最短路理論高陡巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析

應(yīng)用極限平衡法,對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)計境界開采,邊坡最小安全系數(shù)在震動情況下小于1.20,低于規(guī)范值,安全儲備不足,邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài),需對其剖面進行相應(yīng)調(diào)整與優(yōu)化。優(yōu)化調(diào)整后穩(wěn)定性增強,邊坡達到允許安全系數(shù)要求,邊坡安全儲備充足。在此基礎(chǔ)上,應(yīng)用強度折減法進行數(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。計算結(jié)果顯示,滑動面與極限平衡法相近,驗證了結(jié)果的合理性。

對優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面理論及其重要性進行闡述,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,確定在評測指標上占據(jù)優(yōu)勢的結(jié)構(gòu)面。利用赤平投影圖分析各組優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面對邊坡穩(wěn)定性的影響程度,得到邊坡剖面相應(yīng)的控穩(wěn)優(yōu)勢面組合,并將該組合考慮到巖體穩(wěn)定性計算分析模型中。利用極限平衡分析軟件slide綜合評價該邊坡在優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面影響下的穩(wěn)定性,并以優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面為關(guān)鍵因素,提出相應(yīng)的治理措施建議。

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、外部動力荷載(如爆破荷載)、工程活動、時間和風化的影響等對層狀巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的影響,進而深入了解層狀巖質(zhì)邊坡巖體穩(wěn)定性和變形失穩(wěn)的破壞機理,為井巷工程實踐提供指導(dǎo)。

高陡巖質(zhì)邊坡地質(zhì)條件復(fù)雜,其穩(wěn)定性分析一直是研究的重點。本文以深圳地鐵深云車輛段開挖形成的多級巖質(zhì)邊坡為例,運用midasgtsnx有限元計算軟件,采用強度折減法,分別計算邊坡在自重、地震、邊坡防護加固條件下邊坡穩(wěn)定的安全系數(shù),進而分析其潛在滑動面,為類似巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析提供一定借鑒。

充分利用邊坡失穩(wěn)前自身抗滑能力進行高陡邊坡治理,結(jié)合工程實例,提出了主動性公路邊坡治理的思路。分別利用極限平衡法和有限元數(shù)值法,綜合考慮了兩種方法的優(yōu)缺點,對紅砂巖高陡邊坡進行了全面的穩(wěn)定性分析,并針對性地提出了經(jīng)濟合理的治理方案。

介紹了塊體理論的基本概念,并結(jié)合實例介紹了塊體理論在巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用,指出在確定潛在可動塊體時,全空間赤平投影比矢量法快捷,而后者在塊體穩(wěn)定性分析時較為簡便。

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行了模擬,并將得到的應(yīng)力、位移變化與現(xiàn)場安全監(jiān)測結(jié)果進行對比分析,從而對邊坡的穩(wěn)定性進行了可靠評價。

雙大路(雙塘澗—柏峪)工程邊坡位于北京市門頭溝區(qū),在邊坡開挖過程中,坡面發(fā)生嚴重塌方并在坡頂出現(xiàn)了嚴重的變形裂縫,產(chǎn)生順層滑移破壞,變形范圍東西約220m、南北約150m,滑移面深度15～20m。在查明邊坡穩(wěn)定控制性邊界條件的基礎(chǔ)上,通過多種數(shù)值模擬計算,分析了支護前后的穩(wěn)定性,結(jié)果表明,治理后邊坡達到了穩(wěn)定狀態(tài),加固措施合理。

巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性受到多種隨機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。隨著科學的發(fā)展和學者們對于巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性認識的不斷進步,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。邊坡可靠性評價作為一門新學科,其研究方法手段正處于迅猛發(fā)展階段。本文對這些方法的發(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。

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)計提供依據(jù)。對巖質(zhì)邊坡進行了介紹,結(jié)合工程實例,對巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析辦法以及加固設(shè)計進行了詳細探究,以期為類似工程提供借鑒。

巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析方法及工程應(yīng)用

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,對紅砂巖高陡邊坡進行全面的穩(wěn)定性分析,并針對性的提出經(jīng)濟合理的治理方案。

巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性評價以后判別其穩(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或開挖措施對其進行加固處理。本文先對巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析方法進行探討,并在此基礎(chǔ)上結(jié)合具體工程就其綜合治理措施,談一下個人的觀點和認識,以供參考。

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展、塊體重構(gòu)和多塊體組合破壞等現(xiàn)象。針對這一問題,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,生成多個潛在關(guān)鍵滑移塊體,利用離散元軟件udec計算巖質(zhì)邊坡的應(yīng)力場并結(jié)合剛體極限平衡法評價滑移塊體的穩(wěn)定性,進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價機制,研制了考慮擴展裂隙的適用于靜力和動力分析的二維巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析軟件safeslope,對多種節(jié)理組合塊體開展了靜動力算例驗證工作。

第29卷增1巖石力學與工程學報vol.29supp.1 2010年5月chinesejournalofrockmechanicsandengineeringmay，2010 收稿日期：2009–01–08；修回日期：2009–04–13 基金項目：國家自然科學基金資助項目(40372110)；國家自然科學基金青年基金項目(40704018) 作者簡介：劉立鵬(1983–)，男，2006年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(北京)工程技術(shù)學院土木工程專業(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)大學工程技術(shù)學院，北京100083；2.中

flac3d在巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用——介紹flac如的基本原理和使用步驟。根據(jù)adina建立的某工程邊坡三維模型，采用java語言編寫了adina—flac的接口程序，實現(xiàn)flac如快速建模，并用flac。分析了邊坡的穩(wěn)定性。經(jīng)計算，開挖后，安全系數(shù)有所降低，但整體上趨...

赤平極射投影法在巖質(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)定性研究中，可以根據(jù)邊坡的結(jié)構(gòu)面的空間組合關(guān)系，做出邊坡穩(wěn)定性狀態(tài)的初步評價．并進行邊坡穩(wěn)定性的分析計算。本文在萬州九龍wz危巖體穩(wěn)定性分析中，應(yīng)用赤平極射投影法計算穩(wěn)定性...

擬開挖巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析及評價

針對弓長嶺露天鐵礦東幫節(jié)理巖體邊坡的結(jié)構(gòu)特征,使用3gsm三維巖體不接觸測量系統(tǒng),進行了結(jié)構(gòu)面調(diào)查及統(tǒng)計分析,獲取了結(jié)構(gòu)面傾向、結(jié)構(gòu)面傾角以及節(jié)理跡長、節(jié)理間距的詳細統(tǒng)計數(shù)據(jù).基于monte-carlo隨機模擬方法,使用結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)模擬的軟件fracsim3d,得到節(jié)理巖體的三維網(wǎng)絡(luò)模型.在建立的三維網(wǎng)絡(luò)模型基礎(chǔ)上,采用鉆孔取樣方法獲取節(jié)理巖體的巖體質(zhì)量指標rqd,結(jié)合現(xiàn)場點荷載強度試驗,進而獲取rmr指標,基于hoek-brown經(jīng)驗方法得到節(jié)理巖體的抗剪強度參數(shù).通過fish語言編程實現(xiàn)了對復(fù)雜節(jié)理巖體的精細建模,采用離散元軟件udec對邊坡進行穩(wěn)定性分析.結(jié)果表明:邊坡整體處于穩(wěn)定狀態(tài),局部發(fā)生巖體變形,受順傾結(jié)構(gòu)面控制,邊坡頂部巖體沿結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生楔體破壞,局部散體區(qū)域出現(xiàn)掉塊現(xiàn)象.

隨著國家經(jīng)濟的不斷增長,巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性對于國家土木工程建設(shè)的重要性越來越突出。通過本文,對現(xiàn)階段常用的巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性方法進行闡述,并逐一介紹其優(yōu)缺點以及發(fā)展前景。