岩质边坡变形量预警标准分析
基于变形监测预警阈值的岩质边坡安全系数求解方法
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岩质高边坡变形监测技术研究
图 1 边坡 监测系统设计 示意图
变形监测采用独立的三维 坐标 系 ,坐标 原点为测
国家 自然科学基金西部重点项 目 (0 0 0 7 。 9 2 20 ) 王 广 军 ,男 ,硕 士 研 究 生 。
量基准点 A ,其 坐标起 算 数据 为 A 0 0 0 ( , , ),平 面 坐 标系 坐标 轴 方 向为垂 直 于线路 方 向并 指 向边 坡外 侧 ,l , 坐标轴方 向为两个基准 点的连线 ( 基本 平行 于
其余 边坡岩体破碎 ,节理裂 隙发育 。为保 证坡体长期 稳定 和公 路 的安 全 畅通 ,需对 整个 坡 体进 行 加 固整 治 。处 治方案 :清顺坡面及坡面局部危 岩 ,坡 顶设截 水沟 ,坡脚设 置挡墙 ;K 7 8+ 5 2 7 30~+40段 ,挂 网 6 喷混凝 土 +垫墩锚杆 ;K 7 8+ 6 27 4 0~ + 8 40段坡面挂 主动拦 护网 +垫墩锚 杆 ;K 7 8+ 8 2 7 4 0~+ 0 5 0段边坡 较缓 ,距调整后 的公路 中线较远 ,不需防护。
影 响 1 工 程 概 况
+5 +0 3 0~ 5 0段 ,最大边 坡高度 为 3 7m,设计 坡率
为 1: . 0 5~1: . 5 2 7 0 7 。K 7 8+30~+4 0段 主要 为 5 6 碎块石 土 ,K 7 8+ 6 2 7 4 0~+45段 为大块 状花 岗岩 , 8
表层 位移的大小 、方位及 发展趋 势 ,判别坡体是 否处 于稳定以及边坡防护措施是否合 理。 监测系统采用大地测量法进行 。在 公路外侧设 置 两处基准 点 ,基 点 之 间 约 距 10 m。监 测 点 布 置 在 0 K 78+35 + 2 、 +40断 面 的坡 口线 、坡 脚挡 27 8 、 40 8 墙内侧和坡体 中下部 ,共 9ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。监 测点 与基点距 离 5 0 20m,满 足布网要求 ,见 图 1 0 。
山区高速铁路岩质边坡变形分析
D e f o r ma t i o n a n a l y s i s o f r o c k s l o p e d u r i n g c o n s t r u a t i o n f o mo u n t a i n o u s h i g h s p e e d r a i l wa y
( T i a n j i n I n s t i t u t e o f U r b a n C o n s t r u c t i o n , T i a n j i n 3 0 0 3 8 1 , C h i n a )
Ab s t r a c t :Ai mi n g a t t h e h i g h s l o p e o f h i g h s p e e d r a i l wa y, t h e h o i r z o n t a l a n d v e r t i c a l d i s p l a c e me n t o f t h e r a i l w a y r o c k s l o p e wa s c o mp u t e r e d d u i r n g c o n s t r u c t i o n .T h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e t o t a l d i s p l a c e me n t i s n o t g r e a t a n d t h e
刘 克玲
( 天 津城 市建设 学 院 , 天津 3 0 0 3 8 1 )
摘 要: 针对 某高速铁路 高边坡 , 计 算了施 工过程 中水平位 移与垂直位移。研 究结果表 明 : 边坡总位移 不大 , 主要 为垂 直位
移( 由于开挖 卸荷 引起 的回弹) 。位移最大值发 生在 最后施 工阶段 ; 地 下水存在使 向坡 外水平位移增 大 , 向坡 内位移 减 小;
工程地质学-第六章岩质边坡
综合评估
综合多种方法对加固后的边 坡进行评估,得出较为准确 的评估结果,为后续的工程 设计和施工提供依据。
04 岩质边坡的监测与预警
监测内容与方法
变形监测 通过测量边坡的位移、倾斜、沉 降等参数,评估边坡的稳定性。 方法包括全站仪测量、GPS监测、 裂缝尺等。
声波监测 利用声波在岩石中的传播速度和 波形变化,判断边坡内部的裂隙、 破碎带等结构特征。
准确性和完整性。
数据处理与分析
03
建立数据处理中心,对采集的数据进行实时处理、分析,提取
关键信息,为预警提供依据。
预警系统运行与维护
数据采集与传输
确保传感器正常运行,数据能够实时、准确地传输到数据处理中心。
预警阈值调整
根据实际监测数据和工程经验,适时调整预警阈值,提高预警的准 确性和可靠性。
系统维护与升级
稳定性计算模型
01
02
03
极限平衡法
基于力的平衡原理,通过 计算岩体的滑动力和抗滑 力,评估边坡的稳定性。
有限元法
通过建立边坡的有限元模 型,模拟岩体的应力分布 和变形过程,预测可能的 破坏模式和稳定性状况。
离散元法
针对岩体的离散性质,模 拟岩块之间的相互作用和 运动过程,评估边坡的整 体稳定性。
工程地质学-第六章岩质边坡
目录
• 岩质边坡的定义与分类 • 岩质边坡的稳定性分析 • 岩质边坡的加固与防护 • 岩质边坡的监测与预警 • 岩质边坡工程实例分析
01 岩质边坡的定义与分类
定义
总结词
岩质边坡是指由岩石构成的边坡,其稳定性对工程安全至关重要。
详细描述
岩质边坡是由各种岩石(如沉积岩、岩浆岩、变质岩等)构成的边坡,其特点是岩石的物理、化学和力学性质较 为稳定,不易发生风化、侵蚀等现象。岩质边坡的稳定性对于工程安全具有重要意义,特别是在山区、河流两岸 等地区,岩质边坡的稳定性问题尤为突出。
岩质边坡变形破坏的防治措施
岩质边坡变形破坏的防治措施岩质边坡的变形和破坏是地质灾害中常见的一种形式。
为了防止和减轻岩质边坡的变形和破坏,需要采取一系列的防治措施。
以下是一些常见的岩质边坡变形破坏的防治措施:地质勘察和监测:进行全面的地质勘察,了解岩体的结构、岩性、节理裂缝等情况。
配备岩体监测系统,包括位移监测、裂缝观测等,实时监测岩体的变形情况。
排水措施:设立排水系统,通过排水沟、排水管道等方式排除降雨、地下水等引起的水分。
防止水分渗入岩体内部,减少水力压力对边坡的影响。
加固和支护:使用锚杆、喷射混凝土、植物根系等方式加固和支护岩体。
在边坡上设置挡土墙、挡石墙等结构,减缓岩体的坡度。
植被覆盖:在岩质边坡上进行植被覆盖,通过植物的根系加固土层,减缓水分渗透,降低坡面产生的径流速度。
植被也有助于减缓岩体的风化和侵蚀,提高抗冲蚀能力。
岩体裂缝处理:对岩体中的裂缝进行填充,采用适当的材料填充裂缝,提高岩体的整体稳定性。
使用灌浆技术对较大的裂缝进行处理,加强岩体的连接。
负荷降低:通过移除坡顶的部分岩体,减轻边坡的荷载,降低岩体的应力水平。
合理规划工程布置,避免集中载荷作用于岩体的局部部位。
工程结构优化:在岩质边坡的工程设计中,采用适当的坡度和结构形式,以减小岩体的应力。
选择合适的工程方式,避免对岩体产生过大的振动和影响。
预警和应急预案:建立岩质边坡的预警系统,对于可能发生变形和破坏的情况,提前进行预警。
制定详细的应急预案,包括疏散方案、抢险措施等,以降低潜在的灾害损失。
在实际应用中,针对具体的岩体特征和地质条件,防治措施需要综合考虑,可能需要专业的地质工程师和岩土工程师进行详细的分析和设计。
岩质边坡的坡体结构及变形破坏模型探讨
岩质边坡的坡体结构及变形破坏模型探讨岩质边坡稳定性的一个主要控制因素是坡体结构,分析坡体的稳定性,首先要查清坡体结构,从而方可判断坡体的变形分析模型与变形发展趋势和稳定状态。
岩质边坡的坡体结构主要可分为层状(含似层状)、块状、破碎和散体状坡体结构四大类。
1、层状(含似层状)坡体结构坡体一般由相互平行的岩层构成,层与层之间为贯通性较好的多成因结构面,坡体岩性可以是单一的,也可以是多层、互层或夹层的。
此外类坡体包括沉积岩(如砂泥岩、页岩、灰岩等)、部分变质岩(如片麻岩、片岩、板岩等)及沉积型火山岩(火山角砾岩、凝灰岩等)。
其中最为常见的是沉积岩。
层状(含似层状)坡体结构是不连续介质模型,坡体在结构上、岩性组合上往往是不均一的,为典型的各向异性结构,坡体的稳定性主要取决于层间结构段的性质与临空面的配套组合。
层状(含似层状)坡体结构可以形成近水平层状、斜交状、顺倾状或反倾状边坡。
一般情况下反倾状、水平状坡体结构的边坡稳定性相对较好。
而顺倾状坡体往往稳定性较差,尤其是存在层间软弱夹层时,层面的力学性质将大幅降低,坡体的稳定性将大幅降低。
此外,对于层状与临空面倾向处于斜交状态的坡体结构,其稳定性与层面和临空面的夹角有直接关系。
夹角越大,稳定性相对越好;夹角越小,稳定性相对就越差。
因此,有的规范将层面和临空面的夹角以40~45°为界划分边坡是否属于顺层的分界点。
对于层状的反倾状坡体变形模型,多为依附于多组结构面的追踪形成贯通性结构面所致,是为切层变形;水平状坡体则多为依附于层间软化、泥化层形成平推式或错落式变形体模型,这在四川盆地的红层地区是比较常见的。
2、块状坡体结构块状坡体结构主要由厚层、巨厚层沉积岩、岩浆岩或部分变质岩组成。
常见的有厚层或巨厚层的砂岩、砾岩、灰岩,花岗岩、闪长岩、玄武岩、大理岩、石英岩等。
块状坡体结构完整性较好时可近似为均一连续的弹性介质模型,而当坡体中存在发育较好的结构面、小断层等时表现为不连续介质模型。
岩质边坡变形量预警标准分析
岩质边坡变形量预警标准分析作者:王超来源:《科技资讯》2011年第10期摘要:随着三峡移民工程的进行,三峡库区出现了大量人工岩质边坡。
选用合适的方法对库区边坡进行稳定性分析就显的尤为重要。
本文数值模拟了三峡库区16处岩质边坡,通过对边坡岩土体材料参数的折减,用基于强度折减原理的Midas-GTS软件进行计算,获得边坡的安全系数和边坡濒临破坏时最大位移量。
并将边坡变形量作为评价边坡稳定性的重要指标。
关键词:边坡变形量预警数值模拟强度折减法中图分类号:P642 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)04(a)-0000-001引言在一般的边坡应力场数值分析中,都是通过改变摸型边界上的应力分布形式和大小来拟合摸型内实测应力点处的应力状态,从而确定边坡的最终应力场[1] 。
岩体变形参数通过岩块的损伤折减确定,通过弱化处理岩体的强度参数,将折减后的岩体变形参数和弱化处理后的强度参数用于数值模拟[2]。
在如今的数值模拟中,通常改变边坡的某些性质或外部环境,来人为的制造“边坡破坏”。
本数值模拟就是降低岩土体的物理力学参数,改变边坡安全系数,以达到观察边坡在降低安全系数的过程中边坡的局部最大位移的变化,找出边坡发生破坏时的最大位移量。
2计算方法目前认为在对强度参数折减的同时应对变形模量作相应调整并设计出变形参数的具体折减,同时也有必要对弹性模量和泊松比进行折减,并在假定土体应力—应变关系满足双曲线模型和Mohr—Coulomb准则的基础上,给出了变形参数的具体折减公式[3]。
本文基于有限元软件Midas-GTS,采用强度折减有限元方法对边坡稳定性进行考察,着重分析了弹性模量、粘聚力和摩擦角的联合变化对边坡安全系数、特征点位移的突变性、塑性区域的贯通性等因素的影响。
3计算实例3.1研究区工程地质概况三峡库区地处四川盆地与长江中下游平原的结合部,跨越鄂中山区峡谷及川东岭谷地带,北屏大巴山、南依川鄂高原。
岩质边坡稳定性分析及变形预测研究的开题报告
岩质边坡稳定性分析及变形预测研究的开题报告一、选题背景岩质边坡在自然界和工程实践中普遍存在,其稳定性和变形特征研究对于工程建设和生态保护都具有重要意义。
岩质边坡的失稳和变形会导致土石流、崩塌等灾害,给人类的生命和财产带来严重威胁。
因此,深入研究岩质边坡的稳定性和变形特征,寻找有效的防止和治理手段,具有重大的理论和现实意义。
二、研究内容本研究旨在通过对岩质边坡失稳机理、变形特征、危险性评价等方面的分析研究,提出一种基于数值模拟的岩质边坡稳定性预测方法,并针对不同情况下的变形特点,探索合理的岩质边坡整治和防治措施。
具体来说,本研究主要包括以下内容:1.岩质边坡失稳机理分析:归纳总结岩质边坡失稳发生的基本机理,探讨各种因素对岩质边坡稳定性的影响,建立相应的理论模型。
2.岩质边坡变形特征分析:对不同类型的岩质边坡进行监测观测,针对不同情况下的岩质边坡变形特点进行分析,归纳总结其变形机理及规律。
3.岩质边坡稳定性数值模拟:建立基于数值模拟的岩质边坡稳定性预测方法,选择合适的数值方法和软件工具,对不同情况下的岩质边坡稳定性进行数值模拟分析。
4.岩质边坡整治与防治措施:根据岩质边坡的不同变形特征和稳定情况,探索适宜的岩质边坡整治方法和防治措施,提出科学合理的岩质边坡防治方案。
三、研究意义本研究旨在深入探究岩质边坡的稳定性和变形规律,为工程建设和生态保护提供科学的参考意见。
研究成果将为岩质边坡工程设计和施工提供重要的技术支撑,为做好岩质边坡治理和防治工作提供可靠的依据。
四、研究方法本研究采用综合研究方法,结合野外调查、实验室测试、数值模拟等手段,对岩质边坡的稳定性和变形特征进行分析和研究。
具体来说,采用现代数值模拟技术,利用有限元、边界元、松弛网格等数值分析方法,分析岩质边坡在不同情况下的稳定性和变形特征,对岩质边坡的稳定性预测和工程治理提供科学依据。
五、预期成果本研究预期取得如下成果:1.深入掌握岩质边坡的失稳机理和变形规律,提出相应的理论模型。
岩质边坡的变形和破坏特征
岩质边坡的变形和破坏特征
岩质边坡是指由岩石组成的边坡,具有较高的强度和较低的可变形性。
然而,岩质边坡仍然存在一定的变形和破坏特征,主要包括下面几个方面:
1.层理面滑移:岩石中存在着不同层理面的存在,当边坡上的岩石层
理面滑动时,会导致边坡的变形和破坏。
这种滑移主要是由于接近边坡的
岩层上存在的裂隙和推力等因素所引起的。
2.质体滑移:边坡中的岩石质体在自身重力作用下发生滑动,导致边
坡的变形和破坏。
这种滑移通常发生在岩坡上的一种或多种间隙、裂隙或
层理面中,形成了岩体的滑移面。
3.岩石破碎:当岩石的内部强度低于外力引起的应力时,岩石会发生
破碎,导致边坡的变形和破坏。
这种破碎主要是由于边坡上的应力集中引
起的。
4.应力弛放:边坡上的岩石在外力作用下发生弹性变形,当外力消失时,岩石会恢复原有的形态。
然而,由于边坡上的岩石具有一定的不均匀
性和异质性,可能存在一些弱点和缺陷,这些地方容易产生应力弛放,导
致边坡的变形和破坏。
5.水力作用:当岩石中存在水分时,水分会渗透到岩石裂隙中,引起
边坡的变形和破坏。
这种水分产生的变形和破坏主要是由于水分的质量变
化引起的,例如水分冻胀引起的边坡冻融变形和破坏。
综上所述,岩质边坡的变形和破坏特征主要包括层理面滑移、质体滑移、岩石破碎、应力弛放和水力作用等。
了解和分析这些特征对于科学评
估岩质边坡的稳定性和进行边坡治理具有重要的意义。
边坡稳定性分析与评价基本要求及注意事项
边坡稳定性分析与评价基本要求及注意事项2013-08-03 11:35 来源:中国岩土网阅读:58简要对边坡勘察中技术要求及盲点、注意事项进行了阐述。
一、主要执行规范《建筑边坡工程技术规范》(GB50330)。
二、边坡稳定性分析方法(一)《规范》第5.1.2边坡稳定性评价应在充分查明工程地质条件的基础上,根据边坡岩土类型和结构,综合采用工程地质类比法和刚体极限平衡计算法进行。
(二)《规范》第5.2.2边坡稳定性计算方法,根据边坡类型和可能的破坏形式,可按下列原则确定:1、土质边坡和较大规模的碎裂结构岩质边坡宜采用圆弧滑动法计算;2、对可能产生平面滑动的边坡宜采用平面滑动法进行计算;3、对可能产生折线滑动的边坡宜采用折线滑动法进行计算;4、对结构复杂的岩质边坡,可配合采用赤平极射投影法和实体比例投影法分析;5、当边坡破坏机制复杂时,宜结合数值分析法进行分析。
这里需要说明的是:1、碎裂结构岩质边坡在三峡库区滑动机理比较复杂,需要用多种计算方法计算分析。
首先采用工程地质类比法,看附近有无此类边坡或治理工程先例,结合建设区边坡对比已有边坡或治理工程调查分析相同点、差异点。
2、对永久边坡,应考虑岩体抗剪强度随时间减低的时间效应。
对岩体内摩擦角、岩体粘聚力按时间效应系数校正。
这点可参照重庆市地标执行。
3、要考虑水对岩土体的软化作用。
水下部分岩土体重度取浮重度。
边坡稳定性必须要按常规、饱水两种状态计算稳定性。
4、边坡稳定性调查计算中要充分考虑岩体层间软弱面或较大裂隙的破坏作用。
三、工作中注意事项1、调查前期已经形成的人工边坡类型、性状、形态;有无发生边坡滑移坍塌破坏。
调查边坡岩土自稳坡角范围值。
2.详细调查本次工作人工边坡类型、性状、形态:高度、、坡角、长度等。
3、岩质边坡(含碎裂结构)确定边坡岩体的等效内摩擦角。
边坡岩体等效内摩擦角按《规范》附录条文说明4.5.5条公式计算。
4、土质边坡通常采用圆弧滑动法计算,岩质边坡通常采用极限平衡法计算。
岩质边坡滑坡的成因分析及防治措施
岩质边坡滑坡的成因分析及防治措施摘要:针对岩质边坡的滑坡现象,分析研究了岩质边坡的滑坡的形成过程、条件及影响因素,并提出有效的防治措施。
关键词:岩质斜边坡;滑坡;成因分析;防治措施我国地域辽阔,地质条件复杂,在工程建设中常遇到岩质边坡变形失稳,造成滑坡事故,给人们的生命和财产造成无可估量的损失。
因此,我们有必要对滑坡的成因进行分析并加以防治。
一、岩质边坡滑坡的成因分析边坡是指地壳表面一切具有侧向临空面的地质体,是地表广泛分布的一种地貌形式。
按成因可分为未经人工破坏改造的天然边坡和经人工开挖或改造形状的人工边坡。
按岩性组成可分为土质边坡和岩质边坡。
这里我们只对岩质边坡变形滑坡加以分析。
(一)岩质边坡滑坡的形成过程斜边坡形成后,在新的应力条件下,坡体将发生局部或整体的变形和破坏,以达到新的平衡。
从斜边坡形成起,它就处在不断的变化过程中,并通过变形发展为破坏。
其主要特征为是否形成连续贯穿性破裂面。
这个变形破坏的过程可以是漫长的(如自然边坡的发展变化过程),也可以是短暂的(如人工边坡的形成)。
1、斜边坡的变形斜边坡变形以坡体未出现连续贯通性破坏面为特点,但在坡体各个局部,特别在坡面附近可能出现一定程度的破裂和错动。
但从整体看,并未产生滑动破坏,其表现为松动和蠕动。
斜边坡松动的表象为斜边坡形成初期,坡体表面常常出现一些与坡向近于平行的陡倾角张开裂隙,被裂隙切割的岩体便向临空方向松开、移动的过程。
其实质是一种卸荷回弹的过程和现象斜边坡蠕动是岩土体在自重应力长期作用下,向临空面的缓慢而持续的变形。
它大致分为表层蠕动和深层蠕动。
其实质是岩土体内部的一种缓慢的调整变形,是趋于破坏的发育过程;当应力值接近或超过岩土体抗剪强度时,斜边坡才会加速蠕动,最终形成破坏。
2、斜边坡的破坏斜边坡在蠕动初期回出现张性羽裂,将转折端切断;继续发育,就形成次剪面,并伴有架空现象;进一步便会形成连续滑动面。
滑动面一旦形成,当推滑力超过抗滑力时,被分割的坡体便以一定的加速度滑移,脱离母岩,形成滑坡。
地震荷载下反倾层状岩质边坡倾倒变形破坏规律及数值模拟研究
地震荷载下反倾层状岩质边坡倾倒变形破坏规律及数值模拟研究随着地震活动的加强,边坡变形破坏问题日益受到重视,而反倾层状岩质边坡的变形破坏问题是工程重大的安全隐患。
为了对反倾层状岩质边坡的变形破坏规律有更深入的了解,本文以地震荷载下反倾层状岩质边坡倾倒变形破坏规律为研究目标,结合数值模拟分析技术,研究反倾层状岩质边坡的变形破坏特点,构建的边坡变形破坏的数学模型,探讨了反倾层状岩质边坡变形破坏规律及其机制。
一、反倾层状岩质边坡的基本特性反倾层状岩质边坡是指由反倾型岩层所组成的单面边坡,比较常见于孤立山脚或峰顶,具有极强的抗剪切能力,形成较大的地层破坏及崩塌,唯独反倾层状岩质边坡在构造上有较大的不稳定性,经受地震荷载作用,会发生变形破坏,因此引起了一系列的安全隐患。
二、反倾层状岩质边坡变形破坏特点反倾层状岩质边坡在受地震荷载作用时,会发生较大的变形破坏,主要表现为边坡下部出现大片滑移,上部变形破坏加剧,沿反倾层大面积错移变形,形成长体状块状倾倒破坏,且变形破坏区域大小依据受力状态及反倾层构造参数有所区别。
三、数值模拟计算针对反倾层状岩质边坡的变形破坏,本文采用数值模拟的方法,建立集体三维有限元模型,通过变形有限元分析,分析反倾层状岩质边坡在不同荷载作用下变形破坏特性。
计算结果表明,边坡受地震荷载作用时,反倾层下部会发生大片滑移,随着荷载作用的加剧,滑移量会逐渐增大,长体状块状变形装入的深度也会出现相应的变化趋势,滑移量及变形破坏的深度都会受反倾层构造参数的影响。
四、反倾层状岩质边坡变形破坏规律及机制探讨根据数值模拟分析结果,反倾层状岩质边坡在受地震荷载作用时,主要表现为边坡下部出现大片滑移,上部变形破坏加剧,沿反倾层大面积错移变形,形成长体状块状倾倒破坏等特征;而其变形破坏规律主要受反倾层构造参数及受力情况影响。
由此可以推断,如果可以控制反倾层构造参数及受力状态,则可以有效避免反倾层状岩质边坡的变形破坏,进而达到安全可靠的边坡稳定性。
分析岩石高边坡的时效变形分析及其工程地质意义
分析岩石高边坡的时效变形分析及其工程地质意义摘要:在现实施工过程中,会经常对岩石高边坡的时效变形状况进行研究。
基于此,本文首先对岩石高边坡时效变形相关内容介绍;其次说明了岩石高边坡变形破坏机制;最后提出了岩石高边坡时效变形工程地质意义,希望能够给同行带来一定帮助。
关键词:岩石高边坡;时效变形分析;地质意义引言岩石高边坡的时效变形分析一直是社会广泛关注的热点话题。
为了确保岩体的稳定性,应对不同区域的地质特征和数据信息进行综合评估,根据最后评估结果及时发现岩石高边坡失稳不良现象,通过多元管控措施完善并优化边坡时效变形分析方法。
1.岩石高边坡时效变形相关内容介绍1.1岩石边坡变形分析方法(1)常见统计模型据有关资料显示,多元回归法、逐步回归法及加权回归法是构建完整统计模型的主要方法,相关人员通过实地考察后发现,导致岩石产生边坡外界客观影响因素相对较多,例如,岩石周围的天气温度及外界荷载变化都是其主要的边坡变形因素之一,为了有效排除外界环境因素造成的岩石监测数据信息相对准确,在实际的岩石边坡变形过程中,管理人员应充分考虑时效变形等相关条件,结合时间等因素考量对岩质边坡产生的影响。
由于岩石材料出现蠕变效果是对岩质边坡变形内容分析的基础,经过专业人员大量模拟试验和应用探索表明,应依照岩石蠕变计算公式对岩质统计模型内容进行推导,例如,对岩石的蠕变函数进行综合了解后发现,主要分为3个基本模型,岩质边坡监测大多数会运用对数型函数“”,通过计算公式从而衍生了描述边坡时效变形的基本函数计算公式,具体如下[1]:(1)(2)(3)以上等式中,全部代表具体常数,在实际的工程应用中,可以通过以上三种模型计算方式来合理采用相关系数较高的监测统计模型。
(2)地表位移监测统计模型研究人员将岩质边坡各观测点的监测信息资料进行采集后,对以上(1)-(3)三个衍生模型进行建模处理后,对其时间因子lgt、t建立的统计模型效果最佳,相关模型计算公式为:(4)等式中,a、b、c代表相关常数,变量拟合值由代表。
倾倒变形体边坡变形监测与预警实例分析
收稿日期:20180819 第一作者简介:王海军(1976-),男,四川眉山人,工程师,从事水利水电工程安全监测工作。
65
次,2月 1日后,观测频次加密至每 2h观测一次。1 月 29日边坡高高程监测点首先出现平面合位移量 加大,位移速率从 6.5mm/d变为 11.2mm/d,1月 29日到 2月 3日期间,位移速率以 5mm/d左右的 速度递增,2月 3日已达到 24.6mm/d。监测单位连
大多数的倾倒变形体边坡失稳都能够从前期监 测数据中得到体现[4-5],通过外观监测数据,即位移 量、合位移方向等,能够直观地反映出边坡的失稳过 程[6]。因此通过高频次的外观数据来对不稳定倾倒 变形体边坡进行安全稳定评价,是一种有效的预警
预报手段。 本文通过对西藏某水电站导流明渠右岸边坡的
变形监测,预警到边坡整体失稳过程,对此倾倒变形 体边坡工程监测实例加以深入分析,以期为类似工 程提供借鉴。
1 工程概况
西藏某水电站所处河流流向呈 N50°E,河谷呈 “U”型宽谷,河谷宽约 50~80m。右岸岸坡残留Ⅱ 级阶地,阶地高程 3255~3256m,阶地下部为基岩 陡坎;内侧山体较雄厚,坡度 35°~40°,在高程 3300 ~3310m间分布有宽约 20~50m的缓坡平台。
水电站的导流明渠边坡位于右岸坝肩上游段, 坡顶高程 3300m,坡高约 100m。边坡岩体主要为 变质砂岩、硅质板岩和绢云母石英片岩,呈薄层状不 等厚互层,岩层走向为陡倾坡内。边坡于 2014年 6 月开挖,2015年 1月下旬开挖完成,除高程 3205~ 3233m段开挖边坡未支护外,其余边坡已经全部进 行系统支护,并且分别在高程为 3250m、3261m和 3267m处布置三排锚索,其中 2号公路以上为系统 支护公路边坡。
顺层岩质边坡变形破坏特征及稳定性分析的开题报告
顺层岩质边坡变形破坏特征及稳定性分析的开题报
告
题目:顺层岩质边坡变形破坏特征及稳定性分析
一、选题背景
边坡是地质灾害中造成严重经济损失的重要因素之一。
在顺层岩石中,由于天然的构造及周围环境的复杂因素,容易形成较为复杂的边坡
形态,对于其稳定性的研究具有重要意义,能够有效避免灾害的发生。
二、研究意义
本次研究旨在针对顺层岩质边坡的变形破坏特征及稳定性进行分析,在进行分析的过程中可以加深我们对于边坡稳定性相关特征的认识,为
边坡治理提供重要依据。
三、研究方法
本次研究将采用多种方法进行分析,其中包括现场实测、实验模拟
以及数值模拟等方法,通过研究分析边坡的稳定性,探究边坡何种因素
会影响其稳定性,了解边坡变形破坏的过程,进而为边坡治理工作提供
重要参考。
四、预期结果
通过对顺层岩质边坡稳定性的研究,我们预计可以提取出一系列稳
定性相关的特征指标,并且找出造成边坡破坏的主要原因,为未来边坡
治理提供重要依据。
同时,我们还将通过数值模拟的方式进行边坡稳定
性分析,预期得到数值模拟的精度。
岩质边坡有哪些变形和破坏特征?
岩质边坡有哪些变形和破坏特征?
岩质边坡中未出现贯通性破裂面之前,坡体的变化特征属变形持征;出现贯通性破裂面后的坡体特征属破坏特征。
其发展过程是:坡面及附近岩体松动(又称松弛张裂)岩体蠕动加速蠕动破坏。
其中,前三步的特征均属变形特征,最后一步的特征才是破坏特征。
1.变形持征
在边坡形成的韧始阶段,由于卸荷作用,岩体内的应力重新分布,使边坡表面及其附近岩体发生松动,形成表面张开裂隙,包括:回弹裂隙,坡面、坡项张裂带裂隙,坡脚应力集中带的张开裂隙。
岩坡发生松动后,降低了岩体的强度,在外力(主要是自重)作用下,岩体向自由面方向缓慢变形,称之为岩坡的蠕动。
如果坡体中的应力小于岩体的长期强度,坡体的蠕动逐渐减速,最后趋于稳定;反之,坡体蠕动加速,最终导致破坏。
2.破坏特征
由于边坡的破坏有各种各样的原因,而产生破坏后的形态和作用也极不一致,因而岩坡破坏形式的分类也是各种各样的。
从破坏的力学特征看,将常见的边坡破坏形式分为岩石崩塌、平移滑动、旋转滑动、岩块流动和岩层曲折五类。
露天矿边坡预警方法与预警系统总结标准
露天矿边坡预警方法与预警系统总结标准一、引言露天矿边坡是矿山工程中常见的一种地质灾害形式,边坡的不稳定性和失稳引发的滑坡、崩塌等事故往往给矿山带来严重的经济损失和生命财产安全威胁。
因此,研究和建立可行的边坡预警方法和预警系统具有重要的意义。
本文将对露天矿边坡预警方法与预警系统进行总结,并给出相应的评价标准。
二、边坡预警方法1. 监测方法边坡的监测是进行预警的基础,可以采用测量仪器对边坡进行实时监测,如倾斜仪、变形仪、位移计等。
这些监测方法可以及时发现边坡的变形和变化趋势,为预警提供必要的数据支持。
2. 特征识别方法边坡的失稳通常会伴随一些特征,如裂缝、渗水等。
通过对这些特征的识别和分析,可以判断边坡的稳定状态。
常用的特征识别方法有地质调查、地震监测、岩石力学参数测试等。
3. 数学模型方法数学模型方法通过建立边坡稳定性的数学模型,通过模型计算来推断边坡的稳定性。
常用的数学模型有极限平衡法、有限差分法、有限元法等。
数学模型方法可以对较复杂的边坡进行分析和预测,提供较准确的预警结果。
三、预警系统建设边坡预警系统是通过对监测数据和特征识别结果进行分析和处理,给出预警信息并进行相关的应对措施。
一个好的预警系统应具备以下几个方面的功能:1. 数据采集与处理预警系统应能实时采集监测数据,并对数据进行处理和分析,提取有用的信息。
2. 预警模型建立通过对监测数据和特征进行分析,建立边坡稳定性的预警模型,可以对边坡的稳定状态进行实时预测。
3. 预警信息发布预警系统应能将预警信息及时准确地发布给相关人员,以便采取应对措施。
4. 应对措施选择预警系统应能根据预警结果给出相应的应对措施,并提供可操作性建议。
5. 预警效果评估预警系统应能对预警效果进行评估,及时调整和改进预警方法和系统。
四、评价标准对于边坡预警方法与预警系统的评价,可以从以下几个方面进行考虑:1. 预警准确性预警方法和预警系统的准确性是评价一个预警系统的关键指标。
顺层岩质边坡的变形破坏特征及防治措施研究
顺层岩质边坡的变形破坏特征及防治措施研究发表时间:2020-12-29T14:29:44.423Z 来源:《基层建设》2020年第25期作者:杜康[导读] 摘要:以万源市某顺层岩质边坡的勘查成果为基础,论述了边坡的变形破坏特征,并对该边坡进行了赤平投影分析和平面滑动法计算,在计算成果的基础上提出了针对性的防治措施。
四川蜀东地质勘察设计研究院有限公司四川达州 635000摘要:以万源市某顺层岩质边坡的勘查成果为基础,论述了边坡的变形破坏特征,并对该边坡进行了赤平投影分析和平面滑动法计算,在计算成果的基础上提出了针对性的防治措施。
关键词:顺层;岩质边坡;变形;锚索格构 0 前言万源市达陕高速路茶垭站出口处一岩质边坡在分级放坡施工过程中,由于强降雨的影响,导致该边坡发生了变形破坏,对坡脚拟建道路和学校构成了威胁,为消除隐患,对该岩质边坡进行稳定性分析并采取针对性的治理措施是十分必要的。
1地质环境特征该岩质边坡位于万源市达陕高速路茶垭站出口处斜坡地带,属构造侵蚀、剥蚀低山丘陵地貌区。
边坡区段斜坡为单面斜坡,坡向东北,因修建市政道路,斜坡进行了分级放坡。
整个区域出露地层主要为第四系全新统人工填土层(Q4ml)、坡残积层(Q4dl+el)、侏罗系中下统白田坝组(J1-2b)、三叠系中统巴东组(T2b)地层,岩质边坡裸露基岩主要为白田坝组(J1-2b)粉砂岩,黄灰色、青灰色,中-粗粒结构,厚层状构造,层理较发育,层间结合度差。
钻探揭露区内粉砂岩岩体破碎,节理裂隙发育,裂面平直且多见水锈,局部裂隙面及层理面可见碳质体。
边坡位于什字坝复式背斜近轴部北东侧,处于不同构造单元结合部位,属复合构造反接亚区,区域地质构造较复杂。
区内断裂构造、褶曲不发育,新构造运动表现为以构造剥蚀、侵蚀为主。
受构造挤压影响,场内岩体以较破碎为主,裂隙发育,岩层产状为29°∠26°。
场区粉砂岩构造节理较发育,主要发育2组节理裂隙。
顺层岩质边坡变形破坏规律的分析
塑性 有 限元计算 中将 岩 土体强 度参数 逐 渐降低 直 到
其 产生 破坏 , 程序 可 以 自动根 据 其 弹塑 性 计算 结 果
丰富 了边 坡 稳 定 性 研 究 的 内 容 。郑 颖 人 等 ] 用 利
有 限元强 度 折 减 法 对 节理 岩 质 边 坡 进 行 稳 定 性 分 析, 为节理 岩质 边 坡 稳定 分 析 开 辟 了 新 的路 径 。刘
解联 库 杨 小聪 杨 天 鸿2唐 春 安2 郭 利 杰 , , , ,
(. 1 北京矿 冶研 究总 院 , 京 1 0 4 ; 2 东 北大 学 资源 与土 木工程 学 院, 阳 1 0 ) 北 0 4 . 0 沈 0 4 10
摘 要 : 使用 R P F A边坡版有限元分析程序分析含软弱结构面的顺层岩质边坡 的变形破坏情 况。结果 表明 边 坡 的 破 坏 主 要 是 沿 滑 动 面 附近 的软 弱 结 构 面 萌 生 并 扩展 , 多 组 软 弱 结 构 面 的顺 层 岩质 边 坡 下 沉 曲线 具 有 星 阶梯 式 变 化 的特 征 。 这 对 在 安 含
状态 与 边 坡 面 的相 互 关 系 。冯 君 等 ] 用 多 层 采 结构模 型 , 影 响顺 层 岩 质边 坡义 。张 菊 明等 ] 给
从 动力学 角度 对 层状 岩 体 边 坡 的稳 定 性 进行 研 究 ,
附近软 弱结构 面 进行 的 , 到 了一 些 新 颖 的 和有 意 得
义 的结 论 。
1 RF A 边 坡 版 分 析程 序 简介 P
所用 的 R P F A边 坡 版是 可 以分 析 岩 质 边 坡 变 形 破坏 过程 的有 限元强 度折 减程 序 。其 可 以考 虑岩 石材 料 的非均 匀性 , 首先 把 岩 石 离 散 成适 当尺 度 的
软岩边坡变形破坏机理以及预防措施分析
软岩边坡变形破坏机理以及预防措施分析发表时间:2017-06-16T14:20:06.100Z 来源:《建筑知识》2017年4期作者:田平军[导读] 本文从软岩边坡变形破坏的外在表现进行了研究,对软岩边坡变形破坏的原理进行了探讨。
(湖南省地质矿产勘查开发局四0二队湖南长沙 410004)【摘要】软岩边坡是构成边坡岩石介质为较为软弱的岩体的斜坡,软岩工程是指塑性大变形工程岩体相关的岩体工程。
随着工程建设的进行,出现了较多的软岩问题,软岩变形破坏事常见的颜值边坡工程问题,本文从软岩边坡变形破坏的外在表现进行了研究,对软岩边坡变形破坏的原理进行了探讨,最后提出针对软岩边坡变形的预防措施,希望具有借鉴意义。
【关键词】软岩边坡;变形破坏;机理;预防措施【中图分类号】TU45 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544(2017)04-0109-02受软弱夹层控制的软岩边坡如东变形破坏的情况越来越多。
高陡边坡岩体如何稳定,边坡围岩体构建筑物变形如何安全,是人们开始日益关注的问题。
本文对软岩边坡变形破坏机理和预防措施进行重点分析。
1.软岩的基本特征软岩是一种多相体,由固体、液体和气体三部分组成,原生矿物是岩石风化的产物,次生矿物是原生矿物一定条件下经过化学作用分解形成的新的矿物,有机质由软岩中动物残骸微生物作用下分解而成,都是软岩的主要成分。
软岩吸水性较强,并有水力传导性、可溶性、膨胀性等特点。
其力学属性体现在软化临界荷载和软化临界深度两个方面。
之所以产生塑性变形,是因为软岩泥质成分和结构面对软岩工程力学进行可控制,具有可塑性、膨胀性、分散性、流变性及崩解性等。
由于软岩性质软弱、吸水膨胀以及裂隙发育等,造成软岩抵抗外界环境扰动能力差,对卸荷松动、施工振动以及邻近巷道施工扰动较为敏感,容易吸湿膨胀软化以及暴露风化。
变形破坏容易受到软岩固有特性、地质营力、水、地形地貌、人类活动以及地震效应等的综合影响。
2.软岩边坡变形破坏机理第一,软岩边坡变形破坏的主要表现形式。
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岩质边坡变形量预警标准分析
摘要:随着三峡移民工程的进行,三峡库区出现了大量人工岩质边坡。
选用合适的方法对库区边坡进行稳定性分析就显的尤为重要。
本文数值模拟了三峡库区16处岩质边坡,通过对边坡岩土体材料参数的折减,用基于强度折减原理的Midas-GTS软件进行计算,获得边坡的安全系数和边坡濒临破坏时最大位移量。
并将边坡变形量作为评价边坡稳定性的重要指标。
关键词:边坡变形量预警数值模拟强度折减法
在一般的边坡应力场数值分析中,都是通过改变摸型边界上的应力分布形式和大小来拟合摸型内实测应力点处的应力状态,从而确定边坡的最终应力场[1]。
岩体变形参数通过岩块的损伤折减确定,通过弱化处理岩体的强度参数,将折减后的岩体变形参数和弱化处理后的强度参数用于数值模拟[2]。
在如今的数值模拟中,通常改变边坡的某些性质或外部环境,来人为的制造“边坡破坏”。
本数值模拟就是降低岩土体的物理力学参数,改变边坡安全系数,以达到观察边坡在降低安全系数的过程中边坡的局部最大位移的变化,找出边坡发生破坏时的最大位移量。
1 计算方法
目前认为在对强度参数折减的同时应对变形模量作相应调整并设计出变形参数的具体折减,同时也有必要对弹性模量和泊松比进行
折减,并在假定土体应力—应变关系满足双曲线模型和Mohr—Coulomb准则的基础上,给出了变形参数的具体折减公式[3]。
本文基于有限元软件Midas-GTS,采用强度折减有限元方法对边坡稳定性进行考察,着重分析了弹性模量、粘聚力和摩擦角的联合变化对边坡安全系数、特征点位移的突变性、塑性区域的贯通性等因素的影响。
2 计算实例
2.1 研究区工程地质概况
三峡库区地处四川盆地与长江中下游平原的结合部,跨越鄂中山区峡谷及川东岭谷地带,北屏大巴山、南依川鄂高原。
库区地层自前震旦系至第四系均有出露,其分布由东至西自老而新展布[4]。
本文选取的是巴东、万州、秭归、涪陵等地16处岩质边坡进行数值模拟。
由于三峡库区边坡所在地形比较复杂,岩体风化程度不一,并且需要进行计算的边坡众多,故统一选取参数。
2.2 模型实例
选取边坡BD03为例。
场地概况:巴东县渡口管理所南侧边坡,高27m,长度120m,平均坡度70°;人工开挖形成;地质描述:三叠系中统巴东组泥灰岩,岩层缓倾顺坡向,岩体成块状,地形陡峭。
采用二维建模,定义约束为X-Z平面,Z为重力方向,X为水平方向。
网格化分遵循四边形循环网格,采用渐进式剖分,针对潜在滑移面加密。
边界条件方面将模型前后两个面定义为X方向支撑,底面定义为X、Z两个方向上的支撑。
外部荷载主体边坡计算只考虑重力荷载。
针对每一处边坡,计算在原始参数条件下边坡的安全系数,进行强度折减,计算在安全系数为1的情况下,边坡最大变形量、塑性变形区、最大主应力。
3 结果分析
3.1 不同安全系数下的最大变形量
对于特定边坡,不论其结构形式如何,总存在一个能够承受的“最大变形量”(Umax),在边坡变形破坏过程中,不论变形以何种方式完成和实现,哪怕是突发性的降雨或震动过程导致位移的突然跃升,如果达到其所能承担的“最大变形量”,边坡就会发生整体失稳破坏[5]。
本文将一个高边坡由稳定→极限状态→破坏的过程用安全系数来表示,K=1.2→K=1.0→K=0.8。
求出高边坡不同状态下的最大位移量,从而判定Umax的取值范围。
3.2 最大变形量发生部位的变化
边坡由稳定→极限状态→破坏过程中,边坡体上的局部最大位移量发生的部位由边坡后缘向坡脚处移动。
分析得出,当边坡非常稳定时(K=1.2275),边坡最大位移量发生在边坡的顶部;当边坡处于临界状态时(K=1.0125),最大位移量发生在距离坡脚不远处;当边坡发生破坏时(K=0.8875),最大位移量发生在坡脚处。
3.3 边坡允许最大变形量
将16处边坡按坡度由小到大排列,考虑边坡的坡度与濒临破坏时(K=1)最大位移量这两组数据可以得出,随着坡度的增加,边坡濒临破坏时最大位移量在减少,并且大致呈二次曲线,将其进行2次拟合,得出下列计算公式:
在已知边坡坡度的情况下,由此公式可以计算出边坡允许的最大位移量。
在进行边坡监测预警时,如果监测点的位移量达到或超过极限值,就预示该边坡有可能失稳。
4 结语
(1)本文立足于局部最大变形量这一重要指标进行研究,通过对三峡库区16处岩质边坡的计算,给出了一个边坡破坏时局部最大位移量
值。
经比较,不同坡度的边坡在安全的前提下所能承受的最大变形量不同。
(2)通过归纳,给出了边坡稳定、濒临破坏、破坏三种状态下局部最大位移量的区间值,边坡局部最大位移量发生的位置也在不断变化着,为边坡的位移监测给出预警标准。
(3)由于现场资料的限制,本文所进行模拟计算的边坡样本偏少。
但本文旨在通过对边坡局部最大位移量的研究,把这指标量化进而融入到边坡评价体系中来。
参考文献
[1] 黄润秋,王士天.大型高边坡应力场数值模拟分析的理论与方法[J].成都地质学院.
[2] 李迪,等.隔河岩电站厂房高边坡监测变形稳定性分析[J].长江科学院院报,1994(11).
[3] 赵尚毅,等.用有限元强度折减法进行节理岩质边坡稳定性分析[J].岩石力学与工程学报,2003(22).
[4] 国务院三峡工程建设委员会办公室.三峡库区三期地质灾害防治规划(高切坡防护),2004,2.
[5] 黄润秋,王士天.大型高边坡应力场数值模拟分析的理论与方法[J].成都地质学院,2004,6.。