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.     

溪洛渡左岸拱肩槽边坡稳定性分析

溪洛渡坝区属中等地应力区,为确保左岸拱肩槽边坡的安全,采用三维弹粘塑性有限单元法分别对自重应力场与构造应力场下溪洛渡左岸拱肩槽边坡开挖全过程进行了系统仿真模拟,研究了开挖过程边坡岩体的位移、应力及安全系数分布规律,对两种初始地应力场下的边坡稳定性进行了分析与评价。分析结果表明左岸拱肩槽人工开挖边坡稳定性良好。最后还结合分析成果对工程的设计与施工提出了相关建议。     

岩质高边坡开挖应力与蠕变稳定性研究

以某公路岩体边坡工程为例,建立有限元分析模型;根据前期边坡变形监测资料,反演边坡岩体物理力学计算参数,分析边坡开挖后各阶段边坡应力变形规律,结果显示边坡七级开挖后应力变化均在允许范围内,能满足强度要求。为了研究岩体随时间变化的长期稳定性,进一步考虑蠕变特性,推定岩石流变参数,分析边坡蠕变变形规律,评价和预测边坡的稳定安全性。结果表明,在2011年1月前,边坡岩体处于开挖卸载后的非稳态蠕变阶段,之后进入稳态蠕变阶段,岩体位移基本趋于稳定。其中二级平台的测点位3的X向位移变化最大,在2010年5月期间发生急速增长至26mm,对边坡稳定不利。该结果不仅可以为工程施工提供科学的理论依据,而且对边坡加固措施以及滑坡的预测预报也具有重要的指导作用。     

溪洛渡左岸拱肩槽边坡稳定性分析与评价

溪洛渡坝区属中等地应力区,为确保左岸拱肩槽边坡的安全,采用三维弹粘塑性有限单元法分别对自重应力场与构造应力场下溪洛渡左岸拱肩槽边坡开挖全过程进行了系统仿真模拟,研究了开挖过程边坡岩体的位移、应力及安全系数分布规律,对两种初始地应力场下的边坡稳定性进行了分析与评价.分析结果表明左岸拱肩槽人工开挖边坡稳定性良好.最后还结合分析成果对工程的设计与施工提出了相关建议.     

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。     

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。     

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。     

基于突变理论的反倾层状岩石边坡

反倾向层状岩石边坡失稳问题一直是工程地质学和岩石力学领域亟待解决的问题之一。针对反倾层状岩石边坡的岩体结构特点，以弯曲拉裂（倾倒）变形的地质模型为基础，根据突变理论建立反倾层状岩石边坡尖点突变模型。从理论上分析了边坡失稳的突变条件，并提出临界失稳深度。在此基础上建立基于突变理论的稳定性评价方法。通过对工程实例的分析，表明对于反倾层状结构岩石边坡，该稳定性评价方法是成功有效的。     

苗家坝水电站坝址区岩休结构特征研究

坝肩边坡稳定性评价的基础是其岩体结构特征的研究.根据现场勘察和室内分析,苗家坝水电站中坝址区岩体中主要结构面有3组,另还有零星随机结构面.这些结构面的相互组合在左右岸深部岩体中均构成厚层状结构岩体,而在左右岸岸坡表层受不同结构面的控制呈现不同的表层岩体变形破坏特征.研究结果对坝肩开挖设计具有重要的指导意义.     

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。     

杨房沟水电站河谷边坡岩体渗透性统计分析

为了研究杨房沟水电站河谷边坡岩体的渗透性规律,根据杨房沟水电站坝址区的钻孔压水试验资料,统计分析了坝址区河谷边坡岩体渗透性随深度的变化规律。现场试验表明河谷区岩体渗透性为:弱风化上段和下段岩体所处的岩层为弱透水层,微新岩体所处的岩层为微透水层。对所选钻孔的压水试验数据进行分析得出:在整体上,河谷边坡岩体的渗透性变化规律表现为随着河谷边坡岩体风化卸荷程度的增加渗透系数成逐渐增大的趋势;在垂直方向上,坝址区边坡岩体的渗透系数随着深度的增加成负指数衰减,并且随着卸荷风化程度的减小衰减系数也相应减小。在弱风化上段和下段,岩体的渗透性主要受风化和卸荷作用控制,渗透系数较大;在微新岩体段,由于风化卸荷作用的减小,自重应力成为渗透性的主要控制因素;在水平方向上,同一高程处渗透系数随距离河床中心线的水平埋深的增大而减小,服从负指数衰减规律。     

驮英水库溢洪道右侧边坡加强支护方案研究

驮英水库溢洪道右侧边坡出露的J1b1-4-2砂岩岩层在褶皱处风化较深,岩体破碎,层间泥化夹层发育.由于不良地质条件的影响,边坡施工期的稳定性问题突出.本文根据溢洪道开挖揭露的工程地质条件,分析边坡现有变形及支护状况,并利用FLAC3D软件对已施工开挖支护方案进行稳定性评价,再提出两种加强支护方案进行计算比选,为边坡加强...     

美姑河坪头水电站深部白云岩岩溶砂化岩体质量分级

美姑河坪头水电站深部发育白云岩岩溶砂化现象,地下硐室围岩岩体质量降低。以岩体完整程度、岩体结构特征、结构面状态的统计分析为基础,对白云岩岩溶砂化进行宏观分级及定性分析了岩溶砂化对岩体质量分级的影响。以引水隧洞为例,结合岩溶沙化区岩体结构特征对水电围岩岩体质量分级方法进行修正,提出以"岩溶砂化发育程度修正系数"为核心的围岩岩体质量分级模型。该模型评价结果与5号支洞、压力管道中平段施工支洞、蝶阀室交通洞、上室交通洞等现场施工实际揭示情况吻合度较高,适用性较好,可为地下硐室支护设计与施工提供基础依据。     

百色水电站高边坡开挖模拟及稳定性分析

采用三给弹塑性有限元计算方法，对百色水电站进水口高边坡的分期施工进行了模拟，并对有无支护两种情况，分析了开挖过程中岩体的变形、应力有屈服状态，用降低材料强度储备的方法，根据边坡岩体单元的屈服连通程度、边坡周围的岩体单元的屈服率有关键部位的位移变化对高边坡的整体安全度进行了探讨。并对岩体材料参数的敏感性进行了研究。     

锦屏一级水电站左岸边坡蓄水变形响应研究

锦屏一级水电站左岸大型人工开挖边坡的变形和稳定性直接关系到水电站蓄水期和运行期的正常运行。而为了研究左岸边坡蓄水后的变形响应特征,通过对左岸边坡前期丰富的地质资料的分析将其分为3个不同的变形区域,再结合库水位历时曲线对各区域监测点的变形数据进行整理和分析。研究结果表明左岸边坡的持续变形与库水位有着较强的相关性,但是不同变形区域有着各自的特征。高位倾倒变形区主要是以沉降变形和横河向的位移为主倾倒变形受坡体自身的岩体组成、岩体结构和表生构造所控制。蓄水以后下部岩体和结构面的劣化导致变形保持稳定增长。断层f5、f8残留变形区主要受2条断层和岩体开挖卸荷作用的影响。蓄水以后受库水浮托力和水平推力的影响较大,蓄水水位1 880 m附近的点受蓄水影响出现小幅度的上抬。拱肩槽上游开挖边坡变形区主要受岩体开挖卸荷作用以及F42-9断层、煌斑岩脉所控制,在蓄水以后低高程的点和二区监测点一样受库水浮托力和水平推力的影响较大,其余更高高程的点仍然以沉降为主,总位移的方向指向上游,并且库水位历时曲线与变形曲线呈现出峰—谷对应的特征。目前各区域监测点的变形虽然速率不大但仍未收敛,需要持续的监测与关注以及进一步的研究。     

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.     

锦屏一级水电站左岸坝肩边坡岩体稳定性分析

据工程地质调查分析,锦屏一级水电站左岸坝肩边坡岩体的整体稳定性主要由深部裂缝SL44-1、断层f42-9、煌斑岩脉X切割组合的变形体控制。采用三维离散元程序(3DEC)建立了锦屏一级左岸边坡局部三维和真实三维模型,同时考虑了预应力锚索的加固效应,对左岸坝肩变形体施工期的稳定性进行了分析。结果表明,在开挖至高程1 780m之前,坝肩岩体的变形随着开挖逐渐增大;开挖至高程1 780m时,断层f42-9与深部裂缝SL44-1的交线被揭露,阻滑岩体完全被挖除,横河向位移较上一开挖步显著增大。为验证数值模型的合理性,将数值模拟结果与监测资料进行了对比分析,测点横河向位移的计算值与监测值相近,边坡开挖支护后,各测点的位移逐渐收敛,安全状态符合要求。     

修正的Hoek-Brown准则在岩质边坡中的应用

通过在特定的应力水平上,利用Roclab软件,将非线性的Hoek-Brown强度包线转化为与之相匹配的Mo-hr-Coulomb强度的等效粘聚力和内摩擦角,然后采用有限差分软件对一均质岩性边坡算例进行分析,并与传统的极限平衡法相比较,结果表明:非线性的Hoek-Brown强度准则能有效地应用于工程岩体的数值模拟。     

基于集对法的土工袋砌护农田排水沟道边坡稳定性评价

针对宁夏引黄灌区农田排水沟道局部滑塌严重的实际状况,采用土工袋砌护沟道边坡,并进行了边坡稳定性的监测与评价。介绍了课题组在宁夏引黄灌区青铜峡邵岗镇东方红村高标准农田建设项目区实施的土工袋砌护农田排水沟道边坡稳定性监测仪器布置概况,分析讨论了2018年原型监测试验数据。在此基础上,选取沟道边坡土压力、孔隙水压力以及边坡内部位移等参数,结合影响土工袋砌护农田排水沟道稳定性的其他因素,采用集对法评价土工袋砌护固坡模式下农田排水沟道的稳定性,并且与草土木桩护坡效果进行对比。结果表明,土工袋砌护农田排水沟道固坡效果良好,集对分析法应用于农田排水沟道稳定性评价是可行的。     

岩质边坡稳定分析一站式解决方案

岩质边坡稳定分析是工程地质勘察设计中的一项重要工作，主要包括岩体结构面产状量测、优势结构面统计、结构面稳定性分析以及报告编写等四部分内容。目前存在如下问题：一是岩体结构面量测一般采用传统的人工现场量测法，存在工作效率较低、量测范围受地形限制、结构面数据代表性较差的问题；随着边坡高度增大，坡度增陡，还存在严重的安全风险问题；二是结构面统计和结构面稳定分析虽然有单独的软件，需要人工转换才能完成上述两项工作，存在效率较低，无法批量分析和易出错问题；三是目前尚未出现能够一站式完成上述全部工作的软件，更无法自动生成分析报告。针对上述问题，作者应用Excel—DNA技术开发了岩体结构面一站式分析软件，包括利用三维实景模型进行结构面产状计算，结构面统计、结构面分析和报告编制等功能。经过与传统分析方法对比，成果正确，精度可靠。利用软件可有效提升勘察设计工作的标准化水平，促进生产效率和成果质量的大幅提升，具有很好的实用价值。