巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析中巖石強(qiáng)度測(cè)試與試驗(yàn)數(shù)據(jù)的工程處理

應(yīng)用極限平衡法,對(duì)首鋼水廠鐵礦邊坡的代表性剖面及優(yōu)化方案的各剖面進(jìn)行穩(wěn)定性分析,分別得到了各種情況下各剖面的整體和局部最小安全系數(shù),并得到以下結(jié)論:按照原設(shè)計(jì)境界開采,邊坡最小安全系數(shù)在震動(dòng)情況下小于1.20,低于規(guī)范值,安全儲(chǔ)備不足,邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài),需對(duì)其剖面進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整與優(yōu)化。優(yōu)化調(diào)整后穩(wěn)定性增強(qiáng),邊坡達(dá)到允許安全系數(shù)要求,邊坡安全儲(chǔ)備充足。在此基礎(chǔ)上,應(yīng)用強(qiáng)度折減法進(jìn)行數(shù)值模擬,初始狀態(tài)下塑性區(qū)分布較淺;參數(shù)調(diào)整優(yōu)化之后,塑性區(qū)分布向坡底延伸,邊坡破壞方式可能由局部轉(zhuǎn)變成整體,邊坡可能發(fā)生整體性破壞。計(jì)算結(jié)果顯示,滑動(dòng)面與極限平衡法相近,驗(yàn)證了結(jié)果的合理性。

分析了地層巖性特征、巖體應(yīng)力分布、水、地形地貌特征、坡形、外部動(dòng)力荷載(如爆破荷載)、工程活動(dòng)、時(shí)間和風(fēng)化的影響等對(duì)層狀巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的影響,進(jìn)而深入了解層狀巖質(zhì)邊坡巖體穩(wěn)定性和變形失穩(wěn)的破壞機(jī)理,為井巷工程實(shí)踐提供指導(dǎo)。

利用極限平衡法,對(duì)順層巖質(zhì)邊坡進(jìn)行雙強(qiáng)度系數(shù)折減分析,提出了折減系數(shù)增幅比,根據(jù)增幅比確定抗剪強(qiáng)度折減原則,當(dāng)坡體達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)確定其極限折減系數(shù)。分別以坡體的張拉裂縫深度和充水深度為單一變量,對(duì)比分析坡體穩(wěn)定性發(fā)生變化時(shí)內(nèi)摩擦角和黏聚力對(duì)其影響程度,最后根據(jù)雙強(qiáng)度折減分析中極限折減系數(shù)定義坡體權(quán)重安全系數(shù)。研究表明:雙強(qiáng)度折減法能夠考慮內(nèi)摩擦角和黏聚力對(duì)坡體的影響程度,對(duì)順層巖質(zhì)坡體進(jìn)行雙參數(shù)折減分析,最終定義雙參數(shù)折減中內(nèi)摩擦角的折減系數(shù)值為坡體安全系數(shù),該結(jié)果更符合實(shí)際工程,能夠?yàn)橥悊栴}提供參考。

將強(qiáng)度折減技術(shù)與快速拉格朗日元法相結(jié)合,對(duì)某巖質(zhì)高邊坡進(jìn)行了穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià).并與極限平衡法分析結(jié)果進(jìn)行了比較.結(jié)果表明,基于強(qiáng)度折減的快速拉格朗日元法不需要假設(shè)滑動(dòng)面形狀位置,確定的最危險(xiǎn)滑移面是一條具有一定寬度的滑移帶,與實(shí)際情況極為吻合,它能合理簡便地確定邊坡的穩(wěn)定性系數(shù),是進(jìn)行巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的有效方法.

為進(jìn)一步完善巖質(zhì)邊坡安全系數(shù)及相應(yīng)滑落面的確定手段,借鑒nmm模擬大變形、大位移的優(yōu)勢(shì),考慮邊坡實(shí)際的局部損傷性,提出局部強(qiáng)度折減nmm(localstrengthreductionnumericalmanifoldmethod,lsr-nmm),并將其應(yīng)用到重慶興隆隧道進(jìn)洞口邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中,與傳統(tǒng)強(qiáng)度折減法、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析,且與自主研發(fā)的geosma-3d系統(tǒng)進(jìn)行耦合。研究結(jié)果表明:相較于傳統(tǒng)強(qiáng)度折減法,局部強(qiáng)度折減nmm與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移數(shù)據(jù)擬合度更好,闡明了該方法具有一定精度及其可行性。該邊坡最危險(xiǎn)滑落面安全系數(shù)為1.176,且獲得的滑落面位置與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)吻合度較高,與geosma-3d系統(tǒng)耦合效果良好,并給出了相應(yīng)治理方案,為現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)害治理提供了參考性意見。

某住宅小區(qū)場(chǎng)地平整后形成高度為5.15～12.60m的巖質(zhì)邊坡,需做永久支護(hù)。根據(jù)勘察及相關(guān)實(shí)驗(yàn)信息的采集,通過穩(wěn)定性分析,采用支護(hù)結(jié)構(gòu)承載力極限狀態(tài)的極限平衡分項(xiàng)系數(shù)法進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,該工程采用抗滑樁和預(yù)應(yīng)力錨索、錨桿、網(wǎng)噴混凝土護(hù)坡支護(hù)措施,且已得到質(zhì)檢部門及建設(shè)單位的認(rèn)可。通過監(jiān)測(cè)分析,不斷修正支護(hù)設(shè)計(jì),并對(duì)邊坡的安全性狀進(jìn)行及時(shí)預(yù)報(bào),積累和豐富了工程經(jīng)驗(yàn)。

巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性受到多種隨機(jī)性因素和不確定性因素綜合作用的影響,是影響邊坡工程安全的重要課題。隨著科學(xué)的發(fā)展和學(xué)者們對(duì)于巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性認(rèn)識(shí)的不斷進(jìn)步,其發(fā)展逐漸由定性向定量方向發(fā)展,表現(xiàn)傳統(tǒng)研究方法逐步完善,新理論新方法不斷出現(xiàn)并得到應(yīng)用。邊坡可靠性評(píng)價(jià)作為一門新學(xué)科,其研究方法手段正處于迅猛發(fā)展階段。本文對(duì)這些方法的發(fā)展做了簡要的總結(jié),并提出了新的發(fā)展方向,為研究者提供參考。

對(duì)優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面理論及其重要性進(jìn)行闡述,并將其用于某一高陡巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定分析工作中。在充分分析相關(guān)工程地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上,確定在評(píng)測(cè)指標(biāo)上占據(jù)優(yōu)勢(shì)的結(jié)構(gòu)面。利用赤平投影圖分析各組優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響程度,得到邊坡剖面相應(yīng)的控穩(wěn)優(yōu)勢(shì)面組合,并將該組合考慮到巖體穩(wěn)定性計(jì)算分析模型中。利用極限平衡分析軟件slide綜合評(píng)價(jià)該邊坡在優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面影響下的穩(wěn)定性,并以優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面為關(guān)鍵因素,提出相應(yīng)的治理措施建議。

巖質(zhì)邊坡內(nèi)部常存在許多節(jié)理裂隙,使得巖質(zhì)邊坡成為不連續(xù)介質(zhì)體,導(dǎo)致其穩(wěn)定性分析比較困難。現(xiàn)有的離散元程序可以計(jì)算由封閉曲面或曲線構(gòu)成的塊體系統(tǒng)的穩(wěn)定性,但是難以模擬在地震等荷載作用下的裂隙擴(kuò)展、塊體重構(gòu)和多塊體組合破壞等現(xiàn)象。針對(duì)這一問題,根據(jù)格里菲斯斷裂理論,在裂隙尖端巖橋位置沿可能的開裂方向設(shè)置虛擬節(jié)理裂隙,生成多個(gè)潛在關(guān)鍵滑移塊體,利用離散元軟件udec計(jì)算巖質(zhì)邊坡的應(yīng)力場(chǎng)并結(jié)合剛體極限平衡法評(píng)價(jià)滑移塊體的穩(wěn)定性,進(jìn)而判斷最可能滑移塊體和滑移路徑。基于上述思想,開發(fā)了相應(yīng)滑移塊體搜索算法和評(píng)價(jià)機(jī)制,研制了考慮擴(kuò)展裂隙的適用于靜力和動(dòng)力分析的二維巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析軟件safeslope,對(duì)多種節(jié)理組合塊體開展了靜動(dòng)力算例驗(yàn)證工作。

第29卷增1巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)vol.29supp.1 2010年5月chinesejournalofrockmechanicsandengineeringmay，2010 收稿日期：2009–01–08；修回日期：2009–04–13 基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(40372110)；國家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目(40704018) 作者簡介：劉立鵬(1983–)，男，2006年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué)(北京)工程技術(shù)學(xué)院土木工程專業(yè)，現(xiàn)為博士研究生，主要從事巖土體穩(wěn)定性方面的研 究工作。e-mail：icystone_2003@163.com 基于hoek-brown準(zhǔn)則的巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析 劉立鵬 1 ，姚磊華 1 ，陳潔 1 ，王成虎 2 (1.中國地質(zhì)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，北京100083；2.中

在地質(zhì)活動(dòng)過程中,軟弱夾層和斷層等結(jié)構(gòu)面改變了邊坡的力學(xué)性狀,使得巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。以白石水庫為例,將剛體極限平衡法和有限元軟件ansys相結(jié)合,對(duì)水庫含軟弱夾層的巖質(zhì)邊坡抗滑穩(wěn)定性能進(jìn)行分析,探究傾角和主抗滑面起點(diǎn)位置對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響規(guī)律,尋求安全系數(shù)最小值時(shí)的主抗滑面,得到邊坡臨界滑裂面的準(zhǔn)確位置,研究表明:在點(diǎn)(62.3142,71.2063)位置條件下,傾角為155.3125°時(shí)安全系數(shù)達(dá)到最小值k=1.96231,為含軟弱夾層的巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性分析提供理論依據(jù),有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析方法及工程應(yīng)用

巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性分析一直是巖土工程中的重要課題之一。綜述了巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析的現(xiàn)有方法及研究進(jìn)展,對(duì)主要計(jì)算方法極限平衡法和有限元法做了詳細(xì)介紹,并聯(lián)合使用二者對(duì)某個(gè)具體工程進(jìn)行了穩(wěn)定性分析。計(jì)算結(jié)果表明,采用有限元法和極限平衡兩種方法結(jié)合使用來評(píng)價(jià)巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性能是可行的,而對(duì)于復(fù)雜的巖質(zhì)邊坡,采用多種方法相互校核可以提高評(píng)價(jià)分析的準(zhǔn)確度,這也是今后的研究方向。

巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析是巖土工程中的重要課題,巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性受到多種因素的影響,包括地質(zhì)條件、水文條件、人類活動(dòng)等。巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性分析成果可為邊坡工程的加固設(shè)計(jì)提供依據(jù)。對(duì)巖質(zhì)邊坡進(jìn)行了介紹,結(jié)合工程實(shí)例,對(duì)巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析辦法以及加固設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)探究,以期為類似工程提供借鑒。

極射赤平投影法在巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用

赤平極射投影法在巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用

介紹了巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性研究的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀及常用穩(wěn)定性分析方法。結(jié)合工程實(shí)例,分別用極限平衡法和有限元數(shù)值法,綜合考慮兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn),對(duì)紅砂巖高陡邊坡進(jìn)行全面的穩(wěn)定性分析,并針對(duì)性的提出經(jīng)濟(jì)合理的治理方案。

巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)以后判別其穩(wěn)定與否,如果其穩(wěn)定性無法滿足安全要求,則需釆取有效的支護(hù)或開挖措施對(duì)其進(jìn)行加固處理。本文先對(duì)巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析方法進(jìn)行探討,并在此基礎(chǔ)上結(jié)合具體工程就其綜合治理措施,談一下個(gè)人的觀點(diǎn)和認(rèn)識(shí),以供參考。

為了保證超高巖質(zhì)邊坡在施工過程中的安全穩(wěn)定性,利用數(shù)值模擬方法對(duì)連云港港東疏港高速公路巖質(zhì)邊坡施工開挖過程中不同工況進(jìn)行了模擬,并將得到的應(yīng)力、位移變化與現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,從而對(duì)邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行了可靠評(píng)價(jià)。

巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析中極限平衡法與有限元法的對(duì)比——根據(jù)工程實(shí)例,對(duì)一公路巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性采用極限平衡法與有限元法分別進(jìn)行計(jì)算,對(duì)比二者之間的差異,分析產(chǎn)生差異的原因。在安全系數(shù)的選用上提出了建議。

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

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)象稱為滑坡（土坡...