岩质边坡稳定性分析方法及工程应用

岩质边坡的稳定性分析一直是岩土工程中的重要课题之一.综述了岩质边坡稳定分析的现有方法及研究进展,对主要计算方法极限平衡法和有限元法做了详细介绍,并联合使用二者对某个具体工程进行了稳定性分析.计算结果表明,采用有限元法和极限平衡两种方法结合使用来评价岩质边坡稳定性能是可行的,而对于复杂的岩质边坡,采用多种方法相互校核可以提高评价分析的准确度,这也是今后的研究方向.     

岩质高边坡开挖及支护条件下稳定性数值模拟

岩质边坡在开挖过程中,由于层面、裂隙、节理等复杂结构面类型的存在,严重影响其稳定性。以某水电站岩质边坡工程为例,综合考虑岩体风化卸荷作用、断层岩脉发育、开挖边坡高陡的特点,采用有限元法,对边坡开挖、支护进行数值模拟,得出了工程边坡的应力状态、变形破坏区以及松弛范围,在此基础上分析了边坡开挖支护条件下的稳定性,论证了支护方案设计的合理性,并以此来指导施工,为同类型边坡的稳定性评价提供参考。     

乐昌峡水利枢纽工程右岸坝肩边坡变形稳定分析

乐昌峡水利枢纽右岸高边坡风化层深厚,岩石强度弱,大坝右岸坝肩开挖后,将形成约215m的开挖边坡,边坡处于降雨强度大的地区,在施工期边坡开挖过程中的变形稳定,直接影响到碾压混凝土大坝的施工工期,十分关键.为了验算边坡开挖中和开挖后的稳定性,首先采用有限元法,对边坡开挖过程进行模拟,给出边坡的变形、屈服区等应力应变情况,利用强度折减法得到边坡的抗滑稳定安全系数,其次,用刚体极限平衡法计算安全系数,并与有限元的计算结果进行对比分析.在缺少渗流基本资料情况下,对深厚风化层的稳定状态,在极限平衡分析中,进行受降雨影响下的敏感性分析.最后对该工程提出加强观测和排水等措施,对边坡的稳定具有指导意义.     

潜在不稳定斜坡稳定性分析

文章以南江县内某潜在不稳定斜坡为例,根据现场调查和赤平投影对斜坡稳定性进行定性分析,采用理正岩土6.5版本之岩质边坡稳定性模块对边坡稳定性分析计算,得出该潜在不稳定边坡开挖后处于不稳定状态,建议在边坡开挖后及时对边坡进行工程治理。     

索风营水电站Dr2危岩体稳定性研

针对贵州索风营水电站Dr2危岩体的工程实际，采用刚体极限平衡法和三维有限单元法进行计算分析，得到了Dr2危岩体加固治理前后的稳定性安全系数，并对结果进行了比较，为其边坡治理提供了依据。     

白龙江碧口水电站孟家干沟滑坡形成机制及其稳定性分析

孟家干沟滑坡为岩质边坡,前缘变形严重,坡体表面存在大量变形迹象。论文在详细调查研究滑坡形成的地质环境条件、滑坡基本特征的基础上,分析评价了该滑坡的形成机制;通过数值模拟分析了坡脚开挖对边坡稳定性的影响;并利用极限平衡法评价了多种工况下稳定性。结果表明,该滑坡在天然条件下已处于欠稳定状态,在暴雨或地震条件下,可能会发生局部失稳。     

整体式碾压混凝土重力坝的抗滑稳定性分析

文章采用三维弹塑性力学有限元法对整体式碾压混凝土重力坝的应力和抗滑稳定性进行了计算分析，并与刚体极限平衡法的计算结果进行了比较。结果说明，整体式碾压混凝土重力坝的应力和稳定条件较好，狭谷中的中低坝采用整体式碾压混凝土重力坝，具有明显的经济效益，在采取了严格的温控措施后，可推广采用。     

基于安全系数法的岩土工程稳定性评价方法研究

岩土工程的稳定性有限元分析是以岩土材料的物理、力学特性参数为基础,根据岩体中的应力或变形信息寻找岩体边坡的破裂面来评价岩体的稳定状态。有限元分析中采用不同的屈服准则会得出不同的安全系数,本文采用Mohr-Coulomb 准则分析岩体中各部位的稳定程度,通过理论分析推导Mohr-Coulomb参数表征的点安全系数表达式,形成针对岩土结构稳定性分析的安全系数法,建立岩土工程稳定评价的量化指标;以岩土工程中的均质边坡和黄土隧洞为例,使用ADINA有限元分析软件进行边坡稳定性分析和土质隧洞破坏机理的研究,探讨了基于摩尔-库伦准则的安全系数计算方法在边坡以及土质隧洞稳定性研究中的可行性,对于岩土工程稳定评价方法研究有新的参考价值。     

基于预后验分析的边坡稳定监测风险决策方法

岩土工程风险决策能够定量地考虑不确定性，被广泛应用于工程实践。建立了基于预后验分析的边坡稳定监测方案风险决策模型，提出了预后验分析中监测方案信息价值的高效计算方法，提高了基于信息价值理论的边坡稳定监测方案风险决策方法的实用性。采用一个岩质边坡稳定监测案例证明了所提方法的可行性和有效性。结果表明所提方法能够有效地识别最大信息价值对应的最优监测方案，从信息价值的角度为边坡稳定监测方案优化提供了新思路。     

裂隙水作用下水利岩质边坡抗倾覆动力稳定性研究

倾覆破坏是裂隙水作用下水利岩质边坡经常发生的一种破坏模型。结合拟动力法,基于力矩平衡原理,开展水利岩质边坡在裂隙水作用下抗倾覆动力稳定性评价,其中水压力采用最新文献提出的分布形式。详细分析了地震放大系数、水平和竖向地震系数对倾覆稳定系数的影响。结果表明:地震放大系数和水平地震系数与边坡稳定系数基本呈正线性相关,竖向地震系数与边坡稳定系数基本呈负线性相关;出流缝堵塞显著降低倾覆稳定系数,且随着张裂缝积水深度的增加,倾覆稳定系数逐渐降低。     

亭子口重力坝复杂坝基稳定分析及

结合亭子口水利工程,采用非线性有限元法对重力坝复杂坝基进行了深层抗滑稳定分析。通过强度储备系数法的计算得到了坝体及坝基系统的渐进破坏过程并搜索出了最危险的滑移模式;同时依据规范规定,采用基于改进等 法的刚体极限平衡法核算了坝基最危险滑动面的稳定性;最后做出安全评价,结果表明采取加固措施后的坝基深层抗滑稳定是安全的。     

水压力和地震作用下岩质边坡倾覆破坏稳定性研究

绕坡脚倾覆破坏是岩质边坡在外界荷载作用下经常出现的破坏模式。基于力矩平衡原理,求解岩质边坡在地震、坡顶荷载和新水压力分布作用下的抗倾覆稳定系数表达式。首先分析了不同水压力分布形式的合理性及对稳定系数的影响,再重点分析了地震荷载、张裂隙水深度和坡顶荷载对边坡倾覆稳定性的影响。算例分析表明:①新提出的水压力分布形式(结构面中点和张裂缝底部水压力是定值)克服了原始水压力分布形式(竖直张裂缝底部静水压力最大)和改进水压力分布形式(地下水位1/2处静水压力最大)的不足,采用新水压力分布形式进行岩质边坡倾覆稳定分析更加合理;②出流缝堵塞、张裂隙积水深度增加、水平背向坡体和竖直向上的等效地震荷载对岩石边坡倾覆稳定性不利;③无论出流缝是否堵塞,边坡抗倾覆稳定系数随着水平地震系数的增加而减小;④坡顶超载有利于边坡的稳定。     

某涉水崩滑堆积体边坡地震致灾机制综合评估

弄清高烈度区涉水边坡在地震、库水和人类工程活动综合作用下的坡体扰动劣化机制，是边坡稳定性评价的核心，也是采取有效应对措施的前提。依托某库区历史崩滑堆积体边坡，在搜集得到的勘察设计资料、三峡移民局蓄水及滑坡通报、参建单位往来函件、历史地震资料基础上，结合地面调查和数值计算，采用时空序列分析方法，探讨了该边坡致灾主导因素、坡体扰动程度和稳定性劣化机制，综合评估了工程处置的可行性，所得主要结论如下：(1)工程建设对该库区边坡的扰动和稳定性影响可控；永善和鲁甸两次地震对边坡均有影响，但多达1 339次余震的鲁甸地震对该边坡岩土体震松效应影响最大，高水位加剧了震松岩土体的饱和软化，造成该边坡目前整体处于基本稳定-欠稳定状态，坡体前缘处于欠稳定-失稳状态。(2)该边坡坡顶和坡面发育的不良地质和不稳定现象为历史变形迹象，没有继续发展现象；但坡脚临牛栏江到金沙江一线，坡面破坏痕迹新鲜，下部边坡已经严重威胁结构安全。(3)极限平衡分析揭示边坡由勘察阶段的整体稳定，到两次地震作用后的基本稳定-欠稳定状态，达到1.30安全标准所需要加固力为20 015～19 7421 kN/m、加固深度60～180 m、加...     

岩质边坡稳定性有限元数值模拟分析

首先对岩质边坡进行岩体质量分级,得出边坡以Ⅲ类围岩为主.在此基础上,采用有限单元法对该边坡整体稳定性进行分析.研究了天然与地震两种工况下边坡的应力场和位移场的变化特征,进而定量评价边坡的稳定性.对该边坡非线性有限元模型进行强度折减,获得了边坡安全系数,在天然工况下为1.78,在地震工况下为1.69.岩体质量分级、应力分布、位移特征和强度折减法分析均表明该边坡目前整体处于稳定状况.研究成果为岩质边坡的施工、除险加固提供了参考依据.     

土体强度参数统计特性对土石坝边坡可靠性的影响分析

针对传统边坡稳定安全系数设计法的不足,将抗剪强度参数c、φ作为随机变量,建立安全系数FS的极限状态方程,通过可靠度原理的验算点法建立土石坝边坡可靠度分析模型,编制C＋＋程序,并结合河南省某水库续建工程大坝边坡稳定可靠度分析,探讨了参数变异性、相关性对边坡稳定可靠度的影响,论证了采用可靠度方法分析计算边坡稳定的实用性。     

长河坝水电站泄洪洞进口边坡稳定性监测分析

岩质高边坡一般地质条件复杂,面广坡高,其影响因素非常复杂。为研究长河坝水电站泄洪洞进口边坡的稳定问题,对该边坡进行数值计算,并进行表观变形、多点位移及锚索荷载等监测。结合边坡的多种监测成果,对边坡的表面和深部变形进行了分析,以此确定边坡的稳定性。从监测成果来看,边坡的整体变形量级适中或偏小,锚索荷载以适度松弛为主,且应力与变形已趋于收敛。理论与实际监测结果表明,该边坡稳定性良好,其成功经验可以供其他类似工程借鉴。     

阿海水电站坝前堆积体稳定性研究

采用极限平衡法对阿海水电站坝前堆积体边坡的稳定性问题进行了系统的研究。针对应用严格Janbu法迭代求解安全系数时存在收敛性不佳的问题,采用B-样条插值函数对条间力矩进行了拟合,从而保证了条间力矩一阶导数连续可导,改善了严格Janbu法安全系数计算的收敛性。坝前堆积体稳定性计算结果表明,在自然工况下,边坡是稳定的;在水电站正常蓄水工况下,其抗滑稳定安全系数在0.865~1.167之间,说明堆积体边坡存在局部失稳风险。对坝前堆积体进行削坡减载处置后,其稳定安全系数可以满足运行期边坡稳定安全控制标准。此外,通过参数敏感性分析指出,安全系数对堆积体冲积层饱和状态的内摩擦角较为敏感。     

块体理论在拱坝坝肩边坡抗滑稳定性分析中的应用

在水电站坝肩边坡的施工过程和运行过程中,由于岩体天然状态遭受到破坏,伴随着边坡开挖及大坝运行,相应的产生整体或部分块体移动,出现不稳甚至破坏效应,给施工和大坝的正常运行带来严重威胁.以万家口子水电站拱坝坝肩边坡为例,通过对坝肩边坡发育的结构面空间组合形式进行分析,找到可能存在的关键块体,采用三维极限平衡分析方法,计算各关键块体在施工期和运行期正常工况、降雨工况、地震工况下的稳定性安全系数,根据拱坝坝肩边坡的设计标准,评价各关键块体的稳定性,并针对坝肩存在的不稳定块体,给出了锚索加固的建议方案.     

水工边坡模糊可靠性分析

在水工建筑物稳定分析中，岩土体介质的力学参数是非常重要的。目前，工程人员所采用的参数大部分是根据室内或现场试验取得的样本参数，对样本数据进行处理后，根据工程经验所确定的，对工程边坡稳定性分析带来了相当大的不确定性。利用概率理论和模糊理论来具体定量分析这一系列参数的不确定性，推导了统一的可以考虑加固等处理措施的统一功能函数，并将各种荷载作用体现在模糊随机变量系数中。并对西南某电站导流洞出口边坡进行了计算分析，计算结果表明该方法是正确且可行的。     

边坡开挖支护有限元模拟及稳定性分析

边坡开挖将对边坡的稳定性产生不利影响,加锚支护则可以提高边坡稳定性。基于锚固岩体的流变模型,采用弹塑性有限元法对边坡开挖加固进行了数值模拟,分析了开挖边坡的稳定性,并对初拟的边挖边锚的施工程序的合理性进行了评价,提出了若干对工程建设具有一定指导意义的建议。