顺层岩质边坡稳定性分析与应力监测研究
北京双大路顺层岩质边坡稳定性分析与评价
w ork o f stability anal ysi s .Th i s paper ana l yzes the influence of cohesive strength ,slope ratio and fricti onal angle on slopestability t hrough exa mples .It is educed t hat sl ope rati o a nd fricti onal ang le have obvious influence on the positi on of crit ical sli di ng surface of subgrade ,while cohesi ve strength has little i nfl uence on that .Cohesi ve streng t h ,slope ratio and frict i onal angle all have obv i ous i nfl uence on stability factor of subgr ade .K ey words :li near slidi ng surface m ethod ;d i rect sol ut i on ;stability coefficient收稿日期:2010-06-30基金项目:国家科技部 十一五 科技支撑项目(2006BAJ06B02)作者简介:朱志刚(1970-),男,黑龙江明水人。
高级工程师,博士研究生,主要从事岩土工程、工程地质及地质灾害防治等方面的设计及科研工作。
E m ai:l ZZG2008@vi p.si n a .com 。
北京双大路顺层岩质边坡稳定性分析与评价朱志刚1,2,魏云杰3,彭 坤3(1 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京 100083;2 北京市勘察设计研究院有限公司,北京 100038;3 北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室,北京 100024)摘 要:双大路(双塘涧!柏峪)工程边坡位于北京市门头沟区,在边坡开挖过程中,坡面发生严重塌方并在坡顶出现了严重的变形裂缝,产生顺层滑移破坏,变形范围东西约220m 、南北约150m,滑移面深度15~20m 。
顺层岩质边坡岩层倾角的稳定性研究
顺层岩质边坡岩层倾角的稳定性研究摘要：工程中常遇到不同边坡情况，边坡的地质条件直接决定工程的经济投入与经济效益.岩质边坡的稳定性受诸多因素影响，本文采用GEO-Studio软件进行对顺层岩质边坡不同倾角情况下的静力稳定性情况，进行多次有限元分析，着重探讨了顺层岩质边坡的静力稳定性与岩层倾角的关系，并深入分析岩层倾角对边坡稳定性的影响原因，同时对比三种安全系数分析方法在边坡稳定性分析中的分析结果。
关键词：顺层岩质边坡；倾角；静力稳定性；影响原因；安全系数；1 引言近年来，随着基础工程建设的快速推进，许多大型建设项目相继完成建设。
边坡治理工程受到越来越多的重视。
由于边坡治理工程受安全要求高，造价高，工程进度要求快等因素的限制，国内外学者对其的研究从未停止。
但由于边坡工程影响因素较多，影响机理较为复杂，因此未能对其进行全面深入系统分析。
岩质边坡因其岩层走向不同，划分为顺层岩质边坡与切层岩质边坡。
其中，顺层岩质边坡是一种易于导致安全事故的地质情况，顺层岩质边坡在其自重作用下，产生顺层滑移力，从而导致边坡失稳破坏。
而顺层岩质边坡稳定性受结构面倾角、岩层走向、岩层的力学特征等影响，已经引起很多学者的关注，并对经顺层岩质边坡稳定性进行了分析研究，取得了一定成果。
其中郑洁等探究了边坡坡脚与边坡稳定性系数的关系。
郭光威对岩质边坡与土质边坡稳定性评价方式进行了深入研究。
陈鹏等人进行了边坡高度，坡顶荷载以及相应工程措施对边坡稳定性的影响研究。
然而，现阶段顺层岩质边坡稳定性分析还存在一些问题亟待解决，如岩质边坡的失稳破坏规律只能依靠工程经验进行判别，而对岩质边坡失稳破坏的影响因素及影响规律的系统研究较少。
因此，需要对各影响因素进行系统分析，从而得出一套可以指导工程建设的科学理论。
本文主要研究顺层岩质边坡岩层倾角对边坡稳定性的影响，采用有限元数值模拟对不同岩层倾角情况下边坡稳定性情况及其影响原因进行分析汇总。
2岩质边坡稳定性影响因素岩质边坡的稳定性因素受诸多因素的影响，如：岩层走向、岩层倾角、岩层结构面强度，结构面数量、边坡坡脚、坡顶堆载、边坡高度，地下水位、岩体密度等。
顺层岩质高边坡稳定性分析及处治方案研究
顺层岩质高边坡稳定性分析及处治方案研究贾鹏云【摘要】对顺层岩质边坡的特点及处治方法做了介绍,以某高速公路K24+260-K24+410段顺层岩质高边坡为例,对该边坡进行了分析计算.根据计算结果,采用以卸载、挡土墙、框架锚杆、框架锚索和拱形骨架护坡全方位防护为主,截排水为辅的措施.通车运营以来,边坡没有出现失稳变形迹象,表明参数选取合理,处治方案得当.【期刊名称】《山西交通科技》【年(卷),期】2017(000)004【总页数】4页(P29-32)【关键词】顺层岩质边坡;高边坡;稳定性;处治方案【作者】贾鹏云【作者单位】山西省交通规划勘察设计院,山西太原 030012【正文语种】中文【中图分类】U418.52在高速公路建设中，顺层岩质边坡工程的稳定性问题非常突出，其具有其他边坡之外独特的特征，受软弱面、节理面等不利结构面的影响及雨水浸入作用，在重力作用下极易形成滑坡，对公路的安全影响很大，因此，顺层岩质边坡的稳定分析和处治方案研究显得尤为重要。
1 顺层岩质边坡处治方法1.1 顺层岩质边坡的特点a）公路建设中顺层岩质边坡属于人工边坡，原始山体边坡自然状态下多处于稳定状态，由于施工开挖，坡体应力未完全释放，存在不稳定滑动趋势。
b）顺层岩质边坡稳定性取决于受岩层倾角和坡向夹角的关系[1]以及软弱层面物理力学性质。
1.2 顺层岩质边坡处治步骤根据顺层岩质边坡的特点，采用系统工程原理，提出了顺层岩质边坡处治设计的框架[2]。
图1 顺层岩质边坡处治设计框架图a）根据野外的地质调查及相应的钻探、坑探等手段勘察，查明边坡体的工程地质条件。
b）根据边坡的工程地质条件，对边坡进行分类，采用赤平投影分析确定边坡的破坏模式。
c）采用工程地质类比法、极限平衡法等对边坡的稳定性进行分析计算，确定边坡的下滑力。
d）根据稳定性分析计算的结果，进行处治方案的设计。
2 工程实例分析2.1 边坡概况某高速公路K24+260—K24+410段属于构造侵蚀剥蚀低山区，微地貌斜坡，全长150 m，中心最大挖深15.6 m，K24+320处左侧边坡最大挖深65.9 m。
岩质边坡稳定性设计与监测分析
岩质边坡稳定性设计与监测分析发表时间：2019-05-23T11:29:32.640Z 来源：《防护工程》2019年第3期作者：王平[导读] 边坡稳定性问题一直是道路工程中的重点问题，而且边坡一旦失稳，造成的损失和伤害不可估量，因此对它的监测与研究工作势在必行。
中冶沈勘秦皇岛工程设计研究总院有限公司河北省秦皇岛市 066004摘要：边坡稳定性问题一直是道路工程中的重点问题，而且边坡一旦失稳，造成的损失和伤害不可估量，因此对它的监测与研究工作势在必行。
文中结合边坡地质条件，详细分析了边坡锚杆拉力的变化，使用多点位移计对边坡的变形进行长期的跟踪监测，对锚杆应力计和多点位移计的监测数据进行总结和反馈。
分析结果表明：文中边坡的锚杆拉力及坡内多点位移均趋于稳定，说明该边坡整体上处于相对稳定的状态，提出的锚杆设计方法是成功的。
断面的坡顶位置在雨季最为危险，在雨季存在发生滑动的风险，应作为重点监测对象。
连续降雨对边坡的稳定性有重要影响。
降雨会增加边坡的锚杆拉力和坡内位移。
随着雨季结束，锚杆内力和坡内位移会逐渐下降并趋于稳定。
关键词：边坡；锚杆应力计；多点位移计；稳定性分析锚杆由于其安全可靠、施工简单、成本较低，已成为当前边坡支护工程中最基本的组成部分之一，在各类边坡支护工程中得到广泛应用。
它实质上是位于岩土体内部并与岩土体形成一个新的复合体。
通过锚杆杆体的纵向拉力作用，克服岩土体抗拉能力远远低于抗压能力的缺点，从而使得岩土体自身的承载能力大大加强。
锚杆加固边坡时，依赖其与周围岩土体相互作用传递锚杆拉力，限制岩土体变形与发展，改善岩土体的力学参数和应力状态，以使边坡保持稳定。
由于边坡地质条件和锚杆荷载传递机理都很复杂，而前期的工程实地勘测不能完全准确揭示边坡的地质情况，因此对实际边坡工程的变形特征和应力状态进行检测，为认识边坡稳定性提供途径。
部分学者基本是通过对锚杆受力的数值分析，来研究锚杆对边坡稳定性的影响。
岩质边坡稳定性有限元分析及监测方法研究的开题报告
岩质边坡稳定性有限元分析及监测方法研究的开题报告一、选题背景岩质边坡是指边坡整体或部分由岩体构成的边坡。
它们在水库、铁路、公路、隧道等工程中广泛存在，对工程的建设和运营安全造成威胁。
岩质边坡稳定性问题一直是岩土工程领域的研究重点之一。
目前，岩质边坡稳定性分析方法主要有解析法和数值法两种。
其中，解析法适用于规则边坡和简单几何形状的边坡，但对边坡的复杂形状和变化较大的岩体力学参数缺乏适用性；而数值法则能够更好地刻画岩质边坡复杂变形和破坏过程，能够适用于各类岩石边坡的稳定性分析。
随着数字化技术的不断发展，基于有限元法的岩质边坡稳定性分析方法逐渐得到广泛应用。
然而，由于各种因素的影响，有限元方法在岩质边坡稳定性分析中仍面临着精确度、可靠性、时效性等方面的挑战。
因此，如何通过优化有限元分析方法，提高其精度和可靠性，成为了研究的重点之一。
二、研究内容本研究将以一具体岩质边坡为研究对象，开展有限元分析和监测方法研究。
具体研究内容如下：1.岩体力学参数测试与分析通过对现场采集的岩体样品进行力学实验，获取岩体的杨氏模量、泊松比、抗压强度等力学参数。
结合有限元分析，分析不同岩体力学参数对边坡稳定性的影响。
2.有限元分析方法优化基于岩体力学参数测试结果，对有限元分析方法进行优化。
采用不同网格密度、材料本构模型等参数，比较分析不同分析方案的精度和可靠性，找到最优方案。
3.边坡监测方法研究采用激光扫描和三维数字化技术，建立岩质边坡的数字模型。
结合物理模型试验，开展边坡变形和位移的现场监测，掌握边坡变形规律和变形量，对比有限元分析结果，验证模型的可靠性。
三、研究意义本研究将针对实际工程中常见的岩质边坡问题，开展有限元分析与监测方法研究。
该研究有重要的理论和应用意义：1.优化有限元分析方法，提高稳定性分析精度和可靠性，为工程建设提供科学依据。
2.建立数字模型和开展现场监测，获知边坡变形规律和变形量，为预测和控制边坡稳定性提供依据。
顺层岩质边坡稳定性分析
顺层岩质边坡稳定性分析发布时间：2023-02-01T08:52:07.406Z 来源：《工程管理前沿》2022年第18期作者：武钰华[导读] 顺层岩质边坡极易不稳定发生破坏，影响顺层岩质边坡稳定性的因素有很多，武钰华中冶沈勘工程技术有限公司辽宁大连摘要：顺层岩质边坡极易不稳定发生破坏，影响顺层岩质边坡稳定性的因素有很多，如：岩层倾角、水的影响、边坡高度、风化作用、地震效应、爆破震动效应等都可能影响顺层岩质的边坡稳定。
本文通过分析影响顺层边坡稳定性因素的作用机理，分析其失稳的机制以及破坏的模式。
关键词：顺层岩质边坡、岩层倾角及结构面、水的作用、开挖坡角、边坡高度。
前言顺层岩质边坡是包含层面和其它类型结构面的一种复杂边坡结构。
根据大量的工程实践经验发现，顺层岩质边坡是稳定性最差、危害程度最大的一种边坡，顺层岩质边坡的变形毁坏给边坡工程的建设重大的损失和人民群众的生命财产带来了重严重的威胁，因此对顺层岩质边坡的研究很深远的意义。
1 顺层岩质边坡类型影响稳定性的因素影响边坡稳定的因素有很多，首先取决于岩层倾角、地层岩性及其组合特征、结构面等内因。
除此以外还包括地下水的作用和开挖坡角、边坡高度、爆破震动效应、地震效应等其他因素。
2岩层倾角及结构面影响边坡稳定性的重要因素之一就是岩层的倾角。
开挖边坡坡角，当坡角中夹杂着的软弱夹层在坡面出露时，边坡极易发生沿软弱夹层滑动的顺层滑坡。
正常来讲，岩层倾角较大时，因为没有下滑空间，所以边坡相对较稳定，虽然在一定的条件下还是会产生顺层弯曲破坏和倾倒破坏。
岩层倾角接近并小于边坡开挖角时，下滑力和下滑空间都相对较大，边坡也就相对不那么稳定。
岩层倾角较小时，不稳定的岩体下滑力较小，开挖后的边坡相对较为稳定。
3地层岩性及其组合特征组成边坡的物质基础是地层，地层岩性的不同对边坡稳定性的影响也不同。
自然界中将地层岩性分为软质岩与硬质岩两种。
由软质岩体组成的顺层边坡坡高通常较低，所以岩层的倾角通常较小；而由硬质岩体组成的顺层边坡坡高通常较高，所以岩层倾角通常较大，由此可以知道地层岩性的不同对顺层边坡稳定的影响极其明显。
基于颗粒流的顺层岩质边坡稳定性分析
文章编号:1006 2610(2023)05 0065 05基于颗粒流的顺层岩质边坡稳定性分析李丽君1,龚 盛2(1.新疆塔里木河流域干流管理局,新疆库尔勒 841000;2.西安科技大学建筑与土木工程学院,西安 710054)摘 要:边坡稳定性评价是水电站库区建设及安全运行的一项关键内容㊂针对颗粒流方法在边坡稳定性分析的定量研究,以青海省某水电站库区边坡为研究对象,构建颗粒流模型,采用强度折减法分析评价边坡稳定性,并模拟得到边坡从变形到失稳破坏的全过程,从变形过程和变形特征方面分析了边坡的失稳破坏机理㊂结果表明:砂岩层未发生滑动,滑动面为砂岩层和板岩层的交界面,滑面中出现的裂纹主要以拉剪裂纹为主;边坡坡脚对抑制边坡变形起到关键作用,在施工时应尽量避免切脚开挖,研究结果与滑坡变形破坏实际较为相符,可为水电站边坡施工及安全运行提供参考㊂关键词:岩质边坡;颗粒流;强度折减法;双轴压缩中图分类号:U213.1+3 文献标志码:A DOI :10.3969/j.issn.1006-2610.2023.05.012Stability Analysis of Bedding Rock Slope based on Particle FlowLI LiJun 1,GONG Sheng 2(1.Xinjiang Tarim River Basin Authority ,Korla 841000,China ;2.Department of Architecture and Civil Engineering ,Xi'an University of Science and Technology ,Xi'an 710054,China )Abstract :Slope stability evaluation is a key item in the construction and safe operation of hydropower station reservoir.For the quanti⁃tative study of slope stability analysis using particle flow method ,the slope of a hydropower station reservoir area in Qinghai Province is taken as the study object.A particle flow model is constructed ,the strength reduction method is used to analyze and evaluate the stabil⁃ity of the slope ,and the entire process from deformation to instability and failure of the slope is simulated.The instability and failure mechanism of the slope is analyzed from the aspect of deformation process and characteristics.The results show that no sliding occurs in the sandstone layer ,and the sliding surface is the interface between the sandstone layer and the SLATE layer.The cracks that appear in the sliding surface are mainly tension-shear cracks.The slope toe plays a key role in restraining slope deformation.During construc⁃tion ,foot-cut excavation should be avoided as much as possible.The study results are consistent with the actual deformation and fail⁃ure of landslide ,and can provide a reference for slope construction and safe operation of hydropower stations.Key words :rock slope ;particle flow ;strength reduction method ;biaxial compression 收稿日期:2023-06-01 作者简介:李丽君(1973-),女,重庆市人,高级工程师,主要从事水资源调度管理㊁水利工程信息化管理㊁水利工程建设及运行管理等工作. 基金项目:国家自然科学基金(51979218㊁U1965107).0 前 言边坡工程在水电工程建设中的地位较为特殊,其稳定性直接关系到工程安全和生产安全[1],水电工程中的边坡失稳不仅会影响电站的正常运行,也威胁着下游人民的生命财产安全㊂边坡稳定性计算中常用的方法有极限平衡分析法和数值分析法㊂随着计算机技术的不断发展,数值分析方法被广泛地运用于边坡稳定性分析当中,采用较多是有限单元法(FEM )㊁有限差分法(FDM )和离散元法(DEM),这3种方法中有限单元法和有限差分法均假设工程对象为连续介质,忽视了岩土体颗粒间的非连续性㊁非均质性和高度非线性,在计算上存在一些不足㊂离散元法是由Cundal [2]基于动力学方程提出的一种显式求解算法,显式求解是对时间进行差分,56水工与施工 西北水电㊃2023年㊃第5期 ===============================================在求解过程中,每个增量步内不需要进行迭代求解,无需形成切线刚度矩阵,对计算机的内存需求较小,每个增量步内计算量相对较小,但若求解的时间过长或计算步长过小均会导致计算时长大幅度增加㊂颗粒流方法(particle flow code,PFC)是一种特殊的离散单元法,利用质量刚性体来模拟岩土体颗粒,适用于研究非连续介质力学问题,颗粒之间可彼此分离,并在计算过程中自动识别新接触,能够反映岩块或土体之间的滑动㊁平移和旋转等,在大变形计算方面有较大的优势[3]㊂Wei[4]等基于数字高程模型构建了四川乐山马边市滑坡的颗粒流模型,从滑坡速度㊁位移和能量特征对边坡破坏过程进行了分析,模拟结果与真实的滑坡特征和滑坡运动过程非常吻合;王培涛[5]等通过定义安全系数和选择合适的失稳判断准则,将强度折减法引入离散元计算,实现了边坡安全系数的定量化判定㊂戴建建[6]等以某边坡工程为例,通过绘制特征颗粒位移与折减系数关系曲线求解边坡稳定系数,得到的边坡安全系数与有限元强度折减法和Bishop法结果一致;代远[7]等基于数值双轴试验标定细观参数,建立颗粒流边坡模型,采用局部强度折减法对滑带内土体强度进行折减,计算结果表明局部强度折减法所得边坡破坏面更接近极限平衡法;Tao[8]等利用颗粒流方法研究了提防中的管涌侵蚀破坏问题,较为系统地揭示了渗流方向上局部孔隙水压力和局部接触力分布规律;张帆[9]等通过刚体极限平衡法与离散元法的计算分析,得到了较为相近的边坡安全性系数,且后续监测反映的现场情况与计算较为相似㊂唐红梅[10]针对三峡龚家方2号斜坡采用PFC2D进行建模计算,将边坡滑动过程分为4个阶段,得到坡脚出现 底鼓”,其为边坡是否滑动的重要预兆,得出模拟结果与实际破坏情况相一致的结论㊂张志飞[11]等基于PFC软件进行计算,并在考虑岩体结构面参数的基础上对反倾层状边坡进行了模拟,数值模拟结果表明岩层倾角对边坡变形破坏模式有很大影响,随边坡倾角增大边坡破坏方式由滑移型转为倾倒破坏型㊂本文基于颗粒流方法,以西北地区某水电工程岩质边坡为例,建立颗粒流计算模型,通过双轴试验标定岩体细观力学参数,并运用强度折减法进行边坡稳定性计算,分析边坡变形失稳特征㊂1 工程概况及岩体参数的确定1.1 工程概况某水电站位于青海省区域,库区边坡距离峡谷出口约10km,距离梯度上游约50km㊂水库正常蓄水位2990.00m,坝高254m㊂边坡整体主要以破碎的板岩和砂岩为主,以散体结构为主;滑体中的板岩相对完整,边坡地质体整体呈层状~碎裂结构㊂1.2 边坡岩体细观参数标定基于颗粒流方法计算所需参数称为细观参数,细观参数与宏观参数存在相关性,但并非一一对应的关系[12],因此需要通过数值试验来进行标定㊂边坡相关岩体宏观力学参数通过现场试验测定,参数如表1㊂颗粒流计算细观参数主要指颗粒及黏结间的参数,颗粒的细观参数包括颗粒法向刚度㊁切向刚度和摩擦系数等;黏结间的细观参数包括法向黏结强度㊁切向黏结强度和黏结模量等㊂通过颗粒及其黏结间的细观参数可以反映岩土体的宏观特征㊂表1 边坡宏观岩体力学参数岩层重度γ/(N㊃m-3)黏聚力c/MPa摩擦角φ/(°)泊松比μ砂岩20000.10180.35板岩25000.35320.28 本文利用双轴模型试验来标定颗粒的细观参数,为贴近岩土体的真实物理特性,颗粒的半径越小越好,但由于计算机容量与计算速度的限制,可适当放大颗粒半径,双轴试验中所用粒径范围为0.1~ 0.15m,,共生成颗粒1336个,同时需考虑双轴试验中尺寸效应的影响,即模型短边需大于40倍的平均粒径,因此数值试验选取的试样尺寸为6m×12m (宽×高)㊂双轴压缩试验模型如图1所示㊂图1 双轴压缩试验模型66李丽君,龚盛.基于颗粒流的顺层岩质边坡稳定性分析===============================================首先在计算域内根据颗粒大小和粒径比生成颗粒;然后颗粒赋予初始接触模型,由于没有施加黏结,所以是线性模型;然后缩小颗粒位置,使得边界颗粒与墙体有一定距离,可防止后续在计算平衡过程中颗粒逃离至墙体外,添加密度和局部阻尼,进行初始平衡计算;将初始平衡模型添加平行黏结模型,消除线性力,改为增量模式,清除颗粒位移和角速度;最后采取位移加载的方式,上侧的边界向下移动,下侧边界向上移动,直至试样失稳破坏,并在加载过程记录加载应力㊁应变㊂图2为试样破坏时的黏结图㊂加载初期试样局部黏结首先产生张拉破坏裂纹,随着加载的进行,张拉破坏裂纹逐渐增多,并且开始出现剪切裂纹,当试样达到峰值强度后,岩样内产生的微裂纹数量迅速增加并出现宏观裂纹㊂这一过程与室内试验的岩石破坏形式较为一致[14]㊂图2 颗粒黏结状态为获得能表征岩石宏观物理力学特性的细观参数,采用不同围压对双轴试样进行多次加载,并绘制不同围压下的摩尔应力圆,画出所对应的强度包络线,并通过多次试算与宏观参数进行对比,表2为数值试验试算对比得到的力学参数值㊂表2 颗粒流模拟的细观参数颗粒参数颗粒接触模量/Pa颗粒刚度比平行黏结模量/Pa黏结刚度比平行黏结抗拉强度/Pa平行黏结内聚力/Pa平行黏结摩擦角/(°)摩擦系数砂岩 5.3×1071 5.3×1071 1.4×1061.4×106180.05板岩 5.6×1091 5.6×1091 4.3×1074.3×107250.50以板岩为例,采用表2的细观参数,对板岩进行围压为100㊁200kPa和300kPa的双轴试验,可得试样峰值强度分别为431㊁625kPa和823kPa,绘制摩尔应力圆及摩尔库伦包络线如图3所示㊂计算包络线斜率及截距可得黏聚力为93kPa,内摩擦角为17.96°,对比表1认为,可在后续边坡稳定性分析中运用该组细观参数㊂图3 摩尔应力圆与摩尔库伦包络线2摇颗粒流模型构建本文采用膨胀法建立边坡模型,并在边坡的四个部位布置了8个监测点,所建立的模型如图4所示,具体建模步骤如下(1)在CAD中画出模型图,以DXF格式将边坡模型导出,并记录下各个地层的面积㊂将DXF文件导入软件,建立模型的计算边界墙,并利用记录的区域面积,并通过颗粒平均半径和孔隙率计算出各个区域所对应的颗粒数量㊂(2)在计算域内生成小颗粒,然后对颗粒最小㊁最大粒径按等比放大,颗粒粒径与双轴试验保持一致,进行应力平衡计算直到充满模型区域㊂(3)初始试样有些颗粒处于悬浮状态,这些颗粒与周围颗粒的接触少,可以认为对力学模型不起作用,但会导致模型不收敛,直接删除悬浮颗粒会导致局部孔隙率变大[15],为了不删除悬浮颗粒,每次将悬浮颗粒的半径增加1.05倍后,再次遍历悬浮颗粒,当有悬浮颗粒时,再次增加半径㊂图4 边坡离散元模型76西北水电㊃2023年㊃第5期===============================================(4)对填充好的模型进行初始化应力场和消除漂浮颗粒运算后赋予模型相应的细观参数㊂3 岩质边坡稳定性分析3.1 基于强度折减法的边坡失稳分析边坡稳定性计算主要有两种方式:一是通过降低岩土体强度参数达到极限平衡的强度折减法;另一种是通过增大岩土体重度或重力加速度实现超载以达到极限平衡的重力增加法[16]㊂在有限元及有限差分计算中,可以直接折减岩体宏观强度参数即摩擦角和黏聚力,将边坡达到临界平衡状态时的折减系数作为稳定性系数;颗粒流计算时采用的是细观参数,颗粒流法在折减时主要是针对黏结强度与摩擦系数进行折减,折减时同样采用等比例折减方法,寻找坡体失稳破坏的临界值[16]㊂因此,颗粒流强度折减法稳定性系数可以定义为:折减前的细观参数平行黏结摩擦角(pb_fa)㊁平行黏结内聚力(pb_coh)和摩擦系数(fric)与折减后的临界强度参数的比值,即式(1)所示:Fs=Pb_faPb_fa cr=Pb_cohPb_coh cr=fricfric cr(1) 在初始边坡应力平衡计算完成后的边坡模型强度折减计算过程中,首先对初始模型计算结果中的位移场和速度场进行清零;然后采用二分法通过对砂岩的岩体力学强度参数,即黏结强度与摩擦系数分别除以折减系数;最后对赋予新的强度参数的模型进行等同于初始场计算的运算步;当达到了预设的精度时停止计算,最大不平衡力达最大接触力的1×10-5为预设停止计算的精度㊂通过上述步骤以模拟边坡岩体力学参数劣化过程中所产生的变化,为揭示边坡潜在问题㊁控制因素及影响范围提供参考㊂3.2 边坡变形失稳特征分析根据式(1)进行滑坡强度折减模拟㊂图5为折减过程中边坡关键监测点位移随折减系数的变化图㊂由图5可知,随折减系数的增大监测点位移逐渐增大,当折减系数超过1.23时边坡位移突增,因此认为当折减系数为1.23时,滑坡刚好处于临界位移状态,此时的折减系数即为滑坡的稳定性系数㊂边坡破坏过程模拟如图6所示,显然,坡体的位移以砂岩层滑体为主,根据计算所得不同时步的边坡位移分析认为边坡的破坏模式表现为典型的牵引式滑坡特点㊂在折减到1.23时颗粒间黏结产生大量破坏,使砂岩层底的颗粒向外滑出,导致上部颗粒失去支撑而向下滑动㊂由于坡体前缘发生滑坡,因而失去支撑面而向后缘牵引,使得坡表发生整体滑动㊂但因为坡体下层板岩的强度较大,折减至1.23时不足以使得下层板岩间黏结发生破坏,因此边坡会出现砂岩层整体向下滑动出坡面㊂图5 监测点位移随折减系数变化模型运行至5000时步时,边坡坡脚在重力的作用下产生了0.1m左右的位移,此时边坡还未形成明显的剪切带;运行至10000时步时,边坡位移依然集中在坡脚部位,其位移增长至0.14m左右,已在边坡下部初步形成剪切带;运行至30000时步时,边坡最大位移增长至0.45m,剪切带沿砂岩与板岩的分界层逐渐向边坡上部发展;运行至50000时步时,边坡剪切带已经贯穿坡体,边坡的位移量达到1.39m,由于边坡的位移巨大,滑带上侧岩体出现架空现象,滑带呈现出下小上大的塔式结构㊂由于坡体呈现松散结构的特点,对于浸水不敏感,但坡体内易于产生拉裂变形,在防治时应注重前缘的压脚㊁挡护与防排水措施,且前缘变形易导致坡表出现张拉裂缝,因此在滑坡前易于监测㊂图7所示的边坡矢量表明,坡脚处颗粒的滑动趋势远大于滑面其他部位,滑动方向整体朝下,且坡脚有显著的隆起趋势;图8为边坡平行黏结图,坡体黏结沿滑面附近的失效严重,从整体上看,由于坡体下部位移率先发生滑动且位移量大,下部坡体颗粒间黏结失效范围大,坡体上部颗粒间黏结完全失效,岩体脱离坡体形成裂隙,坡体滑面已经沿坡脚剪出,从侧面验证坡体已经进入失稳状态㊂86李丽君,龚盛.基于颗粒流的顺层岩质边坡稳定性分析===============================================图6 边坡破坏过程位移图7 边坡位移矢量图8 边坡平行黏结状态 坡脚对边坡的滑动起着关键的制约作用,坡脚隆起的趋势随计算时步的增加越来越明显,并且由于坡脚的约束作用,致使此上部岩体产生向临空方向的弯曲变形㊂局部并出现微弱的剪裂㊁架空现象,进而促进了边坡向深部的变形与破坏,在上覆压力作用下,变形继续加剧,从而使岩体的破坏也进一步发展,当坡脚岩体被剪断,滑面上部岩体缺少下部的支撑,上部岩体完全脱开,滑面完全贯通㊂4 结 论本文基于某电站边坡实例开展颗粒离散元数值模拟研究,探讨了边坡的稳定性问题及边坡变形失稳特征,得到以下主要结论:(1)采用颗粒流法分析边坡稳定性,无需假定边坡滑面,并且可以得到边坡破坏的全过程,可以较好的得到边坡失稳破坏各部分的位移情况,对关键块体的分析及处理有着预警作用㊂(2)坡体呈现松散结构特征,对于浸水不敏感,但坡体内易于产生拉裂变形,运行期应注重坡体前缘的压脚档护以及防排水措施,且坡体前缘变形易引发后缘坡表出现张拉裂缝,因此,边坡发生滑坡前易于监测㊂(3)通过对坡体失稳后的位移及矢量的变化分析得到,坡脚对边坡的稳定起着重要作用,故而施工期应尽量避免切脚开挖㊂(下转第95页)===============================================3 结 论(1)选择施工有效地锚固方式㊂针对顶拱存在多个断层及裂隙复杂地质条件,锚固方式选择了无粘结锚索,可以减少二次自由段注浆的步骤,保证内锚段施工质量㊂(2)钻孔设备的选择对于保证项目的顺利实现至关重要㊂由于对钻孔精度要求极其严格且施工时间短,考虑岩体的完整性差,施工环境狭窄,综合考虑各项参数,最终选择先进钻孔设备三臂凿岩台车(DW3-180)㊂(3)使用先进的锚固技术来安装㊂鉴于顶拱锚索的复杂性,不能够仅靠人力操作,需要采用卷扬机来进行,将锚索精确地拉到孔口,使其与孔壁紧密结合,最终将锚索稳固地抬起放置于孔底㊂(4)优化锚固浆体配合比㊂浆液里添加灌浆剂和锚固剂,大幅改善预应力锚索的锚固性能,增强内锚段浆液及垫层砂浆的早期强度,大大缩短其等强期,保证了水泥浆或水泥砂浆在28d 内具备不低于40MPa 的抗压强度㊂针对易县抽水蓄能电站地下厂房地质条件复杂㊁施工环境狭窄㊁工期要求紧张的特点,所提出的施工工艺能够保证顶拱锚索施工质量㊁加快了锚索的施工期,为同类锚索施工起到了借鉴意义㊂参考文献:[1] 董之村,朱慧慧,何品杰,等.压力型预应力锚索在以礼河地下厂房中的应用[J].云南水力发电,2023(5):59-63.[2] 王文祥.预应力锚索在山西中部引黄水源工程泵站地下厂房施工中的应用[J].云南水利发电,2021(8):135-138.[3] 何领军,张雪芳,尹璨.多布水电站预应力锚索荷载损失问题研究[J].西北水电,2017(2):77-80.[4] 孙宝成,周永利.三峡大坝右岸电站厂房预应力锚索施工与质量控制[J].西北水电,2007(1):60-63.[5] 刘均锋.高拱坝超长大吨位闸墩预应力锚索快速施工技术研究[J].四川水利,2022,43(3):43-46.[6] 刘海勃,张子艳.乌东德水电站左岸高边坡溶蚀区预应力锚索施工技术[J].西北水电,2020(4):82-85.[7] 谷建国,姜东民,雷浪法,等.快速锚固技术在预应力锚索施工中的应用[J].水力发电,1998(2):39-41.[8] 姚行.杨房沟水电站大坝边坡压力分散型预应力锚索张拉验收试验研究[J].水利水电快报,2023,44(增刊1):47-50.[9] 潘勇,李舒文.白鹤滩水电站大坝泄洪深孔出口闸墩预应力锚索施工技术[J].湖南水利水电,2022(6):68-71.[10] 董源,陈玉龙.大型地下洞室预应力锚索分层支护措施研究[J].水利科技,2022(3):27-33.[11] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.通用硅酸盐水泥:GB 175-2007[S].北京:中国标准出版社, 2007. (上接第69页)参考文献:[1] 胡海浪,黄秋枫,李建林.岩质边坡稳定性影响因素敏感性分析[J].西北水电,2008(5):7-10.[2] CUNDALL P A,STRACK O D L.A discrete numerical model for granular assemblies[J].Geotechnique,1979,29(1):47-65.[3] 王卫华,李夕兵.离散元法及其在岩土工程中的应用综述[J].岩土工程技术,2005(4):177-181.[4] Wei J,Zhao Z,Xu C,et al.Numerical investigation of landslide ki⁃netics for the recent Mabian landslide (Sichuan,China )[J ].Landslides,2019,16:2287-2298.[5] 王培涛,杨天鸿,于庆磊,等.节理边坡岩体参数获取与PFC ~(2D)应用研究[J].采矿与安全工程学报,2013,30(4):560-565.[6] 戴健健,朱振学,叶楠,等.基于位移突变准则的颗粒流强度折减法[J].科学技术与工程,2021,21(28):12052-12057.[7] 代远,倪小东,周仁.基于颗粒流的局部强度折减法在边坡稳定分析中的应用[J].科学技术与工程,2014,14(10):262-265,279.[8] Tao H,Tao J.Quantitative analysis of piping erosion micro-mecha⁃nisms with coupled CFD and DEM method[J].Acta Geotechnica,2017,12:573-592.[9] 张帆,王明疆,刘永智.基于刚体极限平衡法和离散元法的某水电工程岩质边坡综合处理措施[J].西北水电,2020(增刊1):15-21.[10] 唐红梅,延兆奇,陈洪凯.三峡库区龚家方2号斜坡破坏过程离散元数值模拟[J].重庆师范大学学报(自然科学版),2016,33(1):40-46.[11] 张志飞,贾洪彪,苟青松,等.反倾层状岩质边坡变形破坏的颗粒流模拟研究[J].科学技术与工程,2019,19(13):56-64.[12] 周博,汪华斌,赵文锋,等.黏性材料细观与宏观力学参数相关性研究[J].岩土力学,2012,33(10):3171-3175,3177-3178.[13] 张小勇,李晓军.顺层页岩边坡稳定性离散元分析[J].地震工程学报,2017,39(5):957-962.[14] 张扬,刘立鹏,张彬,等.基于数字图像的花岗岩双轴压缩数值试验研究[J].湖南大学学报(自然科学版),2018,45(增刊1):52-57.[15] 陈宜楷.基于颗粒流离散元的尾矿库坝体稳定性分析[D].长沙:中南大学,2012.[16] 闫云明,崔树军,刘见宝.强度折减法改进及在边坡稳定性评价中的应用[J].人民长江,2017,48(7):79-82,87.[17] 侯克鹏,阮永芬.离散元法模拟边坡稳定性若干问题探讨[J].昆明理工大学学报,2000,25(1):92-94.===============================================。
爆破振动作用下顺层岩质边坡稳定性研究
爆破振动作用下顺层岩质边坡稳定性研究随着社会的进步、国民经济的发展，在公路、铁路、水利水电、露天矿山等建设中经常遇到顺层边坡，同时顺层边坡也是危害性最大、治理最难的边坡。
采用拟静力法时，如何合理选择拟静力系数，以评价和研究爆破震动效应对顺层边坡的影响已成为当前岩土工程界、爆破工程界亟待解决的一项重要课题。
结合峨嵋水泥厂石灰石露天矿山的工程实际，以及爆破的特点，设计小型爆破振动试验台，采用理论推导、实验室模拟试验、现场实际爆破设计相结合的手段，较为系统地研究了爆破荷载作用下顺层边坡的稳定性问题。
（1）分析了影响顺层岩质边坡变形破坏的主要因素。
鉴于滑坡体系统的静力稳定性分析方法已经成熟，而滑坡体系统在爆破荷载作用下的稳定性问题尚处于探讨之中。
所以，拟静力法常被采用来分析研究边坡的稳定性安全系数。
（2）采用极限平衡法，按照摩尔一库仑准则，建立了顺层岩质边坡在作用于条块质心爆破荷载、边坡表面卸荷载作用下稳定性安全系数的数学表达式。
①从爆破荷载作用方向看，水平向外爆破荷载、垂直向下爆破荷载以及水平方向夹角较大的水平向外爆破荷载和垂直向下爆破荷载的联合爆破荷载不利于顺层边坡稳定。
②天然状态的潜在滑坡体受水平向外爆破荷载作用时，顺层岩质边坡体的稳定性安全系数与水平向外爆破荷载拟静力系数间呈负指数关系：水平向外爆破荷载拟静力系数每从0起增加0．05，存在层裂长度的顺层边坡稳定性安全系数减少7．786％-10．665％，不存在层裂长度的顺层边坡稳定性安全系数减少7．61％-10．546％。
③当潜在滑坡体处于天然状态时，顺层岩质边坡体的稳定性安全系数与垂直向下爆破荷载拟静力系数间呈S曲线关系：垂直向上爆破荷载拟静力系数从0起每增加0．05，顺层边坡稳定性安全系数将增加2％-3．5％。
所以，垂直向上爆破荷载对顺层边坡稳定的影响很小。
④潜在滑坡体受到垂直向下或水平向外联合爆破荷载作用时，当潜在滑坡体处于饱水状态时，随着联合爆破荷载拟静力系数不断增加，处于失稳状态边坡的稳定性系数不断减少；当垂直向下爆破荷载一定时，顺层边坡稳定性安全系数与水平向外爆破荷载拟静力系数间呈负指数关系，顺层边坡稳定性安全系数与垂直向下爆破荷载拟静力系数间呈S曲线关系。
岩土工程中边坡稳定性分析及监测方法研究
岩土工程中边坡稳定性分析及监测方法研究边坡稳定性分析是岩土工程中的重要内容，对于保证工程的安全运行具有重要意义。
本论文将从边坡稳定性分析的基本原理、常用方法和监测方法进行研究和探讨。
边坡稳定性分析的基本原理主要包括土体力学原理和边坡力学原理。
土体力学原理是根据土体的力学性质和力学行为进行分析，包括土壤的剪切强度、侧向压缩性和应力传递性等。
边坡力学原理是研究边坡受力特点和变形规律的一种理论方法，包括边坡的刚度、滑动面和变形控制等。
基于这两种原理，可以建立边坡的稳定性分析模型，进行边坡的稳定性计算。
常用的边坡稳定性分析方法主要包括经验法、解析法和数值法。
经验法是根据实际工程经验建立的方法，主要适用于边坡具有较简单结构和较小规模的情况。
解析法是根据基本力学原理推导出的解析公式，能够得到较精确的结果，适用于边坡结构比较复杂的情况。
数值法是利用计算机进行数值模拟，根据滑动稳定和变形稳定两方面综合分析边坡的稳定性，是目前较为常用的方法。
边坡稳定性监测是对边坡稳定性进行实时监测和预警，旨在及时发现边坡的变形和破坏迹象，采取相应的措施进行防护和维修。
常用的监测方法包括现场观测、物理测试和遥感技术。
现场观测主要通过测量边坡表面的裂缝、位移和倾斜等变化情况，判断边坡的稳定性。
物理测试是利用物理仪器测量土体的参数和性质，推测边坡的变形和破坏情况。
遥感技术是利用遥感图像进行边坡的变形监测，通过对比不同时期的遥感图像，分析边坡的变化趋势和范围。
边坡稳定性分析和监测方法在岩土工程中具有重要的研究价值和实际应用意义。
通过对边坡的稳定性进行分析和监测，可以提前预防和避免边坡的灾害事故发生，保障工程的安全运行。
随着科技的不断进步，边坡稳定性分析和监测方法也将不断更新和发展，为岩土工程的发展和安全提供有效的技术支持。
贵州某高速公路顺层岩质边坡稳定性分析与支护措施探讨
贵州某高速公路顺层岩质边坡稳定性分析与支护措施探讨随着西部地区大规模工程建设的开展，在施工过程中不可避免的形成了大量的路堑顺层岩质边坡，文章将从地层岩性、岩体结构、工程环境等方面对贵州某高速公路顺层岩质边坡的稳定性进行分析，并结合工程实际提出支护措施，结论对顺层边坡的开挖防护有一定的参考价值。
标签：顺层边坡；岩体结构；稳定性近年来，随着我国加大对西部地区高速公路建设的步伐，在建设过程中出现了大量的顺层岩质路堑边坡，如何评价其稳定性对公路的顺利建设至关重要。
但由于边坡的变形破坏模式与地层岩性、岩体结构、地质构造、地形地貌、水文地质特征及人类工程活动等密切相关。
根据前人的研究经验，顺层岩质边坡可分为缓倾角顺层边坡（岩层倾角40°）。
缓倾角顺层边坡开挖后边坡的自稳性较好，在贵州的山区道路建设中，较多出现的是以中等倾角的顺层边坡，偶尔会出现“夹心饼干”式的边坡结构，而陡倾角顺层边坡由于岩层倾角大于坡角，常发生弯折-溃曲破坏。
文章选取贵州某高速公路某段顺层岩质边坡，在对其工程地质环境条件及边坡基本特征分析的基础上，对边坡稳定性进行分析并提出支护措施。
1 某高速公路工程地质条件1.1 地形地貌该高速公路场区为低中山溶蚀洼地地貌，东南高，北西低，边坡范围内地形标高889.23～968.75m，相对高差79.52m，地形坡度较陡，一般为20～45°，最大坡度54°。
1.2 地层岩性根据地质调绘、钻探、物探资料，该段公路出露的地层为第四系灰褐色耕植土，结构松散；第四系残坡积粉质粘土，褐黄色，硬塑，含砾石5%～11%；寒武系牛蹄塘组页岩，强-中风化，泥质结构，块状构造，局部节理发育，见有方解石充填；震旦系灯影组白云岩，强-中风化，隐晶质结构，中厚层构造，节理发育，裂隙面见水质侵染。
1.3 水文地质条件边坡区位于溶蚀洼地，地表无长年性水流，仅在雨季有短暂地表径流；地下水由上部土层孔隙潜水和深部基岩裂隙水组成，含水量较小，其补给来源主要靠大气降水的入渗补给，排泄基准面为两岔河河面，根据现场钻孔测得地下水位0.5m。
岩土工程中边坡稳定性分析及监测方法研究
岩土工程中边坡稳定性分析及监测方法研究一、引言岩土工程中的边坡稳定性问题一直备受关注，因为边坡的不稳定往往会导致严重的地质灾害，造成人员伤亡和财产损失。
对边坡稳定性进行充分的分析和监测显得尤为重要。
本文将对岩土工程中边坡稳定性的分析方法和监测方法进行研究，希望能够为相关岩土工程领域的从业人员提供一些参考和帮助。
二、边坡稳定性分析方法1. 传统方法传统的边坡稳定性分析方法主要是基于力学原理和经验公式，通过对边坡的几何形状、土体力学参数和边坡周围地质环境等进行分析，来评估边坡的稳定性。
常用的传统方法有“切片法”、“平衡法”、“极限平衡法”、“有限元法”等。
这些方法虽然简单易行，但是在复杂地质条件下难以准确评估边坡的稳定性，容易出现较大的误差。
2. 数值模拟方法随着计算机技术的发展，数值模拟方法在边坡稳定性分析中得到了广泛的应用。
数值模拟方法采用有限元、边界元、离散单元等方法，通过建立较为真实的边坡模型，考虑不同的边坡材料属性和边坡周围地质条件，对边坡的稳定性进行模拟计算。
这种方法能够更为准确地评估边坡的稳定性，尤其在复杂地质条件下表现出很大的优势。
3. 综合分析方法综合分析方法是将传统方法和数值模拟方法相结合，通过综合考虑边坡的实际情况和数值模拟的结果，对边坡的稳定性进行更为全面和准确的评估。
这种方法既考虑了边坡的几何形状和土体力学参数，又考虑了边坡周围的地质环境和外部荷载等因素，能够更好地反映边坡的真实情况。
三、边坡稳定性监测方法1. 传统监测方法传统的边坡稳定性监测方法主要是通过地下水位、地下水渗流、边坡位移、地震等监测手段，对边坡的稳定性进行实时监测。
通过对监测数据的分析，能够及时发现边坡的不稳定因素，采取相应的措施进行处理，避免发生地质灾害。
2. 遥感监测方法随着遥感技术的发展，遥感监测方法在边坡稳定性监测中得到了广泛的应用。
通过使用卫星影像、激光雷达等遥感技术，可以对大范围的边坡进行监测，获取大量的边坡数据，并通过数据处理和分析，对边坡的稳定性进行评估和预测。
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。
爆破振动作用下顺层岩质边坡稳定性研究
爆破振动作用下顺层岩质边坡稳定性研究一、本文概述顺层岩质边坡的稳定性问题是岩土工程领域的重要研究方向之一，其稳定性受到多种因素的影响，其中包括爆破振动的作用。
爆破振动可能会对顺层岩质边坡的稳定性产生显著影响，对爆破振动作用下顺层岩质边坡的稳定性进行深入研究具有重要的理论价值和实际意义。
本文旨在探讨爆破振动对顺层岩质边坡稳定性的影响机理，分析爆破振动作用下顺层岩质边坡的破坏模式，以及提出有效的稳定性评价和加固措施。
通过文献综述的方式，总结国内外关于爆破振动对顺层岩质边坡稳定性影响的研究成果，找出研究的不足之处和需要进一步探讨的问题。
结合具体的工程案例，对爆破振动作用下顺层岩质边坡的稳定性进行实地考察和监测，获取第一手的数据资料。
运用数值模拟和理论分析的方法，对爆破振动作用下顺层岩质边坡的稳定性进行深入研究，揭示爆破振动对顺层岩质边坡稳定性的影响规律。
根据研究结果，提出有效的稳定性评价和加固措施，为顺层岩质边坡的工程设计和施工提供理论依据和技术支持。
本文的研究不仅有助于深入理解爆破振动对顺层岩质边坡稳定性的影响机理，而且可以为顺层岩质边坡的工程设计和施工提供有益的参考和借鉴。
同时，本文的研究成果也可以为其他类似工程的稳定性研究和设计提供有益的借鉴和启示。
二、爆破振动对顺层岩质边坡稳定性的影响机理爆破振动对顺层岩质边坡的稳定性影响是多方面的，涉及边坡岩体的物理力学性质、爆破振动波的传播规律以及边坡岩体的动力响应等多个方面。
爆破产生的振动波会在岩体中传播，引发岩体的振动。
由于顺层岩质边坡的层理结构特点，振动波在层理面处会发生反射、折射和绕射，导致层理面处的应力状态发生复杂变化。
这种应力状态的变化可能使层理面产生张开或闭合，从而影响边坡的整体稳定性。
爆破振动还会引起边坡岩体的动态响应，包括岩体的应变、位移和加速度等。
在强烈的振动作用下，岩体的内部损伤会加剧，微裂纹会扩展和贯通，导致岩体的强度降低。
振动还可能使边坡岩体的应力状态达到或超过其强度极限，从而引发边坡的失稳破坏。
岩土工程中边坡稳定性分析及监测方法 余祖林
关键词：岩土工程；边坡稳定性；分析及监测
一、引言
随着我国经济水平的提升，以及社会发展的需求，岩石工程的发展得到了业界相对高的关注。近年来，我国建筑行业大力发展，岩石有些供不应求，岩石工程数量不断增多，相对的岩石工程难度也随之增大，边坡的稳定性受到极大地的挑战，危险指数日益增加，影响人们的生命财产安全。为了解决岩石工程边坡稳定性的问题，就要从根本出发，分析其不稳定的原因，找出问题，并解决问题，并且加以检测，将监测落到实处。
（3）极限平衡法：极限平衡顾名思义是与平衡有关，稳定性最讲究的实质是平衡，当然这种平衡是一定意义上保持静态平衡。在边坡稳定性中，不仅要分析其自身的应力，还要统筹兼顾，明确边坡的抗滑力。分析应力与抗滑力的二者之间的关系，找出其共同点与不同点，进行详细阐述，遇到静态的问题，通过滑动体分块的力学平原理进行计算，遇到非静态的问题，通过边坡的应力应变途径进行解决。虽然在计算的过程中很可能在一定幅度上对其严密性造成破坏，但是整体边坡稳定性计算精度的格局未发生改变，因此，说明此分析方法尚有使用的价值。
（4）工程地质分析法：工程地质分析法是最早期使用的一种分析方法，随着社会科技的发展渐渐被改革完善，其理论基础是地质、工程、岩体三者的理论知识点为主，具有其特点。要知道，边坡岩土工程地质本就复杂多样，且随着一些自然因素均有一定程度的变化，工程地质分析法就是揭露边坡稳定性所引起的地质破坏情况，为后期研究边坡稳定性提供保障。
岩土工程中边坡稳定性分析及监测方法研究
岩土工程中边坡稳定性分析及监测方法研究边坡稳定性是岩土工程中的重要问题之一，为了确保边坡的安全稳定，需要进行边坡稳定性分析及监测。
本文将介绍边坡稳定性分析及监测方法的研究。
边坡稳定性分析主要包括静力分析和动力分析两种方法。
静力分析方法主要考虑力学平衡关系，通过计算各种力的平衡情况来评估边坡的稳定性。
静力分析方法包括切片法、平衡法、杆件法等。
切片法通过将边坡分割为若干小的切片，分别计算每个切片上的受力平衡情况来评估稳定性；平衡法则是建立力学平衡方程组，通过求解方程组来求解未知力的大小和方向；杆件法则是将边坡划分为若干小的杆件，构建杆件系统，通过求解杆件系统的平衡方程来评估稳定性。
动力分析方法主要考虑边坡在受到地震、水位变化等外力作用时的动力响应，通过计算边坡的振动特性和应力变形情况来评估稳定性。
动力分析方法包括现场试验法、数值模拟法、物理模型试验法等。
现场试验法通过在边坡上设置震动台、振荡器等设备来模拟地震、水位变化等条件，然后通过观测边坡的响应情况来评估稳定性；数值模拟法则是利用计算机软件进行有限元分析或离散元分析，模拟边坡受力和变形情况；物理模型试验法通过建立边坡的物理模型，在实验室中进行边坡模拟试验，通过观测试验数据来评估稳定性。
边坡稳定性监测主要是通过安装监测设备进行实时监测，以及定期的勘测和检测等手段来获取边坡的稳定性信息。
实时监测主要是通过在边坡上设置裂缝计、测斜仪、应变仪等监测设备，实时监测边坡的位移、裂缝情况和应力变化等信息，一旦发现边坡位移或变形过大，就可以及时采取相应的措施进行处理；定期勘测和检测主要是通过定期对边坡进行综合勘测和检测，包括地质勘察、地形测量、地下水位测量等，以获取边坡的稳定性信息。
边坡稳定性分析及监测方法的研究包括静力分析和动力分析两种方法，同时结合实时监测和定期勘测和检测等手段，可以全面评估边坡的稳定性情况，为岩土工程中的边坡设计和施工提供科学依据。
岩土工程中边坡稳定性分析及监测方法研究
岩土工程中边坡稳定性分析及监测方法研究
边坡是地质灾害中的重要组成部分，其稳定性对于人类活动和生命财产的安全具有重要意义。
因此，岩土工程中边坡稳定性的分析和监测方法研究至关重要。
边坡稳定性分析通常涉及到多方面的因素，包括地质条件、土壤性质、坡度、坡高等等。
边坡稳定性分析一般采用数学模型来进行计算和分析。
在数学模型中，一些关键参数通常包括地形因素、地震因素、土壤物理性质、土壤水分、应力状况、土壤强度等等。
通过模型计算可以分析边坡在各种荷载作用下的稳定性，并为边坡设计和修建提供依据。
边坡稳定性监测是一项主动管理和调控的工作，常用于边坡工程的长期工作监测和风险管控。
边坡稳定性监测方法包括常规监测和先进监测技术。
常规监测方法主要依靠系统布设的监测点对边坡的位移、应力和变形等进行定期监测；而先进监测技术，则使用激光雷达、摄像头、遥感技术等设备，实现对边坡的精细监测。
常用的边坡稳定性监测方法包括：
（1）位移监测。
通过在边坡上部、中部、下部等位置设置监测点，测量边坡的水平、垂直位移和变形量，评估边坡稳定性。
（2）地下水监测。
通过设置地下水测井、渗流监测等设备，实时监测边坡周围地下水流动情况，评估地下水对边坡稳定性的影响。
（3）应力监测。
通过设置应变计等设备，测量边坡上土体的应力变化状态，了解边坡变形情况。
（4）遥感监测。
通过使用遥感技术，如激光雷达监测、卫星遥感等设备，实现对边坡的高精度检测，评估边坡变形及其稳定性。
总之，边坡稳定性分析和监测方法的研究是一项长期的工作，其目的是为保障人民生命财产安全提供依据。
岩土工程中的边坡稳定性分析与监测技术
岩土工程中的边坡稳定性分析与监测技术岩土工程中的边坡稳定性分析与监测技术在工程建设中扮演着至关重要的角色。
准确分析边坡的稳定性，有效监测边坡的变化，能够预防边坡滑坡和崩塌等灾害事件的发生，确保人员和财产的安全。
本文将简要介绍岩土工程中常用的边坡稳定性分析方法和边坡监测技术，以及它们的应用。
一、边坡稳定性分析方法1. 地质勘探和岩土分析：在岩土工程的初期阶段，地质勘探和岩土分析是必不可少的基础工作。
通过地质勘探，可以获得地层的地质属性、岩土体的力学参数等信息，为后续的边坡稳定性分析提供数据支持。
2. 数值模拟方法：数值模拟方法是目前岩土工程中常用的边坡稳定性分析方法之一。
通过建立边坡的数值模型，应用有限元或有限差分等方法模拟边坡的受力、变形和破坏过程，得出边坡的安全系数和破坏机理等结果。
3. 解析方法：解析方法是利用公式、方程和理论推导等手段，对边坡稳定性进行分析。
解析方法通常适用于边坡形状简单、荷载作用均匀的情况。
常用的解析方法包括切平面法、极限平衡法和退化支撑切平面法等。
二、边坡监测技术1. 位移监测技术：位移监测技术是边坡监测中最常用的方法之一，通过安装位移传感器观测边坡表面的位移变化情况。
位移传感器可以采用GPS、全站仪、测量标记物等多种测量手段，实时监测边坡的稳定性。
2. 应变监测技术：应变监测技术可用于测量边坡体的应力和变形状态。
常用的方法包括应变计、压力计和挠度计等。
通过监测边坡体的应变情况，可以评估边坡的稳定性，并及时采取相应的措施防止边坡失稳。
3. 雷达遥感技术：雷达遥感技术可以通过测量边坡表面的变形和位移，获得边坡稳定性的数据。
这种无接触式的监测技术可以在边坡较大和复杂的情况下提供高精度的测量结果，并及时报警。
三、应用与案例岩土工程中的边坡稳定性分析与监测技术在实际项目中得到了广泛应用。
例如，在大型水利工程中，采用数值模拟方法对边坡进行稳定性分析，同时利用位移监测技术实时监测边坡的变形情况。
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的粘聚力与内摩擦角。
作者简介 ： 魏俊奇 （９６ ， （ １ 一）男 汉族 ）陕西榆林人 ， ６ ， 高级工程师 ， 主要从 事公路修建与养护工作。
第６ 期
魏俊奇 ， ： 等 顺层岩质边坡稳定性分析与应力监测研究
４ ５
Ｃ ｓ＝ ＝ ａｃａ （ａ ） ｒｔ ｔｎ ｎ
（） １ （） ２
１０５平 行 的结 构 面间距分 别为 １ １ 、 、 ｍ ：．， ０１、 Ｉ ３Ｉ １ ／５ ｎ ｎ 等 ４ 情况 ， 种 结构 面宽度 为 ０２Ｉ， 角为 ３。 ． １ Ｉ倾 ０。并采
较为常见 的屈服准则多为 Ｍ ｈ Ｃｕ ｍ ｏｒ ｏｌ ｂ准则 ， － ｏ 但由于 Ｍ ｈ Ｃｕ ｍ ｏｒ ｏｌ ｂ准则 在 丌平 面上 的投 影存 在 － ｏ
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择 的参 数见 表 １ 。
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积 圆的面 积等 于不等 角六边 形 Ｍｏｒ ｏｌ ｂ屈服 强 ｈ－ ｕ ｍ Ｃ ｏ
度 的面积 ， 可以代替传统的 Ｍ ｈ Ｃｕ ｍ 屈服准则 ， ｏｒ ｏｌ ｂ － ｏ 不仅可以消除 Ｍ ｈ Ｃｕ ｍ 屈服准则的屈服面为不 ｏｒ ｏｌ ｂ － ｏ 规则六边形截面存在的尖顶和棱角给数值计算带来 的 困难 ， 且计算平 均误 差小 、 而 离散 度小 ｌ－Ｊ ２４。本 文
ｓｒ ｎ ｔ ｎ ｒｉｆｒ ｅ ｎ ｅ ｉｎ ｎ ｔ ｇｈ ｉ ｎｏ ｃ ｍｅ ｔｄ ｓｇ ｉｇ，ａ ｎ ｉａｅｔ ａ ｈ ｓｓｏ ｅ ｈ ｓｔｎ ｅ ｏ ｓｅ ｄ ｔｔ ｅ ｅ ｎｄ ｉ ｄｃ ｔ ｔｔｉ ｌｐ ａ ｅ ｄ ｄ ｔ ｔａ ｙ ｓａｅ． ｈ Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ｂｅ ｄｅ ｏ ｋ ｌｐｅ；ｓｒ ｓ ｎ ｔ ｒｎ ｙ ｒｓ ｄ ｄ ｒ ｃ ｓｏ ｔｅ ｓｍｏ ｉｏ ｉｇ；ｓ ｎ ｉｙ ｌｃ ｔｏ ｅ ｓｔ ｏ ａ ｉ ｎ；ｓｒ ｎｇ ｈ ｒ ｄｕ ｔ ｎ ｔ ｏ ｔｅ ｔ ｅ ｃ ｏ ｍｅ ｈ ｄ ｉ
有 限元计 算采 用 的屈 服 准 则 为徐 干成 、 颖 人 等人 郑
的研究得 出的 Ｍ ｈ Ｃｕ ｍ 等面积圆屈服准则 ， ｏｒ ｏｌ ｂ － ｏ 表 达式如式 （） ３所示 ， ｏｒ ｏｌ ｂ 面积圆屈服准则 Ｍ ｈ Ｃｕ ｍ 等 － ｏ 中的参数 ａ ｋ的表达式为［ ７式 （ ）式 （ ） 、 ］ ４ 、 ５ 所示 ， － 有限元计算中将式（ ）式 （） １ 、 ２ 中对 ｃ 折减转化为 、 对 ａ ｋ 减 ， 式 （） 示 。 、折 如 ６所
／ １ ７
圆锥
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／
图 １ 各 屈服 准则 在 平 面上 的 曲线
．
厂： 口 １ ，＋
：ｋ
（） ３
式 中 ：１ ， 为应 力 张 量 的第 一 不 变 量 ；２ 应 力偏 量 Ｊ为 的第 二不 变量 ； ｋ与介质 内摩擦 角 和凝 聚力 ｃ ａ、 有
关 的系数 。
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关键词 ： 顺层岩质边坡 ； 应力监测 ； 敏感部 位 ； 强度折减法 中图分类号 ： ４ ６ １ Ｕ １． 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１７＿ ｌ４ （０ １０—０４—０ ６２ １＿ ２ １）６ ０４ ４ ４
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｔ ｂｌ ｙ Ａｎ ｌ ｓ ｎ ｔｅ ｓＭ ｏ ｉ ｒｎ ｆＢｅ ｄ ｄ Ｒｏ ｋ Ｓ ｏ ｅ ｔ ｄ ｎ Ｓ ａ ｉ ｔ ａｙ ｉ ａ ｄ Ｓ ｒ ｓ ｎｔ ｉ ｇ ｏ ｄ ｅ ｃ ｌｐ ｉ ｓ ｏ
摘 要： 针对顺层岩质边坡稳定 性监测较难进 行 的问题 ， 用应力 监测 的方 法对其进 行评价 。利 用数 采
值计算得出不同结 构面间距 时的边坡失稳破坏位置 为距 离坡脚处 最近 的结构面位 置处 ， 并结合 理论分 析与锚杆监测 的现场试验对其进行验证 。现场 试验结果 表 明， 边坡 内部应力在 开挖后 ４ ０天趋 于稳 定 ， 锚杆受力最大值为 ３ ． Ｐ ， ０６Ｍ ａ满足钢筋设计抗拉强度要求 ， 表明该 边坡 趋于稳定 状态。
０ 前
言
坡 的现 场试 验监 测 成果 ， 价 了该 监 测方 法 的可 行 评 性 ［ｌ １。
随着 大 规模 建 设 由平 原 区向西 部 山 区挺 进 ， 建
设过程 中不 可避 免 的 开挖 形 成 了大 量 的岩 质 边坡 ，
１ 有限元计算模型的建立
首先采用有限元计算方法对边坡易失稳 的敏感
Ａｂ ｔａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ａｉ ｄ ａ ｅ ｐ ｏ ｌｍ ｆｄｆ ｃ ｌ ｎ ｔｒｔｅ ｓ ｂｌ ｙ ｏ ｅ ｄ ｄ ｒｃ ｌｐ ，ｔｅ ｍｅｈ ｄ ｏ ｒ ｓ ｎ ｔ ． ｍｅ ｔ ｂ ｒ ｂ ｅ ｏ ｉ ｕｔ ｔ ｍｏ ｉ ｔ ｉ ｔ ｆ ｄ ｅ ｏ ｋ ｓ ｅ ｈ ｔｏ ｓ ｅ ｓｍｏ ｉ ｒ ｔ ｉ ｆ ｙｏ ｏ ｈ ａ ｉ ｂ ｏ ｆ ｔ ｏ
第９ 卷第 ６期
２ １ １ 月 １ 年 ０ ２
水利 与建筑 工程 学报
ｏ ｒ ａ ｆ ａ ｒＲ ｓ ｕｃ ｓａ ｄ Ａ ｃ ｉ ｃｕ ａ ｕ ｎ ｌ Ⅵｒ ｅ ｅ ｏ ｒ ｅ ｎ ｒ ｈｔ ｔｒｌ ｏ ｔ ｅ
Ｖｎ ． １９ Ｎｏ． ６ Ｄｅ ｃ．，２０１１
计算选取的岩质边坡高度为 ３ ｌ ０ｎ， 边坡坡度为
水利 与建筑工程学报 表 １ 计算 采用 的材料参数
第 ９卷
近坡脚 处 的结构 面 处 出 现破 坏 ， 处 为稳 定 性 敏 感 该 部位 ， 采用 应力监 测 时应 以该位 置处 为主 。 岩块 内部 由 于粘 聚力 较 大 ， 岩块 自身 很难 出现
，） ｔ 斗 ４
√２ ３ （ ｉ ｑ ４ 丌 ９一ｓ ２ ） ｎ￣
ｋ： （） ５
√２ （ 一ｓ２ ） ， ７ ９ ｉ ｑ ３ｒ ｎ￣
式中： 、 分别为岩土体的粘聚力与内摩擦角。 ｃ
厂詈 ＝ ¨ ＝
１２ 有限元计算模型的建立 ．
（ ６ ）
１ ｉ ｎ
图 ２ 不同结构 面间距 的有 限元网格划分图
部位 进行 分析 ， 为现 场应力 监测 试验 确定监 测位 置 。
１ １ 采用 的方法 与屈服 准则 ．
对这 些人 工开挖 形成 的岩质 边坡 的稳 定性评 价越 来 越 成为边 坡工 程研究 领域 的重 点和热 点 。顺 层 岩质 边坡 是一种 较 为常 见 的 岩质 边 坡 类 型 ， 由于受 到 平 行结 构面存 在 的影 响 ， 坡较 易 沿 结 构 面滑 动 而 失 边
收 稿 日期 ：０ １ ９２ ２１－ —９ ０ 修 稿 １ ：０ １１． ３期 ２ １—１１ ７
断降低岩土体的抗剪强度参数 ， 使边坡逐渐达到极
限平衡状态而失稳 ， 计算公式如式 （）式 （） １ 、 ２ 所示。 其中 为折减系数 ， 即安全系数 ； 、 分别 为岩土 ｃ
体的粘聚力与内摩擦角 ； 、 分别为折减后岩土体 ｃ
顺 层 岩 质 边 坡 稳定 性 分 析 与 应 力 监测 研 究
魏俊奇 王礼珍２王 丽 ， ，
（． １ 陕西省交通建设集 团公 司 靖王分公司 ，陕西 榆林 ７９０ ； ． １００ ２ 西安公路研究院 ， 陕西 西安 ７０５ ； １０４ ３ 陕西 省交通建设集 团公 司 榆靖分公 司 ， ． 陕西 榆 林 减 的方法 求解边 坡 达到极 限平衡 状 态 时的滑 动面位 置 。 度 折减 法 的原 理 在 于通 过 不 强