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。     

基于JRC-JCR模型的桥址边坡渐进破坏分析

特大桥作为线性工程中的控制性工程,其桥址边坡的稳定性至关重要。由于陡峻山体往往发育有强卸荷裂隙,有潜在崩塌的可能。针对中国云南某一特大桥的桥址边坡稳定性问题,首先通过详细的地质调查确定其主要结构面特征,然后通过盒计数法得到结构面的分形维数,进而估算得到其结构面粗糙度系数并得到其抗剪强度参数。为了分析不同结构面系数以及陡倾卸荷裂隙倾角对稳定性的影响,建立有限元模型进行分析计算,最后给出了工程加固措施建议。其结果表明:①控制桥址边坡稳定性的关键结构面是一组陡倾的强卸荷裂隙以及一组缓倾的岩层层面;②研究区域结构面粗糙程度差异大,大部分较为粗糙;③有限元计算揭示出桥址边坡呈现典型的渐进破坏模式,若前方堆积体被移除,位移较大区域集中在陡坎前部;④随着粗糙度系数的减少以及陡倾结构面角度的加大,边坡由局部破坏转变成整体破坏;⑤要提高边坡的稳定性,必须控制陡倾结构面的进一步变形,并据此提出了相应的工程处置措施,结果表明处置后的边坡稳定性较好,可以进行下一步的工程建设。     

渠道边坡稳定的盐敏感性特征研究

工程中灌排渠道在运行多年后,随着土中含盐量的增加,会造成渠道边坡不同程度的滑塌、变形及结构的破坏。通过对盐化土的剪切试验和界限含水率试验,得到不同含盐量下土的抗剪强度指标和稠度界限,运用单因素试验分析含盐量对土的抗剪强度和稠度界限的影响规律。随着含盐量的增加,土体的团聚体稳定性降低,增加了粘粒的分散性,土的抗剪强度有所下降;同时土的稠度界限也会降低,增大了土的流动性,明确地说明含盐量增加也是影响灌排渠道边坡稳定性重要因素。     

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。     

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。     

高地下水位渠道衬砌排水试验

近年来,山东省渠道衬砌的发展比较迅速,许多新建和扩建的大中型骨干输水工程都采用了混凝土板等衬砌措施,较好地解决了土基渠道渗漏损失大、边坡易坍塌和引黄灌区泥沙淤积等问题。本文结合胜利油田七干渠渠首段衬砌工程的排水试验和应用实践,就高地下水位条件下渠道衬砌的施工排水和防扬压力排水问题进行了总结和分析,以期供类似工程设计时参考。     

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。     

基于猫群算法的渠道断面优化及设计参数分析

为替代工程设计优化问题求解过程中运用的低效经验试算法,提出猫群算法以解决渠道断面优化设计问题.采用猫群算法在全局空间下搜索边坡系数的变化对渠道断面优化的影响,并且取得了良好的效果,在满足其他的约束条件下,选择适合的边坡系数1.5能够减少占地面积,节约投资.以黑龙江省江川灌区为例,对灌溉渠道断面进行优化并且对断面设计参数进行分析,算例表明,猫群算法高效迅速,精度高,能有效地解决渠道断面设计中的优化问题,具有相当高的应用价值.优化结果显示,模型计算所得渠道过水断面面积减小4.2%,工程占地随之减小.各个参数中,边坡系数取1.5、渠道底宽取2.000 0 m、水深取1.500 0 m时总体目标最佳,并且分析这3个参数对目标函数的影响规律,最佳目标随着边坡系数和水深的增大呈现出先增大后减小的趋势,随着渠道底宽的增大呈现逐渐增大的趋势.     

基于随机场理论的水电工程渣料场边坡稳定性分析

渣料抗剪强度参数的空间变异性对渣料场边坡稳定性的影响非常显著。利用随机场理论开展抗剪强度参数空间变异性对水电工程渣料场边坡稳定性影响的分析,首先采用自相关函数构建抗剪强度参数随机场,然后利用改进的乔列斯基分解法离散抗剪强度参数随机场,最后利用非侵入式随机有限元方法进行边坡稳定性分析。算例结果表明岩土体抗剪强度参数的空间变异性对边坡安全稳定性有较大影响,边坡滑动面与抗剪强度参数的空间分布有关。工程实例计算结果表明,对于水电工程渣料场这一典型的非均质边坡,单一的安全系数不足以评价渣料场边坡的稳定性,应考虑渣体抗剪强度参数的空间变异性,并结合工程实际进行稳定性及滑动面的综合分析和评价。     

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。     

岩质边坡稳定性分析方法及工程应

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，并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。     

梯形渠道横断面设计简捷算法

梯形渠道横断面设计简捷算法蔡守华（扬州大学水利学院江苏省扬州市２２５００１）［关键词］梯形渠道，横断面，设计梯形渠道横断面设计，多数是在已经确定了渠道设计流量、渠底坡降、渠床糙率和边坡系数的条件下，计算渠道设计水深和底宽。传统的设计计算方法有试算法和...     

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。     

渠道边坡土壤裂隙网络的CT扫描与分形特征研究

为了从微观结构的角度深入研究南水北调中线工程渠道边坡土壤的渗透特性,对膨胀土开展显微CT扫描试验,得到了土样裂隙的二维图像和三维裂隙网络模型,并对裂隙的分形特征进行了系统分析。结果表明:膨胀土内部裂隙网络十分复杂,裂隙尺寸分布范围广泛,可以划分为大、中、小3类;由裂隙数量分布特点可看出膨胀土内部大裂隙的数量较少,但面积占比较大;按照形状可以将大裂隙分层4类,包括:扁平状、似椭圆多边形、长条状和树枝状,其中树枝状裂隙大多为连通裂隙,而连通裂隙是膨胀土吸水膨胀和失水干缩特点的先决条件;从分形几何的角度研究裂隙规则度,发现膨胀土内部的裂隙具有明显不均匀性,裂隙不均匀性可以作为影响渠道边坡稳定性的潜在因素。     

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...     

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Copula 函数的边坡可靠度高效分析方法

将Copula函数与高效蒙特卡洛方法结合,提出了含相关随机变量的边坡可靠度高效分析方法。以两个岩质边坡稳定性问题为例验证了所提方法的有效性。结果表明,该方法相比于直接蒙特卡洛方法在保证边坡失效概率的准确性的同时计算效率更高。Copula函数可以构造出具有不同相关结构的岩土体参数的联合概率分布,与高效蒙特卡洛方法(即蒙特卡洛重要抽样方法和子集模拟)结合能高效地处理含多种相关随机变量的边坡可靠度计算问题,相比于现行的Nataf变换方法结果更能体现岩土边坡真实稳定性。此外,该方法也能高效地计算含有复杂的隐式功能函数的边坡可靠度,研究成果拓展了高效蒙特卡洛方法在边坡可靠度分析中的应用。     

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.     

水电站进场公路边坡有限元与极限平衡综合分析

如何对边坡稳定性进行合理的评价和科学的预测,提出科学合理的设计方案,减少边坡地质灾害,可有效解决水电站进场道路的通行安全问题。以水电站进场公路深挖路堑边坡为例,采用有限元与极限平衡相结合的分析方法,对边坡开挖施工的稳定性进行研究。研究结果表明:随着边坡逐级开挖施工,边坡的稳定性逐步增大,尤其是第二级和第一级边坡开挖后,边坡的稳定性有较大幅度提高,同时边坡可能的滑移面也逐步调整;两种计算方法得到边坡稳定性系数基本一致,滑移面的位置和形状也是一致,均为圆弧形滑动;鉴于泥岩在自然条件下继续风化,遇水崩解软化,泥岩的力学性质逐步劣化,边坡的稳定性也逐渐减低,可能从第二级边坡坡顶发生圆弧形滑动,建议对边坡第二级～第四级边坡采取锚杆框架植草防护措施,其他坡面采取挂网混植防护措施,为边坡工程治理设计提供参考。     

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。