• 高陡路堑岩质边坡潜在落石灾害评估及防护建议

  为评估高陡路堑岩质边坡潜在落石的危害风险,以连云港中云台山人工开挖高陡岩质边坡为 研究对象,通过地质调查及结构面分析,识别出研究边坡危岩破坏机制主要为风化破坏、平面滑动 破坏、楔形体破坏和倾倒破坏,并据此确定了3个潜在落石源区及可能运动剖面。结合现场实际工 况特征,基于原位试验测定了运动剖面所涉及的5种坡面材料(坚硬变粒岩、变粒岩散在覆盖较低 植被、常态混凝土、喷射混凝土及沥青路面)的法向和切向恢复系数,分别为 0.39、0.44、0.47、 0.51、0.42和0.84、0.78、0.85、0.88、0.92。综合上述参数,采用 RocFallV.4.0程序对研究边坡 进行落石灾害分析及防护措施测试。结果表明:无防护措施下,3个剖面上57.7%~61.6%的落石 可侵入公路,最大回弹高度可达23.52~26.52m;随下落高度增加,落石平动速度及总动能呈显著 增大趋势,在高速公路区域各剖面落石速度均大于24m·s-1,最大总动能可达1252.4~1711.3 kJ。现有防护措施下,95%的落石被第一、二道防护网拦截,仅存在少数落石逃逸,对超防护能级落 石,现有措施可能面临挑战,加强巡视、铺设高吸能材料及原地支护或分解可能有助于该问题的解 决。相关研究思路及获得的结果可为类似工程边坡落石灾害风险减轻及防护措施构建、加强提供 重要参考。

  2024-11-21 iGeo

• 基于广义Hoek-Brown准则的瞬时线性化强度折减技术

  广义 Hoek-Brown（HB）准则广泛应用于岩体的计算和分析，然而，广义 HB 准则是典型的非线性强度准则，不能 直接在有限元强度折减法中采用来开展岩体的稳定性分析。针对这一问题，开展瞬时线性化研究，根据已有的应力状态将 HB 强度包线上一点的抗剪强度转化为该点切线对应的黏聚力和内摩擦角，并提出了两种瞬时线性化强度折减方案：（1）基 于弹塑性分析获得的应力场，对每个应力点专属的瞬时 Mohr-Coulomb（MC）强度参数进行折减，相应的方法记为 Point-IL-SSRFEM；（2）由于传统有限元法要求单元的抗剪强度参数保持不变，在每个单元上各个应力点获得瞬时 MC 强度 参数后，对这些参数进行单元均一化处理并进行折减，相应的方法记为 Element-IL-SSRFEM。基于岩质边坡算例，对比和评 述了三参数等比折减技术和瞬时线性化强度折减技术。数值分析结果表明：与 Element-IL-SSRFEM 相比，Point-IL-SSRFEM 对网格划分的要求较低，计算精度和计算效率相对较高；与三参数等比折减相比，Point-IL-SSRFEM 的计算精度高、计算性 能稳定。因此，推荐使用 Point-IL-SSRFEM 来分析岩质边坡的稳定性

  2024-11-21 iGeo

• 牵引式滑坡后缘破裂面形成机制试验研究

  由于河谷下切或者坡脚开挖，常会造成自然斜坡牵引式滑动，形成多级后缘拉裂面。后缘面的形成机制对 牵引式滑坡的稳定性分析有重要影响，因此开展试验测试和理论分析。开发能够同时模拟地下水对滑带软化作用 和滑坡渐近破坏过程的试验装置，由若干渗透盒构成分段式滑面，可以模拟各种几何形态的滑动面，通过对不同 渗透盒注水，可模拟滑带分阶段饱和软化，从而实现对各种滑坡破坏模式的模拟。设计 4 种试验方案，模拟圆弧 型、折线型和直线型滑动面，以及三段线和两段线坡面线。分三阶段设计滑坡工况，测试滑体后缘面破裂倾角。 试验表明，后缘面倾角试验值受滑体厚度和失稳滑段位置影响明显。假定牵引式滑坡的后缘面可能形成机制为整 体滑动式、滑动拉裂式和滑动剪切变形式，计算后缘面倾角。比较表明，滑动拉裂机制计算值与试验值最接近， 在试验值上下浮动，相对误差小于 10%。据此认为牵引式滑坡的后缘面形成机制为：底滑面失稳下滑，在失稳滑 面末端对应的滑体部位出现了拉破坏区，拉应力由最小主应力控制，拉破坏面方向与最大主应力方向基本一致。

  2024-11-21 iGeo

• 酸性干湿循环作用下砂岩强度参数劣化规律

  为研究酸性环境中砂岩在干湿循环作用下强度的劣化规律，在溶液 pH 值分别为 7、5、3 的浸泡环境中，对砂岩试 样进行循环次数为 1、5、10、15、20 次的干湿循环试验。根据每个循环阶段后的强度数据，得到 Mohr-Coulomb 强度准则 参数和 Hoek-Brown 强度准则参数，并对这些参数的干湿循环劣化效应做简要的分析。再根据应力空间中偏应力与强度准则 参数的关系式，分别作出 pH 值为 7、5、3 的浸泡溶液作用下 π 平面上的破坏面随不同循环次数的变化图。结果表明：各准 则参数随着干湿循环次数的增加呈下降趋势，循环次数较小时劣化较为严重，而后呈缓和趋势；pH 值越低，劣化越严重， 劣化效应由大至小依次为：单轴抗压强度、黏聚力、材料常数、内摩擦角；同一 pH 值浸泡环境中，循环次数较小时，π 平 面上的破坏曲线较为稀疏，循环次数越大，破坏曲线越密集；不同 pH 值浸泡环境中，pH 越低，破坏曲面越小；偏应力与 单轴抗压强度、黏聚力正相关，与材料常数、内摩擦角负相关。

  2024-11-21 iGeo

• 岩质块体渐进破坏的稳定分析方法

  岩桥的破裂贯通是一种非连续变形现象。强度折减技术虽然是渐进破坏过程模拟的主流技术，但其不具备描述非连 续变形现象的能力。提出连通率折减法和刚度折减法来模拟含非贯通结构面岩块的渐进破坏过程，并建立考虑渐进破坏过程 的块体稳定分析方法。首先，引入 Goodman 单元来描述共面非贯通结构面的岩桥部分和裂隙面部分，建立静力平衡方程来 求解滑裂面内岩桥单元和裂隙面单元的应力。其次，岩桥单元采用 Griffith 准则来判别破坏，利用连通率折减法来描述其破 裂；裂隙面单元采用 MC 准则来判别破坏，用刚度折减法来描述其屈服；通过循环迭代，模拟岩桥单元的破裂过程和裂隙面 单元的应力调整过程，实现整个滑裂面的渐进破坏过程模拟。然后，定义考虑渐进破坏过程的滑裂面极限状态；通过自重超 载方式将滑裂面推送至极限状态；基于极限状态设计的理论框架，计算度量块体稳定性的安全系数指标。工程实例分析结果 表明，渐进破坏过程模拟结果与现场调查结果是一致的。渐进破坏过程的模拟实现，有助于岩质边坡变形破坏机制分析从定 性分析阶段扩展至定量分析阶段

  2024-11-21 iGeo

• 考虑拉裂缝的斜坡软弱地基路堤稳定性分析

  评述斜坡软弱地基路堤稳定性研究面临的挑战性，应用极限平衡法软件 Ｓｌｉｄｅ、有限元法软件 Ｐｈａｓｅ２，分 别从推力线分布状况、达到临界剪切强度折减时单元拉伸屈服分布状况角度出发，探讨斜坡软弱地基路堤稳定性 分析中引入拉裂缝的必要性；在极限平衡法基础上，利用敏感性分析法确定拉裂缝分别在干燥和完全充水条件下 的最不利深度；分析拉裂缝引入后对稳定安全系数、最危险滑面形态及条间法向力的影响，阐述拉裂缝水分充填 对稳定性的不利作用。研究结果表明，敏感性分析法可较好地确定拉裂缝的深度；考虑拉裂缝后，滑块土条条间 法向拉力消失，稳定安全系数降低，设计更趋于安全，拉裂缝完全充水将进一步加剧斜坡软弱地基路堤稳定安全 系数的降低；滑面由上部垂线和下部圆弧共同组成，其形态更真实客观。

  2024-11-20 iGeo

• 边坡失效概率估计的高斯过程动态响应面法

  针对传统响应面法在求解具有高度非线性隐式功能函数边坡可靠性问题上的局限性，采用适用于处理高维度、小样 本、非线性回归问题的高斯过程回归模型构建隐式功能函数的响应面，将高斯过程响应面与蒙特卡罗模拟法相结合，通过构 造合理的迭代方式，在利用高斯过程回归模型的不确定性评价功能获取最优采样点的基础上，实现了高斯过程响应面动态更 新，由此提出了边坡失效概率快速估计的高斯过程动态响应面法。利用数值算例验证了该方法的有效性，在此基础上对 3 个 边坡算例进行了可靠性分析。结果表明，与传统响应面法相比较，该方法计算精度与计算效率明显较高，易于与既有的边坡 分析软件相结合，且实现容易，适用于边坡可靠性的快速分析。

  2024-11-20 iGeo

• 等值地应力下岩质圆形隧道位移释放系数比较及应用

  隧道前期变形是利用收敛约束法确定支护压力和围岩稳定变形的关键，在分析隧道开挖面空间效应机制的 基础上，总结具有代表性的深埋岩质圆形隧道位移释放系数公式，对其进行分类、适用性及空间效应的比较，得 到不同位移释放系数、不同支护施作距离和不同控制目标下的收敛约束差异。研究结果表明：以围岩塑性区最大 半径为基础的位移释放系数对弹性围岩和各种弹塑性围岩均适用，具有广泛的工程应用前景；弹性位移释放系数 仅适用于弹性围岩，常用塑性位移释放系数仅适用于相对半径为 2 的隧道围岩；不宜将依据距开挖面较远处得到 的支护压力而设计的支护结构随意前移构筑，应依据实际工程的围岩特性，合理选择位移释放系数公式，适时施 作不同刚度的支护。

  2024-11-20 iGeo