深水区应以隐蔽性圈闭勘探为主;陆坡沉积层序演化模式以低位体系域和水进—高位体系域为特征,该模式为深水油气勘探寻找储层及储盖评价提供了理论依据。研究成果对深水油气勘探的储层预测及储盖组合评价具有一定的指导意义。

重庆武隆“五一”滑坡成因分析

分析了边坡工程地质条件和地质成因机制 ;根据现场调查数据建立了滑坡地质剖面 ,反演了滑坡发生时滑动面的抗剪强度参数 ;分析了原坡形及降雨所引起孔隙水压力对其稳定性的影响 ,并以反演获得的强度参数结合类似边坡岩体结构面强度试验统计结果 ,对原边坡进行了可靠度分析 ,获得了原边坡的潜在破坏概率 ,从而又在定量角度上获得了滑坡发生的原因。

基于剩余推力法和复形优化的边坡稳定性分析

从可靠度指标的几何意义出发,分析了可靠度分析的优化算法及相应的计算程序和过程,在此基础上针对边坡稳定性分析的剩余推力法,通过与可靠度分析的复形优化算法有机结合,建立了基于剩余推力法和复形优化算法的边坡可靠度分析模型,研制了相应的计算程序,并对某黄土高陡边坡稳定性可靠度进行了实例分析。结果表明,基于剩余推力法和复形优化算法求得的黄土边坡稳定性可靠度指标较JC法小7%,使得实际工程偏于安全。