检索结果-内蒙古大学图书馆

工程地质学报 2009年第2期17卷 195-199页

作者：赵建军王彦东巨能攀邓辉成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059 中国中铁二院工程集团成都地勘岩土工程有限责任公司成都610031

高速公路开挖形成越来越多的工程边坡。缓倾外层状结构边坡作为一种典型的岩质边坡,一般情况下整体稳定性较好,但在特定的结构面组合状况下,开挖后也可能产生整体变形破坏。本文以软弱结构面和长大裂隙发育的公路工程边坡为例,通过岩体... 详细信息

高速公路开挖形成越来越多的工程边坡。缓倾外层状结构边坡作为一种典型的岩质边坡,一般情况下整体稳定性较好,但在特定的结构面组合状况下,开挖后也可能产生整体变形破坏。本文以软弱结构面和长大裂隙发育的公路工程边坡为例,通过岩体结构及边坡一定范围内已有边坡破坏现象的调查研究,采用工程地质类比和三维离散元法综合分析边坡变形破坏模式,并针对变形破坏模式的特点,提出支护对策。研究结果表明,结构面贯通坡体形成切割块体的后缘和侧缘边界时,缓倾外层状结构边坡可沿层面产生滑移-拉裂变形,若滑面与临空面具有一定夹角,边坡的变形可表现为旋转式滑移-拉裂;结构面组合控制的缓倾外层状结构岩质边坡稳定性受坡体中下部的关键块体控制,一旦关键块体失稳,将引起上部块体的连锁失稳,此类边坡变形控制的重点是对关键块体分布区域进行强支护;支护工程实施后的变形监测结果表明,基于变形破坏模式分析的边坡支护方案保证了边坡施工和运营过程中的安全。

关键词：缓倾坡外层状结构边坡变形破坏模式支护对策

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董箐水电站层状结构砂岩与泥岩边坡变形破坏模式分析

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水力发电 2008年第7期34卷 43-46页

作者：杨昌辉张国富吴多贤中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院贵州贵阳550008

对于由层状结构砂岩与泥岩组成的工程边坡,可按岩层产状与边坡方向夹角关系划分为不同类型的边坡;在对董箐水电站工程区内不同岩体结构类型的边坡以及其发生的岩体失稳变形破坏特征分析的基础上,归纳总结出若干个边坡岩体变形破坏模式,... 详细信息

对于由层状结构砂岩与泥岩组成的工程边坡,可按岩层产状与边坡方向夹角关系划分为不同类型的边坡;在对董箐水电站工程区内不同岩体结构类型的边坡以及其发生的岩体失稳变形破坏特征分析的基础上,归纳总结出若干个边坡岩体变形破坏模式,并对每一种变形破坏模式的变形破坏特征及其影响因素进行了较为详细的分析研究。

关键词：层状结构岩体边坡类型变形破坏模式变形破坏特征董箐水电站

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班达水电站上坝址右坝肩边坡开挖变形破坏模式及稳定性分析

班达水电站上坝址右坝肩边坡开挖变形破坏模式及稳定性分析

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作者：陆泌锋成都理工大学

学位级别：硕士

随着我国水电能源向高山峡谷的西部开发,带来了许多复杂地质条件下的岩质高边坡稳定性问题。拟建的班达水电站位于西藏境内澜沧江上游河段,坝体将采用混泥土重力坝,大坝高达210m。班达水电站地处青藏高原东南部,河谷两岸斜坡地应力较高... 详细信息

随着我国水电能源向高山峡谷的西部开发,带来了许多复杂地质条件下的岩质高边坡稳定性问题。拟建的班达水电站位于西藏境内澜沧江上游河段,坝体将采用混泥土重力坝,大坝高达210m。班达水电站地处青藏高原东南部,河谷两岸斜坡地应力较高,岩体卸荷强烈而复杂。班达水电站上坝址岩性主体为英安岩,右岸坝肩边坡坡表发育多个规模和厚度不等的碎裂松动岩体,此外,右岸还发育数条韧性剪切带,剪切带内岩石为糜棱化的英安岩,这使得坝址区的地质条件更加复杂化。班达水电站建设过程中,工程边坡开挖规模大、面积广,边坡开挖高度最大可达400余米。因此,研究班达水电站岩质高边坡在如此复杂条件下的开挖稳定性问题,对水电站的建设具有重要的现实意义。本文以班达水电站上坝址右岸坝肩边坡为研究对象,通过定性分析和定量分析相结合,来分析边坡开挖的变形破坏模式和稳定性,并取得以下主要研究成果:(1)在现有地质调查资料基础上,通过对研究区边坡地表和平硐的调查,查明了边坡的岩体结构特征。根据结构面规模分级标准,将研究区结构面划分为Ⅲ～Ⅴ级,共三级结构面,并统计出了各级结构面的优势产状;利用窗口法计算出结构面的连通率为35.8%,与现场勘测的估测值基本一致。(2)通过现有资料和现场勘测总结出韧性剪切带在上坝址右岸边坡内的宏观和微观发育特征。韧性剪切带在研究区边坡内主要发育有两条,即韧性剪切带(1)-1和韧性剪切带(1)-2,两条剪切带均倾向坡内,通过显微镜下观察,判断出韧性剪切带为右行走滑型。(3)利用地震波波速和结构面张开宽度等量化指标,并结合现场地质调查,对研究区边坡的风化卸荷带进行了划分;利用BQ法对坝肩边坡的岩体质量进行了评价,将岩体质量分为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级四个大类。(4)根据室内物理力学试验和现场试验,并参考相似水电工程和水利水电工程地质勘察规范,综合提出研究区边坡岩体和结构面力学参数建议值。(5)通过定性分析得出坝肩边坡开挖前可能存在的潜在变形破坏模式有块状倾倒变形、剪切滑移-拉裂和阶梯状滑三种,并利用二维离散元程序对边坡开挖前后的变形破坏进行演化分析,结果表明边坡开挖后最有可能发生剪切滑移-拉裂和阶梯状滑动两种变形破坏,并且计算出两类变形破坏模式最有可能发生在韧性剪切带(1)-1的出露部位。边坡开挖后,所产生的位移主要集中在边坡3000m高程以上。(6)基于有限差分法,系统地对边坡开挖前后的稳定性进行了分析,并利用刚体极限平衡法对边坡的开挖稳定性进行了定量评价。通过应力场分析,发现韧性剪切带出现了应力松弛现象,而与相邻的正常岩体则出现应力集中现象,对边坡稳定性影响较大。对边坡稳定性影响最大的是前四级开挖,尤其是韧性剪切带(1)-1的出露部位,边坡易从此处剪出破坏;通过刚体极限平衡法分析,得出边坡坡表的碎裂松动岩体和韧性剪切带(1)-1出露部位岩体在暴雨条件下稳定性较差,存在局部甚至整体失稳破坏的可能。

关键词：班达水电站韧性剪切带岩体结构边坡开挖变形破坏模式稳定性

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耀州区斜坡变形破坏模式及其机理分析

耀州区斜坡变形破坏模式及其机理分析

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作者：王雪野长安大学

学位级别：硕士

耀州区位于陕北黄土高原南缘，是关中平原与渭北高原接壤地带，地表地形破碎，加之地表大面积为黄土覆盖，特殊的地质条件使得研究区地质灾害多发，频发。而分布最广，数量最多，潜在影响最大的当属斜坡类地质灾害。而如何确定地质灾害... 详细信息

耀州区位于陕北黄土高原南缘，是关中平原与渭北高原接壤地带，地表地形破碎，加之地表大面积为黄土覆盖，特殊的地质条件使得研究区地质灾害多发，频发。而分布最广，数量最多，潜在影响最大的当属斜坡类地质灾害。而如何确定地质灾害的灾害效应？如何选择合理的灾害治理方法？一直是众多学者和灾害防治管理者面临的难点问题。要解决此问题，查清斜坡变形破坏模式至关重要。因此，本文依托国土资源大调查项目，以实际调查资料为依据，对研究区斜坡变形破坏模式类型进行划分，并对其变形破坏过程机理进行研究，论文的研究成果对研究区地质灾害的防护与治理提供了重要的理论依据。首先，本文在分析研究区自然地理、地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质、岩土类型及其工程地质性质和人类工程活动的基础上，分析得出研究区斜坡主要变形破坏的地质力学模式有三种。其次，论文通过理论分析与数值模拟相结合的研究方法，对研究区最主要的三种变形破坏模式的机理与过程进行了重点研究。研究认为：（1）滑移（蠕滑）-拉裂模式在黄土+基岩型斜坡中多有发生。这类变形破坏多受软弱结构面控制，对水十分敏感。斜坡变形破坏过程中，坡体处于前缘受压后缘受拉的状态，多出现自上而下的拉裂缝，当裂缝贯通后，发生破坏形成滑坡。（2）滑移-压致拉裂模式多见于黄土塬边，由于作为隔水层的古土壤的存在，将会致使上部土体容重不断增加。这种特殊的岩土体结构导致其发生压裂后滑移。裂缝的发展一般为自下而上，裂缝贯通后形成滑面，以较低速度发生滑移，形成滑坡。（3）弯曲-拉裂多见于河谷内侵蚀岸一侧岩质斜坡。研究区岩体结构多为砂、泥岩互层，两者的差异性风化导致岩腔的形成，当砂岩层较薄时，多发生悬臂梁式的弯曲-拉裂，当砂岩层较厚时，多发生岩柱式的弯曲-拉裂。最后，以斜坡变形破坏过程与机理的研究为基础，针对不同类型的斜坡提出相对应的初步防治对策，并运用熵权多目标决策法优化防治对策，确定出有较高可信度的方案。

关键词：耀州区斜坡变形破坏模式破坏过程机理分析防治对策

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巴东组泥灰岩高切坡类型划分与变形破坏模式研究

巴东组泥灰岩高切坡类型划分与变形破坏模式研究

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作者：肖威中国地质大学（武汉）

学位级别：硕士

三峡库区大规模移民工程建设形成了大量的高切坡，据不完全统计，自第二期移民搬迁工程以来，库区对人民生命财产构成威胁的高切坡就达2700多处，分布在三峡库区十余个新建城镇。三峡库区岩土体类型多样，奉节、巫山、巴东一带广泛分布... 详细信息

三峡库区大规模移民工程建设形成了大量的高切坡，据不完全统计，自第二期移民搬迁工程以来，库区对人民生命财产构成威胁的高切坡就达2700多处，分布在三峡库区十余个新建城镇。三峡库区岩土体类型多样，奉节、巫山、巴东一带广泛分布巴东组泥灰岩地层，广泛分布的巴东组泥灰岩工程地质性质较差，分布在此地层中的泥灰岩高切坡稳定性引人关注，其变形破坏机制与防治技术需要进行重点研究，以便使防治措施更加经济、合理。本论文依托于中国科学院地质与地球物理研究所科研课题三峡库区三期地质灾害防治高切坡防护工程中的专题巴东组泥灰岩变形破坏机制研究项目，在野外地质调查的基础上，开展了巴东组泥灰岩高切坡岩体结构类型划分，构建了泥灰岩高切坡的工程地质模型，对变形破坏模式进行了探讨，最后用离散单元法(UDEC)对库区两类典型的高切坡进行了变形破坏全过程的数值模拟，数值模拟的结果验证了此前提出的变形破坏方式，并采用UDEC对典型工程防治措施进行了防治效果评价。主要工作与成果如下：\n (1)对巴东组泥灰岩岩体结构特征进行了探讨。结合野外地质调查资料，和已有的工程勘察资料，较全面地分析了巴东组泥灰岩地层里的结构面成因类型，分析了巴东组泥灰岩内原生结构面、构造结构面、次生结构面发育类型与特征，对某典型的高切坡采用测线法进行了野外结构面测量，对该高切坡岩体进行了二维结构面网络模拟，模拟结果显示，结构面产状服从正态分布，迹长、隙宽与间距服从负指数分布，RQD方面，0.1m块径时的RQD很大，RQD均超过90％，0.5～0.7m块径的RQD虽有所减小，但仍超过50％，该区块体块度较大。\n (2)划分了巴东组泥灰岩岩体结构类型。首先对组成巴东组泥灰岩高切坡的岩土组合类型进行了讨论，认为主要有上硬下软、软硬互层、层状硬岩、层状软岩等组合类型，巴东组地层中硬岩主要为泥质灰岩，泥灰岩等，软岩主要为泥岩、页岩等。对巴东组泥灰岩岩体结构类型划分采取经典的分类方法，吸取了古德振、孙玉科、孙广忠等老前辈对岩体结构类型划分的思路与方法，结合巴东组泥灰岩的岩体结构特征，将巴东组泥灰岩岩体结构类型划分为层状结构、层状碎裂结构、碎裂结构、散体结构。\n (3)构建了巴东组泥灰岩高切坡工程地质模型。首先对泥灰岩高切坡边坡结构类型进行了分析，采取已有的库区边坡研究成果，结合三期高切坡防治勘察资料，将库区高切坡边坡结构类型分为平叠坡、顺向坡、斜交坡、逆向坡，其中数量最多，危害最大的为顺向坡。结合泥灰岩高切坡岩体结构类型与边坡结构类型，全面分析奉节、巫山、巴东三地泥灰岩高切坡岩性与岩土组合特点，突出结构面在分类中的地位，结合泥灰岩易溶蚀、易风化的特点，考虑岩体结构与坡体结构依存关系，进行高切坡工程地质模型架构。划分了上硬下软层状、平缓软硬互层状、顺坡缓倾层状或顺坡层状碎裂、顺坡陡倾层状、反坡陡倾层状、碎裂结构、散体结构，共7种工程地质模型。\n (4)分析了不同泥灰岩高切坡工程地质模型相应的变形破坏模式。对7种不同的工程地质模型，采用古德振、张倬元等经典的斜坡变形破坏类型与过程理论，结合三峡库区巴东组边坡破坏模式已有研究成果，对巴东组泥灰岩高切坡进行了破坏过程探讨。\n (5)采用离散单元法对典型的顺向高切坡进行了变形演化过程的数值模拟。选择了巫山胡家包与巴东白岩沟作为顺层陡倾结构与顺层缓倾结构的典型代表，进行了变形破坏过程的数值模拟，模拟结果显示，顺层陡倾边坡主要的破坏模式为滑移-弯曲，顺层缓倾边坡主要的破坏模式为顺层滑移，验证了此前对于这两种类型所提出的变形破坏模式。采用基于离散单元法的UDEC软件对巫山胡家包高切坡的防治措施锚喷，进行了防治效果评价，结论为锚喷对高切坡稳定性具有显著的效果。对白岩沟高切坡，进行了考虑降雨影响的离散元数值模拟，结果显示，白岩沟高切坡变形破坏经过了2阶段，即蠕变与突变阶段，坡脚开挖使切坡产生了蠕变，而降雨使得边坡稳定状态发生突变，发生滑移破坏。降雨后，由于结构面力学参数降低，沿着坡体内的软弱面，发生大规模的滑移，从一个侧面反映了做好排水对边坡的重要性。

关键词：泥灰岩高切坡工程地质模型变形破坏模式离散单元法

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滇中红层地区边坡变形破坏模式研究

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路基工程 2007年第5期 102-104页

作者：李传宝程谦恭徐彩风西南交通大学土木工程学院四川成都610031

通过对边坡系统调查,结合岩土体介质特征,将"滇中红层"边坡岩体结构划分为硬质岩、软弱岩、软硬岩互层和堆积层(体)四类边坡,建立了各类边坡岩体结构的变形破坏模式,共12种。对应于不同的边坡破坏类型,采取有针对性的工程设... 详细信息

通过对边坡系统调查,结合岩土体介质特征,将"滇中红层"边坡岩体结构划分为硬质岩、软弱岩、软硬岩互层和堆积层(体)四类边坡,建立了各类边坡岩体结构的变形破坏模式,共12种。对应于不同的边坡破坏类型,采取有针对性的工程设计方案,有助于工程安全,节约投资。

关键词：滇中红层边坡变形破坏模式

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杂多县斜坡变形破坏模式及崩滑距预测研究

杂多县斜坡变形破坏模式及崩滑距预测研究

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作者：毋远召长安大学

学位级别：硕士

青海省杂多县位于青藏高原腹地，地质环境复杂，多种地质灾害频繁发生，尤其是潜在的斜坡类灾害对该地区的人员及财产安全具有更大的威胁。因此探索潜在不稳定斜坡的崩滑距计算方法，不仅能够为杂多县的斜坡灾害防治提供理论支持，而且... 详细信息

青海省杂多县位于青藏高原腹地，地质环境复杂，多种地质灾害频繁发生，尤其是潜在的斜坡类灾害对该地区的人员及财产安全具有更大的威胁。因此探索潜在不稳定斜坡的崩滑距计算方法，不仅能够为杂多县的斜坡灾害防治提供理论支持，而且可供其他类似地区斜坡的崩滑距研究参考借鉴。首先，本论文通过收集资料、野外调查和室内分析，结合杂多县地质环境背景，分析了杂多县斜坡灾害的发育类型和发育特征；研究了斜坡灾害的形成条件和影响因素。认为地形地貌、岩土体类型等内在因素对斜坡灾害的发育起着控制作用，降水、人类工程活动等外在因素对斜坡灾害的发育起着诱发和加剧作用。其次，在分析该地区斜坡灾害的特征的基础上，结合斜坡变形破坏的地质力学模式与运动模式，将斜坡变形破坏模式归纳为压剪滑移、拉剪倾倒和拉裂坠落三种模式。运用理论分析和数值模拟相结合的方法对典型实例的变形破坏机理和过程进行了详细研究。最后，以斜坡变形破坏模式为依据，选取典型斜坡，分别用经验方程、动力学及运动学方程两种方法对不同模式下斜坡崩滑距进行计算，并用离散元模拟法进行模拟，结果发现动力学及运动学方法计算结果接近于离散元模拟结果。同时用此方法计算已发生崩塌滑坡的崩滑距，结果与实际调查结果也吻合较好，因此认为动力学及运动学方法是该地区斜坡崩滑距预测的较理想方法。

关键词：不稳定斜坡变形破坏模式机理崩滑距杂多县

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小净距立体交叉隧道动力响应特征及变形破坏模式研究

小净距立体交叉隧道动力响应特征及变形破坏模式研究

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作者：雷浩兰州交通大学

学位级别：硕士

随着我国交通建设的迅猛发展,地上空间已基本被利用消耗殆尽,因此出现了大量近接交叉及地下工程,如公路—铁路、铁路—铁路、公路—公路及地铁隧道之间难免会出现结构交叉和空间交叉的情况。而对于小净距立体交叉隧道结构,在地震荷载作... 详细信息

随着我国交通建设的迅猛发展,地上空间已基本被利用消耗殆尽,因此出现了大量近接交叉及地下工程,如公路—铁路、铁路—铁路、公路—公路及地铁隧道之间难免会出现结构交叉和空间交叉的情况。而对于小净距立体交叉隧道结构,在地震荷载作用下会受到多种地震荷载效应的作用,导致其所产生的地震惯性力较大;同时由于围岩之间的相互影响较大,交叉隧道可能会成为全线最为薄弱的区段,若发生地震破坏,将会造成严重的后果。目前针对于立体交叉隧道在地震荷载作用下的模型试验研究还未取得实质性突破,且对立体交叉隧道动力学中地震波频谱特性的研究几乎处于空白。因此,为了研究立体交叉隧道在地震荷载作用下的破坏过程及复杂的动力响应特性,选取典型空间正交型及斜交型立体隧道开展了大型振动台模型试验。通过加速度、应变响应及频谱特性对地震波传播及能量分布特性进行了定量分析,并在此基础上对地震荷载作用下小净距立体隧道的动力响应特征及变形破坏模式进行了总结,最后通过三维数值模拟计算对振动台试验结果的合理性和准确性进行了验证。研究得到以下结论:(1)空间正交型及斜交型立体隧道的地震响应表现出不同的规律:对于空间正交型立体隧道,其拱顶处地震响应都表现出线性分布的特性,而上跨隧道仰拱处的加速度峰值呈现出非线性、非平稳性增大的特点。而对于空间斜交型立体隧道,上跨和下穿隧道拱顶处加速度峰值最大,呈“抛物线”分布;而仰拱处的加速度响应具有明显的趋表效应,沿水平向基本呈“弧形”分布。(2)不同于单一隧道围岩中加速度的放大效应,在立体交叉隧道工程中由于地震波会在两隧道之间进行反射及折射,在空间中产生加速度的“叠加效应”,导致在交叉区段围岩内的加速度响应异常增大,易成为隧道结构抗震的薄弱环节。(3)对于隧道的轴向应变响应,空间正交型上跨隧道的应变响应基本整体小于下穿隧道,而空间斜交型情况正好相反即上跨隧道的应变响应基本整体大于下穿隧道;说明交叉类型及角度会对立体隧道的地震响应产生一定影响,且两隧道净距越小,交角越小,其上跨隧道可能产生的变形及损伤越大。(4)低频小波分量的地震波在立体交叉隧道破坏过程中起主导作用;且随着输入地震波幅值的增大,出现“频率能量占比迁移现象”,即频率成分的能量占比逐渐由第一频段向第二频段迁移即由(0.1～6.26 Hz)迁移至(6.26～12.51 Hz),但仍由第一频带起主导作用。(5)空间立体交叉隧道模型的破坏具有明显地变形阶段:弹性阶段(0.1g～0.15g)、塑性阶段(0.2g～0.3g)及破坏阶段(0.4g～0.6g)。破坏变形由坡顶开始沿上跨隧道至下穿隧道出现裂缝,且上跨隧道的破坏程度较下穿隧道更为严重,同时拱顶处出现的裂缝更为集中;随着继续加载之后出现了由坡顶至上跨隧道顶部的贯通裂缝,坡体基本失稳,模型基本破坏。

关键词：立体交叉隧道大型振动台试验数值模拟计算动力响应变形破坏模式

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岩土质混合高边坡变形破坏模式及稳定性研究

岩土质混合高边坡变形破坏模式及稳定性研究

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作者：尹平长沙理工大学

学位级别：硕士

岩土质混合边坡是一类复杂特殊的边坡,其不同于一般的岩体,又不同于一般的土体,而是介于二者之间的一类特殊地质体。到目前为止,对于土质边坡、岩质边坡,其研究已较多,而对于岩土质混合边坡的变形破坏模式及稳定性,国内外研究的甚少,加... 详细信息

岩土质混合边坡是一类复杂特殊的边坡,其不同于一般的岩体,又不同于一般的土体,而是介于二者之间的一类特殊地质体。到目前为止,对于土质边坡、岩质边坡,其研究已较多,而对于岩土质混合边坡的变形破坏模式及稳定性,国内外研究的甚少,加之其特殊的工程性质,因此,对此课题的研究十分必要。本文以大浏高速第十四合同段典型岩土质混合边坡为研究对象,多次赴现场进行地质调查,收集原始边坡及开挖边坡的地形地貌特征、地质构造、岩体结构特征、变形破坏模式、边坡稳定性状况等第一手地质资料,从现场取得多组岩土样,进行了全风化残积土含水率、液塑限、直剪试验；岩石干湿循环抗压、变形模量、结构面剪切试验,以获得了岩土体的物理力学参数。在此基础上,利用离散元软件UDEC研究了水平、顺倾、直立、逆倾等各类层状岩土质混合边坡的变形破坏模式,并分析了各类影响因素如土层厚度、层面倾角及岩土体力学参数对该类边坡稳定性的影响。在以上计算分析的基础上,研究了K79+840-K79+950段典型岩土质混合边坡的变形破坏模式及稳定性,提出加固建议。最后,分析了现场监测数据,并与数值模拟结果对比,验证了数值分析的可行性。本文的相关结论,对大浏高速岩土质混合边坡及其它类似边坡工程的建设具有一定的指导意义和参考价值。

关键词：岩土质混合高边坡变形破坏模式稳定性 UDEC

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开挖诱发含顺倾软弱层的节理岩质边坡变形破坏模式研究

开挖诱发含顺倾软弱层的节理岩质边坡变形破坏模式研究

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作者：耿招中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

含顺倾软弱层的节理岩质边坡在外部扰动作用下极易失稳,进而可能造成巨大的经济损失与人员伤亡。开挖不仅直接降低了开挖面周围的支护力,还会引起边坡的应力重分布、应力分异、应力集中等效应,已经成为目前触发滑坡的常见因素。本文以... 详细信息

含顺倾软弱层的节理岩质边坡在外部扰动作用下极易失稳,进而可能造成巨大的经济损失与人员伤亡。开挖不仅直接降低了开挖面周围的支护力,还会引起边坡的应力重分布、应力分异、应力集中等效应,已经成为目前触发滑坡的常见因素。本文以戒台寺II边坡为工程依托,对开挖作用下含顺倾软弱层的节理岩质边坡的变形破坏模式进行了研究。在分析既有地质资料的基础上,通过高密度电法与钻探法相结合,查明了边坡的结构特征;通过现场节理信息调查与钻探岩心分析,基于Hoek-Brown经验准则确定了节理砂岩的抗剪强度、弹性模量及抗拉强度,采用大型剪切试验获得了软弱碳质泥岩的抗剪强度;最后,采用FLAC3D软件对边坡的开挖过程进行了三维数值模拟,分析了边坡的变形、塑性区、应力及稳定系数随开挖过程的变化特征,得到以下结论:(1)边坡在开挖作用下的变形破坏模式与坡体结构密切相关,其变形破坏主要受断层及碳质泥岩夹层控制,开挖导致的碳质泥岩夹层出露及卸荷回弹效应,是诱发滑坡的直接原因,且第5级、第7级与第9级坡面的开挖对于边坡稳定性的影响较大。(2)边坡在开挖作用下表现为沿多级碳质泥岩夹层的牵引破坏模式。前缘坡体由于软弱夹层的暴露及卸荷回弹效应,发生滑动变形,进而牵引后缘坡体滑动。整个滑坡体以3个拉张裂缝为界分为4个滑块,且每个滑块都以碳质泥岩夹层为主要滑动面。这种变形破坏模式为后续的加固措施设计提供了依据,同时可为类似的边坡工程提供参考。(3)提出的加固部位与加固时机优化了边坡的加固设计方案。采用“预应力锚索+锚索抗滑桩”的组合加固措施可以有效防止该类边坡发生大规模的变形破坏。断层与碳质泥岩夹层应作为重点控制对象。坡体开挖前,建议在出露于地表的F2断层附近、第4级与第8级坡面分别布置一排锚索抗滑桩来补偿开挖体对边坡的支撑作用;坡体开挖过程中,建议在第3级、第4级、第7级与第8级坡面设置预应力锚索进行主动加固,使其与锚索抗滑桩组成联合加固措施,共同抵抗沿碳质泥岩夹层的滑动推力。

关键词：岩质边坡变形破坏模式节理岩体软弱夹层开挖扰动

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