復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境條件下高陡邊坡穩(wěn)定性分析及計(jì)算機(jī)模擬

邊坡工程是工程建設(shè)中最常見(jiàn)的工程形式,由于邊坡工程的復(fù)雜性和不確定性,邊坡工程的穩(wěn)定性問(wèn)題至今仍是工程界十分關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。應(yīng)用flac軟件,建立了山體邊坡的力學(xué)模型和幾何模型,采用mohr-coulomb模型破壞標(biāo)準(zhǔn),對(duì)北京豐臺(tái)森林公園動(dòng)物園邊坡進(jìn)行了不同狀態(tài)下的穩(wěn)定性分析,得到了邊坡的穩(wěn)定系數(shù)和應(yīng)力與速度分布云圖,結(jié)合工程地質(zhì)條件對(duì)邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

在西北地區(qū)進(jìn)行基礎(chǔ)工程建設(shè),遇到了大量的多級(jí)黃土高邊坡工程。邊坡工程屬于永久性工程,難免遇到降雨?duì)顩r。降雨入滲會(huì)引起邊坡土體飽和度與土體重度的變化,進(jìn)而導(dǎo)致邊坡體基質(zhì)吸力與有效應(yīng)力場(chǎng)的變化,使邊坡的穩(wěn)定性受到較大的影響。本文通過(guò)考慮邊坡體不同深度處基質(zhì)吸力隨雨水入滲的變化情況,建立了滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)的耦合計(jì)算模型,對(duì)降雨入滲條件下多級(jí)黃土高邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行分析。最后,依托實(shí)際邊坡工程,利用plaxis3d巖土有限元軟件,建立邊坡穩(wěn)定性計(jì)算模型,通過(guò)設(shè)置降雨量隨時(shí)間的變化函數(shù)與滲流邊界條件,進(jìn)行降雨入滲條件下多級(jí)黃土高邊坡的穩(wěn)定性數(shù)值計(jì)算,并與理論分析結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。根據(jù)數(shù)值計(jì)算結(jié)果可得到多級(jí)黃土高邊坡在降雨入滲條件下的變形、基質(zhì)吸力、有效應(yīng)力、潛在滑移面以及安全系數(shù)的變化情況,從而對(duì)降雨入滲影響下多級(jí)黃土高邊坡的穩(wěn)定性做出分析。研究結(jié)果可為降雨入滲條件下多級(jí)黃土高邊坡的穩(wěn)定性的研究提供一定的指導(dǎo)作用。

針對(duì)安太堡露天礦西北幫高陡邊坡,介紹了邊坡的工程背景和滑坡現(xiàn)狀。結(jié)合工程地質(zhì)、氣象條件等資料,分析了降雨對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響機(jī)理,并使用slide軟件將潛在危險(xiǎn)滑體分為50個(gè)條塊,采用路徑搜索方法對(duì)強(qiáng)降雨邊坡在飽水和排水條件下的穩(wěn)定性進(jìn)行了模擬分析。結(jié)果表明:邊坡降雨飽水條件下的穩(wěn)定系數(shù)約為0.841,且最危險(xiǎn)的滑動(dòng)面位于邊坡上部,穿過(guò)上層填土和粉土,而邊坡在排水條件下的穩(wěn)定性為1.010,最危險(xiǎn)滑動(dòng)面仍然位于邊坡上部,但滑動(dòng)區(qū)域相比飽水條件下明顯減小,滑動(dòng)面也隨之減小。

在人為擾動(dòng)、地震、降雨等因素中,降雨是滑坡主要的誘發(fā)因素。以玉溪新平大戛高速公路邊坡為研究工點(diǎn),結(jié)合地質(zhì)勘測(cè)、鉆探、物探、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、室內(nèi)試驗(yàn)、資料收集等數(shù)據(jù),采用無(wú)限斜坡模型、瑞典條分法及極限平衡法計(jì)算分析降雨條件下斜坡的流向流量及其穩(wěn)定系數(shù),研究斜坡開(kāi)挖前后的穩(wěn)定性及預(yù)測(cè)水流沖刷嚴(yán)重的區(qū)域。結(jié)果表明:開(kāi)挖前在水位高度等于土層厚度的極限飽和工況下,斜坡處于穩(wěn)定狀態(tài)；開(kāi)挖后按1:1.75的坡比,斜坡亦處于穩(wěn)定狀態(tài)。所以坡體開(kāi)挖施工是安全的,但需做好坡面排水及防護(hù)工作。

采用有限差分軟件flac3d內(nèi)置fish語(yǔ)言編制相關(guān)程序,將邊坡非飽和區(qū)滲透系數(shù)和基質(zhì)吸力隨飽和度的變化關(guān)系嵌入到數(shù)值計(jì)算中,實(shí)現(xiàn)了降雨入滲條件下邊坡非飽和滲流過(guò)程的模擬,結(jié)合基于fredlund雙應(yīng)力狀態(tài)變量理論的強(qiáng)度折減法,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了非飽和邊坡的穩(wěn)定性分析.基于某典型抗滑樁加固邊坡算例建立數(shù)值計(jì)算模型,研究了降雨入滲對(duì)邊坡孔隙水壓力分布及邊坡穩(wěn)定性的影響,并對(duì)降雨強(qiáng)度、基質(zhì)吸力及樁頂約束形式對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響進(jìn)行了參數(shù)分析.研究結(jié)果表明:降雨入滲條件下,隨降雨歷時(shí)增加,濕潤(rùn)鋒線不斷向坡體內(nèi)部推進(jìn),基質(zhì)吸力明顯減小,邊坡安全系數(shù)顯著降低;邊坡安全系數(shù)隨降雨強(qiáng)度增大而減小,當(dāng)降雨強(qiáng)度超過(guò)土體飽和滲透系數(shù)后,邊坡安全系數(shù)隨降雨強(qiáng)度變化不大,并趨于穩(wěn)定;基質(zhì)吸力對(duì)邊坡穩(wěn)定影響顯著,考慮基質(zhì)吸力時(shí)邊坡安全系數(shù)明顯提高;在樁頂設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索可使樁身位移明顯減小,邊坡安全系數(shù)提高.

結(jié)合某公路節(jié)理巖質(zhì)邊坡,采用離散單元法,考慮節(jié)理巖體應(yīng)力與滲流耦合機(jī)理,對(duì)降雨條件下節(jié)理邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析。重點(diǎn)分析了邊坡主應(yīng)力分布和位移矢量圖,節(jié)理張拉和剪切位移以及邊坡滲流產(chǎn)生的空隙水壓力。分析結(jié)果表明:節(jié)理邊坡變形主要受優(yōu)勢(shì)節(jié)理面控制,產(chǎn)生平面滑移。節(jié)理張拉和剪切位移趨勢(shì)與邊坡變形規(guī)律是一致的,地下水流動(dòng)產(chǎn)生空隙水壓力會(huì)加劇邊坡的變形趨勢(shì)。

現(xiàn)今對(duì)滑坡的研究過(guò)程中大多沒(méi)有考慮坡體之上的裂隙，然而裂隙對(duì)降雨型滑坡所起的作用尤為重要。某公路滑坡坡體之上存在大量裂隙，為研究其在降雨過(guò)程中滲流及穩(wěn)定性變化規(guī)律，運(yùn)用有限單元法分別模擬有裂隙和無(wú)裂隙時(shí)坡體內(nèi)瞬態(tài)滲流場(chǎng)變化、穩(wěn)定性隨降雨歷時(shí)的變化情況。結(jié)果表明：在研究含裂隙滑坡降雨入滲過(guò)程中，考慮裂隙時(shí)的計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)結(jié)果更一致，考慮裂隙對(duì)滑坡穩(wěn)定性的影響十分必要。

針對(duì)一鐵路沿線隧道施工棄渣場(chǎng),現(xiàn)有相關(guān)的資料為基礎(chǔ),采用現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、試驗(yàn)研究、理論分析與數(shù)值模擬相結(jié)合的研究方法,查明了棄渣場(chǎng)的工程地質(zhì)條件、變形破壞特征與邊坡防護(hù)情況,并基于邊坡地質(zhì)模型分析了該棄渣場(chǎng)在降雨條件下的邊坡穩(wěn)定性。建議對(duì)該棄渣場(chǎng)未防護(hù)坡面采用漿砌石框架植被護(hù)坡措施進(jìn)行防護(hù)。

分析邊坡土體強(qiáng)度參數(shù)在降雨條件下的衰減規(guī)律,并在此基礎(chǔ)上研究降雨對(duì)淺層邊坡穩(wěn)定性的影響。研究結(jié)果表明：土體黏聚力隨含水量增大的變化規(guī)律接近指數(shù)減小,土體內(nèi)摩擦角隨含水量增大的變化規(guī)律接近線性減小;降雨持時(shí)不變的條件下,邊坡安全系數(shù)隨降雨強(qiáng)度的增大而呈非線性減小;降雨強(qiáng)度不變的條件下,邊坡安全系數(shù)隨降雨持時(shí)的增大而接近線性減小。

基于飽和-非飽和滲流理論,利用數(shù)值仿真方法,模擬降雨條件下邊坡滲流場(chǎng)的變化規(guī)律。再考慮滲流產(chǎn)生的孔隙水壓力,對(duì)邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行分析,運(yùn)用條分法計(jì)算邊坡安全系數(shù),并采用網(wǎng)格法搜索最危險(xiǎn)滑移面。對(duì)不同降雨條件下邊坡的安全系數(shù)和最危險(xiǎn)滑移面進(jìn)行分析對(duì)比,為工程實(shí)際提供參考。

大量研究表明,主要且直接誘發(fā)邊坡失穩(wěn)的主要因數(shù)是降雨,雨水入滲對(duì)非飽和土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的影響最大.分析非飽和黏土邊坡基質(zhì)吸力和滲流場(chǎng)影響,采用有限元軟件flacm建立非飽和黏土邊坡的數(shù)值模型,研究計(jì)算在降雨強(qiáng)度不同條件下,降雨時(shí)間相同和降雨總量相同這兩種情況對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響.結(jié)果表明:非飽和黏土邊坡內(nèi)部的剪應(yīng)變?cè)隽侩S降雨強(qiáng)度的變大而增大,邊坡的位移也和降雨強(qiáng)度呈正相關(guān)關(guān)系,降雨強(qiáng)度越大越容易造成黏土邊坡表層失穩(wěn).

闡述了某高陡邊坡加固前后的穩(wěn)定狀態(tài)及預(yù)應(yīng)力錨索加固方式,運(yùn)用了極射赤平投影的理論分析法、flac3d有限差分?jǐn)?shù)值分析法以及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)法等手段對(duì)高陡邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行了分析和評(píng)價(jià),結(jié)果表明這三種方法能夠有效分析高陡邊坡的穩(wěn)定性并相互印證,同時(shí)表明預(yù)應(yīng)力錨索對(duì)高陡邊坡豎直位移和水平位移等方面具有良好的加固和約束作用。

文章以現(xiàn)階段我國(guó)露天開(kāi)采行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì),以及面臨的問(wèn)題作為立足點(diǎn),首先簡(jiǎn)明扼要的闡述了對(duì)斷層高陡邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行分析與加固的意義,然后通過(guò)理論和實(shí)際相結(jié)合的敘述方式,有針對(duì)性的提出了對(duì)斷層高陡邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行分析的方案,最后以模擬結(jié)果為基礎(chǔ)對(duì)斷層高陡邊坡的加固進(jìn)行了深入、系統(tǒng)的探究,并得出相關(guān)結(jié)論,為相關(guān)工作的順利開(kāi)展奠定理論基礎(chǔ)。

把降雨入滲條件下的邊坡穩(wěn)定性問(wèn)題轉(zhuǎn)化飽和-非飽和滲流問(wèn)題的應(yīng)力場(chǎng)和滲流場(chǎng)來(lái)計(jì)算,考慮在降雨入滲過(guò)程中滑動(dòng)面抗剪強(qiáng)度的影響,研究降雨入滲過(guò)程對(duì)邊坡的安全系數(shù)的影響。應(yīng)用瞬態(tài)的飽和-非飽和二維有限元滲流模型,對(duì)降雨條件下的邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行了模擬,模擬的數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明,在降雨入滲過(guò)程中,邊坡的安全系數(shù)在不斷減小。

以四川省鹽源縣平川鐵礦黃草坪尾礦庫(kù)為研究對(duì)象,以圓弧形滑動(dòng)面為計(jì)算模型,采用bishop法和瑞典法,應(yīng)用slide軟件對(duì)四川省鹽源縣平川鐵礦黃草坪尾礦庫(kù)進(jìn)行靜力穩(wěn)定性數(shù)值分析,得出黃草坪尾礦庫(kù)在不同壩高的坡面條件下,正常工況、洪水工況及特殊工況下的穩(wěn)定安全系數(shù),并且對(duì)黃草坪尾礦庫(kù)在不同降雨條件下,不同壩高的穩(wěn)定安全系數(shù)規(guī)律進(jìn)行總結(jié),該穩(wěn)定性規(guī)律可為尾礦壩設(shè)計(jì)與安全建設(shè)提供技術(shù)支撐。

高邊坡穩(wěn)定性分析與治理是一項(xiàng)復(fù)雜的工程問(wèn)題,工程性質(zhì)及邊坡巖體結(jié)構(gòu)是影響高陡邊坡穩(wěn)定的關(guān)鍵因素.針對(duì)某縣繞城路開(kāi)挖后形成的高陡邊坡,用定性與定量結(jié)合的方法對(duì)該邊坡進(jìn)行分析,最終提出了較合理的邊坡支護(hù)與處治措施,為以后同類(lèi)型的工程提供借鑒實(shí)例.

邊坡穩(wěn)定性分析——本講義主要講解邊坡穩(wěn)定，從四個(gè)方面講述：影響邊坡穩(wěn)定性的因素，邊坡工程地質(zhì)研究，邊坡穩(wěn)定性分析，邊坡治理。影響邊坡穩(wěn)定性因素：1、開(kāi)采條件2、巖石的物理力學(xué)性質(zhì)3、地質(zhì)構(gòu)造4、水文地質(zhì)條件5、爆破震動(dòng)影響6、其他因素

金沙水電站花石崖崩塌堆積體組成成分和地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,本文以崩塌堆積體為研究對(duì)象,采用參數(shù)正交試驗(yàn),基于剛體極限平衡原理,分析了邊坡安全系數(shù)對(duì)巖石力學(xué)參數(shù)凝聚系數(shù)c和內(nèi)摩擦角φ的敏感性,為確定巖石力學(xué)參數(shù)提供依據(jù)；利用基于有限元法的軟件abaqus計(jì)算崩塌堆積體的應(yīng)力及變形,確定其危險(xiǎn)滑動(dòng)面,為穩(wěn)定性分析提供計(jì)算剖面.

金沙水電站花石崖崩塌堆積體組成成分和地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，本文以崩塌堆積體為研究對(duì)象，采用參數(shù)正交試驗(yàn)，基干剛體極限平衡原理，分析了邊坡安全系數(shù)對(duì)巖石力學(xué)參數(shù)凝聚系數(shù)c和內(nèi)孽擦角印的敏感性，為確定巖石力學(xué)參數(shù)提供依據(jù)；利用基干有限元法的軟件abaqus計(jì)算崩塌堆積體的應(yīng)力及變形，確定其危險(xiǎn)滑動(dòng)面，為穩(wěn)定性分析提供計(jì)算剖面．

邊坡穩(wěn)定性分析講稿——邊坡指具有傾斜坡面的巖土體（天然邊坡、人工邊坡）　　由于邊坡表面傾斜，在巖土體自重及其它外力作用下，整個(gè)巖土體都有從高處向低處滑動(dòng)的趨勢(shì)。邊坡喪失其原有穩(wěn)定性，一部分巖土體相對(duì)另一部分巖土體發(fā)生滑動(dòng)的現(xiàn)象稱(chēng)為滑坡（土坡...

邊坡穩(wěn)定性分析報(bào)告 斜（邊）坡穩(wěn)定性分析方法綜述摘要斜坡穩(wěn)定性分析 方法目前主要分為定性類(lèi)方法、定量類(lèi)方法和非確定性方 法。 定性類(lèi)方法和定量類(lèi)方法都比較成熟，尤其以定量類(lèi)方 法（剛體極限平衡法和有限單元法等數(shù)值計(jì)算方法）運(yùn)用較 多；而非確定性方法雖然方法較多，但目前使用相對(duì)較少。 本文主要介紹三類(lèi)分析方法中的一些具體方法及其原 理，并對(duì)三類(lèi)方法的特征及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)。 關(guān)鍵詞斜坡穩(wěn)定性分析,定性類(lèi)方法,定量類(lèi)方法,非確定 性方法abstractnowadays,themethodsevaluatingslope stabilityaremainlydividedintoqualitativemethods, quantitativemethodsandnondeterministicmethods.qualitative methods

為保障礦山安全生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控管理,針對(duì)黑山露天煤礦南幫邊坡,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)工程地質(zhì)勘察和巖石力學(xué)試驗(yàn),建立flac~(3d)數(shù)值模擬計(jì)算模型,從應(yīng)力、位移、塑性區(qū)變化等方面進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析。結(jié)果表明,該礦南幫邊坡豎直和水平應(yīng)力符合地應(yīng)力分布規(guī)律,由于受到開(kāi)挖卸荷及上部覆巖擠壓作用,在坡腳煤臺(tái)階處出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象。邊坡整體位移較小,基本處于穩(wěn)定狀態(tài),在+2420～+2430m煤臺(tái)階坡腳處出現(xiàn)局部塑性集中區(qū),后期可能產(chǎn)生局部變形滑坡現(xiàn)象,需加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。分析結(jié)果為礦山邊坡防護(hù)和安全生產(chǎn)提供重要技術(shù)依據(jù)。