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露天矿裂隙岩体边坡离散单元法模拟分析 预览
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作者 郭晓旭 常来山 李振涛 《有色金属:矿山部分》 2019年第3期30-33,共4页
离散单元法能够分析节理裂隙岩体沿离散界面产生滑移、张裂、垮落等大变形问题,是岩石开挖工程中分析非连续介质问题的重要方法。徐东沟露天矿最终境界边坡上下部均由坚硬块状结构岩体组成,而边坡中部则为岩性较软的绿泥石英片岩构成,... 离散单元法能够分析节理裂隙岩体沿离散界面产生滑移、张裂、垮落等大变形问题,是岩石开挖工程中分析非连续介质问题的重要方法。徐东沟露天矿最终境界边坡上下部均由坚硬块状结构岩体组成,而边坡中部则为岩性较软的绿泥石英片岩构成,且为典型的顺坡向层状结构,分析表明,绿泥石英片岩构成的局部边坡区域位移较大,模拟开采至最终-348m水平时,水平位移最大达1.6m,垂直向下位移达1.4m,应用强度折减法得到边坡安全系数仅为1.05,开采出露后极有可能产生边坡失稳,影响矿山的安全生产。 展开更多
关键词 节理岩体 矿山边坡 离散单元法
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考虑平动-转动力学效应的露天矿山节理岩质边坡塑性极限分析
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作者 李泽 胡政 +3 位作者 刘文连 胡高建 杜时贵 周宇 《岩石力学与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第A02期4056-4068,共13页
露天矿山节理岩质边坡的失稳破坏一般同时包含平动和转动力学效应。本文将塑性极限分析理论、多自由度的刚性块体单元离散技术、拟静力法原理和数学规划方法结合起来,研究矿山节理岩质边坡平动滑移破坏或倾倒破坏时的稳定性。根据拟静... 露天矿山节理岩质边坡的失稳破坏一般同时包含平动和转动力学效应。本文将塑性极限分析理论、多自由度的刚性块体单元离散技术、拟静力法原理和数学规划方法结合起来,研究矿山节理岩质边坡平动滑移破坏或倾倒破坏时的稳定性。根据拟静力法原理计算单元形心地震惯性力,以结构面的法向力、剪力、弯矩为决策变量,构建节理岩质边坡静力许可应力场,建立节理岩质边坡稳定性分析的下限法数学规划模型;同时以单元形心的平动速度、转动速度为决策变量,构建节理岩质边坡机动许可速度场,建立节理岩质边坡稳定性分析的上限法数学规划模型;最后运用优化算法求解这两个数学模型,获得节理岩质边坡安全系数的上、下限解和对应的破坏机构。 展开更多
关键词 边坡工程 节理岩质边坡 稳定性 刚性块体单元 塑性极限分析 拟静力法
雨水渗透下节理岩质边坡失稳离散元模拟 预览
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作者 蒋明镜 卢厚华 +1 位作者 王华宁 廖兆文 《郑州大学学报:理学版》 北大核心 2018年第4期106-111,共6页
采用一种新的能够考虑水软化与化学风化作用的复合微观接触模型,将其植入离散元软件PFC2D中,进行节理岩质边坡失稳过程的模拟.建立一个85°倾角并含有3组倾角为45°节理的岩质边坡,采用重度增加法研究岩质边坡在水软化及化学风... 采用一种新的能够考虑水软化与化学风化作用的复合微观接触模型,将其植入离散元软件PFC2D中,进行节理岩质边坡失稳过程的模拟.建立一个85°倾角并含有3组倾角为45°节理的岩质边坡,采用重度增加法研究岩质边坡在水软化及化学风化影响下的破坏过程.结果表明:边坡滑动过程中,应力应变波动较大,不同位置处的应力应变的波动具有相似的规律;滑动体的速度达到一定值时,才开始产生比较明显的位移;速度及位移快速增加的时刻晚于应力应变开始波动的时刻;岩质边坡的破坏主要为岩桥贯通,破坏面为节理滑动面,颗粒间主要为拉剪破坏与压剪破坏,破坏阶段拉剪破坏速率大于压剪破坏. 展开更多
关键词 离散单元法 节理岩质边坡 化学风化 水软化
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节理岩体边坡采动损伤与可靠性分析 预览 被引量:1
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作者 常远 常来山 +2 位作者 任富强 邓会镜 陈思玮 《煤炭学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期1305-1311,共7页
为定量分析节理岩体边坡的采动损伤对边坡可靠性的影响,通过对大孤山铁矿下盘混合岩边坡进行现场勘测与模糊C均值聚类优化分析,确定了岩体2组优势节理的倾向、倾角、迹长和密度的随机分布参数。利用Hoek-Brown强度准则参数m和s与岩体质... 为定量分析节理岩体边坡的采动损伤对边坡可靠性的影响,通过对大孤山铁矿下盘混合岩边坡进行现场勘测与模糊C均值聚类优化分析,确定了岩体2组优势节理的倾向、倾角、迹长和密度的随机分布参数。利用Hoek-Brown强度准则参数m和s与岩体质量分类指标GSI和扰动系数的关系,采用Monte-Carlo模拟抽样技术获得了节理岩体强度的随机分布参数。建立了节理岩体损伤与扰动系数D的联系,应用Kawarnoto损伤张量对采动损伤进行了数值分析,并根据Rosenblueth原理获得了扰动系数D以及反映时空效应和各向异性的岩体强度随机分布参数。基于此,定量分析了大孤山铁矿下盘混合岩节理岩体边坡采动损伤的时空变化特征及其对边坡稳定性的影响。结果表明,采场底标高从-87 m降至最终-450 m时,坡顶至-87 m水平同一高度滑弧可靠性指标相对下降7.7%,原因为采场下移导致节理岩体损伤加剧、强度降低所致,并且危险滑面逐渐向坡面偏移,与坡面近处岩体的损伤较大相关。 展开更多
关键词 可靠性 概率损伤 各向异性 节理岩体 露天矿边坡
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Seismic stability of jointed rock slopes under obliquely incident earthquake waves 预览
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作者 Huang Jingqi Zhao Mi +3 位作者 Xu Chengshun Du Xiuli Jin Liu Zhao Xu 《地震工程与工程振动:英文版》 SCIE EI CSCD 2018年第3期527-539,共13页
Seismic stability of slopes has been traditionally analyzed with vertically propagated earthquake waves.However,for rock slopes,the earthquake waves might approach the outcrop still with a evidently oblique direction.... Seismic stability of slopes has been traditionally analyzed with vertically propagated earthquake waves.However,for rock slopes,the earthquake waves might approach the outcrop still with a evidently oblique direction.To investigate the impact of obliquely incident earthquake excitations,the input method for SV and P waves with arbitrary incident angles is conducted,respectively,by adopting the equivalent nodal force method together with a viscous-spring boundary.Then,the input method is introduced within the framework of ABAQUS software and verified by a numerical example.Both SV and P waves input are considered herein for a 2 D jointed rock slope.For the jointed rock mass,the jointed material model in ABAQUS software is employed to simulate its behavior as a continuum.Results of the study show that the earthquake incident angles have significance on the seismic stability of jointed rock slopes.The larger the incident angle,the greater the risk of slope instability.Furthermore,the stability of the jointed rock slopes also is affected by wave types of earthquakes heavily.P waves induce weaker responses and SV waves are shown to be more critical. 展开更多
关键词 地震稳定性 事件 岩石 连接 输入方法 波浪
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大型节理岩坡联合支挡结构三维有限元分析 预览 被引量:1
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作者 张星 周博 +1 位作者 汪华斌 高英治 《土木工程与管理学报》 北大核心 2017年第6期115-120,共6页
大型节理岩质边坡的支挡结构体系一直是设计和研究中的重要课题。本文结合湖北恩施至重庆黔江高速公路K104+960段岩质边坡防治工程,借助于商业有限元软件ABAQUS建立了多层岩质边坡在不同支护方案下包括抗滑桩、挡土墙和锚杆联合支护体... 大型节理岩质边坡的支挡结构体系一直是设计和研究中的重要课题。本文结合湖北恩施至重庆黔江高速公路K104+960段岩质边坡防治工程,借助于商业有限元软件ABAQUS建立了多层岩质边坡在不同支护方案下包括抗滑桩、挡土墙和锚杆联合支护体系的三维模型。该计算模型着重考虑了岩质边坡的节理作用,以强度折减法计算边坡的安全系数。研究结果揭示了抗滑桩、挡土墙和锚杆的相互作用对联合支护效果的影响,主要表现为锚杆作用于上坡,抗滑桩则主要作用于下坡,中间部分的挡土墙可以同时分担锚杆与抗滑桩的土压力。其次,通过研究抗滑桩的桩位、桩间距及桩截面对边坡稳定系数与桩身内力的影响,发现桩位在边坡中前部,桩间距在2.5~4倍桩径范围内,桩截面在1.4 m×2.1 m或1.6 m×2.4 m范围的抗滑桩为最优支护方案。 展开更多
关键词 节理岩质边坡 联合支挡 抗滑桩 强度折减法
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露天矿节理岩质边坡稳定性分析 预览 被引量:2
7
作者 王家臣 陈冲 《煤炭学报》 CSCD 北大核心 2017年第7期1643-1649,共7页
针对弓长岭露天铁矿东帮节理岩体边坡的结构特征,使用3GSM三维岩体不接触测量系统,进行了结构面调查及统计分析,获取了结构面倾向、结构面倾角以及节理迹长、节理间距的详细统计数据。基于Monte-Carlo随机模拟方法,使用结构面网络模拟... 针对弓长岭露天铁矿东帮节理岩体边坡的结构特征,使用3GSM三维岩体不接触测量系统,进行了结构面调查及统计分析,获取了结构面倾向、结构面倾角以及节理迹长、节理间距的详细统计数据。基于Monte-Carlo随机模拟方法,使用结构面网络模拟的软件Frac Sim3D,得到节理岩体的三维网络模型。在建立的三维网络模型基础上,采用钻孔取样方法获取节理岩体的岩体质量指标RQD,结合现场点荷载强度试验,进而获取RMR指标,基于Hoek-Brown经验方法得到节理岩体的抗剪强度参数。通过FISH语言编程实现了对复杂节理岩体的精细建模,采用离散元软件UDEC对边坡进行稳定性分析。结果表明:边坡整体处于稳定状态,局部发生岩体变形,受顺倾结构面控制,边坡顶部岩体沿结构面产生楔体破坏,局部散体区域出现掉块现象。 展开更多
关键词 节理岩体 边坡 三维网络模拟 稳定性分析
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基于立体投影和3DEC的某水电站裂隙岩体边坡稳定性研究 预览
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作者 赵渊 王亮清 周鹏 《城市勘测》 2017年第5期153-159,共7页
裂隙岩体边坡稳定性研究是国内外岩土工程领域研究的热点问题,传统方法在评价裂隙岩体边坡稳定性时具有诸多限制。本文以某水电站溢洪道开挖边坡为例,提出了考虑确定性结构面与随机性结构面,基于立体投影和3DEC的裂隙岩体边坡稳定性分... 裂隙岩体边坡稳定性研究是国内外岩土工程领域研究的热点问题,传统方法在评价裂隙岩体边坡稳定性时具有诸多限制。本文以某水电站溢洪道开挖边坡为例,提出了考虑确定性结构面与随机性结构面,基于立体投影和3DEC的裂隙岩体边坡稳定性分析方法。在水电站工程地质调研的基础上,确定了优势结构面,开展了结构面力学参数的现场试验,采用立体投影方法进行了设计边坡角下边坡可能滑动模式分析;依据可能的滑动模式,建立了三维非连续地质模型与数学力学模型,进行了自然、暴雨、地震三种工况下的位移与稳定性分析。该成果为裂隙岩体边坡稳定性研究提供了一种新的高效的方法,对相似工程具有借鉴作用。 展开更多
关键词 节理岩体 破坏模式 边坡稳定性 立体投影 非连续数值模拟
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硅质岩路堑边坡稳定性分析——以广西资-兴高速公路边坡为例 预览 被引量:1
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作者 张莹 苏生瑞 +1 位作者 李景山 苏忆 《中国地质灾害与防治学报》 CSCD 2017年第2期49-58,共10页
本文针对硅质岩路堑边坡,先通过野外调查测量,得到结构面的概率模型,然后进行室内吸水性试验、单轴压缩变形试验、抗拉强度试验及直接剪切试验得到硅质岩的物理力学参数,为数值模拟提供依据;最后通过有限元强度折减法,对基于Monte Carl... 本文针对硅质岩路堑边坡,先通过野外调查测量,得到结构面的概率模型,然后进行室内吸水性试验、单轴压缩变形试验、抗拉强度试验及直接剪切试验得到硅质岩的物理力学参数,为数值模拟提供依据;最后通过有限元强度折减法,对基于Monte Carlo随机模拟的方法生成的模型进行计算。试验结果表明,硅质岩十分致密,强度大,单轴压缩时,在应力为峰值应力的50%~65%时,岩体进入裂缝急剧扩展阶段,此时的应力—应变曲线出现"平台"。但"平台"过后应力还能继续增长,直至劈裂破坏。以硅质岩为代表的有软弱结构面的硬质岩边坡在天然条件下一般处于稳定状态,此时软弱夹层因受压紧密不易发生滑动,而在开挖揭露软弱夹层后,坡体才产生顺结构面的下滑现象。模拟结果表明,在原始坡形及开挖二级边坡时,坡体的稳定性较好,发生破坏的概率较小,而在开挖到一级边坡时,发生失稳的概率为76%。坡体的破坏模式为开挖导致的应力重分布使坡脚处先产生应力集中,岩体内的微破裂逐渐累积,变形主要沿着结构面及结构面上的岩体向坡体后缘扩展直至贯通,形成滑移—拉裂式破坏。50次计算结果的叠加表明,潜在滑面发生在与开挖面垂直距离7~9 m的概率为46%,最深的位置在11.3 m,这一结果可为坡体的支护设计提供依据。 展开更多
关键词 硅质岩 结构面模拟网络模拟 节理岩质边坡 稳定性分析
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节理化软岩开挖边坡变形及稳定性分析 预览
10
作者 张莉萍 邱德俊 许宝田 《江苏水利》 2017年第3期41-45,共5页
南京秦淮东河铜家山段河道开挖后形成高度接近50m的高边坡,边坡岩体主要为黄马青组(T,。)泥质粉砂岩,根据其饱和单轴抗压强度确定在地层岩石为软岩,岩体内发育多组包括层面在内的节理。边坡开挖后其稳定性受该组地层影响较大,本... 南京秦淮东河铜家山段河道开挖后形成高度接近50m的高边坡,边坡岩体主要为黄马青组(T,。)泥质粉砂岩,根据其饱和单轴抗压强度确定在地层岩石为软岩,岩体内发育多组包括层面在内的节理。边坡开挖后其稳定性受该组地层影响较大,本文采用有限元法对该边坡的变形和稳定性进行分析,计算时将岩体分别看作均质各向同性介质和节理化岩体两种情况来考虑。当将岩体看作均质各向同性材料时,开挖后边坡的变形较小,边坡稳匙陡系数满足安全性要求。当将岩体看作节理化岩体时,节理化有限元计算结果表明边坡变形较大,稳定性不满足安全性要求。分析结果表明,该软岩边坡的变形和稳定性受节理影响较大,考虑开挖后的加固设计时需要充分考虑岩体中节理对边坡的稳定性影响。 展开更多
关键词 节理化软岩 开挖边坡 变形 稳定性
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基于裂纹扩展模式的岩质斜坡阶梯状滑移破裂机制研究 被引量:1
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作者 朱雷 黄润秋 +1 位作者 严明 陈国庆 《岩土工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第7期1216-1224,共9页
阶梯状滑移破裂作为节理斜坡的一种典型破坏模式,裂隙间裂纹的扩展模式对其变形破裂机制及斜坡破裂面形态具有重要的意义。通过颗粒流程序研究了不同岩桥倾角(0°,45°,90°,135°)和围压条件下双裂隙间裂纹的贯... 阶梯状滑移破裂作为节理斜坡的一种典型破坏模式,裂隙间裂纹的扩展模式对其变形破裂机制及斜坡破裂面形态具有重要的意义。通过颗粒流程序研究了不同岩桥倾角(0°,45°,90°,135°)和围压条件下双裂隙间裂纹的贯通模式、基本特征与影响因素,揭示含双裂隙岩体在不同围压作用下裂纹扩展的细观力学机制,并推广到含多裂隙岩体裂纹扩展模式中。主要成果如下:①双裂隙的贯通主要通过次生共面裂纹、次生倾斜裂纹和翼裂纹;②裂纹扩展具有明显的围压效应,低围压条件下,裂隙的贯通主要通过翼裂纹和次生倾斜裂纹,高围压条件下,裂隙的贯通主要通过次生共面裂纹和次生倾斜裂纹;③裂隙的贯通应力受岩桥倾角影响较大,岩桥倾角为45°时,裂隙的贯通应力最小,裂隙最容易贯通。结合双裂隙贯通模式的研究,对多裂隙岩体贯通模式进行研究,多裂隙岩体贯通模式可以理解为多组双裂隙的贯通模式的不同组合,同时,在多裂隙贯通模式中,裂纹会寻找贯通应力最小路径扩展。最后,结合一实际斜坡案例,对阶梯状破坏斜坡的基本破裂特征进行了总结分析,并提出了相应的破裂模式分区。 展开更多
关键词 裂隙岩体 裂纹扩展 应力状态 阶梯状斜坡 破裂机制
考虑损伤顺层节理岩质边坡稳定性分析
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作者 张军 仲淑姮 +1 位作者 王卫 肖威 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2016年第7期215-218,共4页
边坡开挖造成节理岩质边坡的浅部局部破坏。基于极限平衡法和强度折减法对顺层节理岩质边坡的稳定性进行研究,系统地分析岩质边坡节理倾角、损伤长度和程度对边坡安全系数和破坏过程的影响。结果表明:边坡安全系数与节理倾角密切相关,... 边坡开挖造成节理岩质边坡的浅部局部破坏。基于极限平衡法和强度折减法对顺层节理岩质边坡的稳定性进行研究,系统地分析岩质边坡节理倾角、损伤长度和程度对边坡安全系数和破坏过程的影响。结果表明:边坡安全系数与节理倾角密切相关,边坡安全系数随着节理倾角的增加先减小、后增大,优势节理倾角在35°~45°;随着节理损伤长度的增加,边坡安全系数近似线性减小;节理损伤的岩质边坡坡顶更易产生剪应力集中,从而加速边坡失稳,节理岩质边坡破坏模式为沿着节理面向下整体滑动;节理损伤程度对边坡稳定性影响较明显,节理损伤越长,安全系数随损伤程度的增大而加速下降。 展开更多
关键词 节理岩质边坡 安全系数 破坏模式 节理损伤 边坡稳定性
基于DDARF的节理岩体破坏和锚固效应 预览
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作者 郑春梅 王明斌 +2 位作者 雍敏 蔚立元 张磊 《土木工程与管理学报》 北大核心 2016年第4期35-40,共6页
采用DDARF方法模拟双裂隙试件在单轴和双轴压缩条件下的裂纹扩展过程,研究裂隙间距、裂隙角度、裂隙错距和侧向应力对岩块特性的影响,研究表明,试块的峰值强度随着裂隙间距和裂隙错距增加均呈现“W”型变化,随着角度增加呈现“V”型变化... 采用DDARF方法模拟双裂隙试件在单轴和双轴压缩条件下的裂纹扩展过程,研究裂隙间距、裂隙角度、裂隙错距和侧向应力对岩块特性的影响,研究表明,试块的峰值强度随着裂隙间距和裂隙错距增加均呈现“W”型变化,随着角度增加呈现“V”型变化,并且随侧向压力的增加,峰值强度和起裂应力均比单轴压缩时提高。对单节理锚固试件进行单轴压缩模拟试验,得到了4种不同锚固角度试块的裂隙扩展规律,研究发现,锚固角度并不是越大越好,存在一个最优锚固角度。对某水电站坝址高边坡进行稳定性分析,加锚后坡脚虽然萌生新裂隙,但是加锚后裂隙扩展的规模和范围受到限制,裂隙并没有扩展到坡体内,无法与深部裂缝贯通,也就不能形成滑动面,从而提高边坡的稳定性并减小边坡的变形。数值模拟结果与相似材料模型试验结果吻合,表明DDARF方法能有效地模拟岩体裂隙扩展过程以及锚杆锚固作用。 展开更多
关键词 DDARF 节理岩体 裂纹扩展 锚固效应 水电站边坡
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地震作用下节理岩质边坡的动力稳定性分析 预览 被引量:4
14
作者 王泉伟 杜朋召 +1 位作者 张涛 刘建磊 《华北水利水电大学学报:自然科学版》 2015年第6期63-67,共5页
基于离散数学的思想,将边坡离散为众多子区域,利用离散元强度折减法,以子区域特征点的位移时程曲线是否收敛作为岩体的失稳判据,研究节理岩质边坡的动力稳定性.通过分析边坡的动力响应规律,验证了由该方法确定的边坡滑面位置及安全系数... 基于离散数学的思想,将边坡离散为众多子区域,利用离散元强度折减法,以子区域特征点的位移时程曲线是否收敛作为岩体的失稳判据,研究节理岩质边坡的动力稳定性.通过分析边坡的动力响应规律,验证了由该方法确定的边坡滑面位置及安全系数是合理的.在此基础上,以某大型节理岩质边坡为例,分析了地震作用下边坡的变形破坏特征.计算结果表明,边坡的变形破坏存在浅表层动力效应,该效应在汶川震区边坡震害中多有体现.通过分析边坡浅表层动力效应的产生机理,为节理岩质边坡的防护提供一定的参考. 展开更多
关键词 边坡工程 节理岩质边坡 地震 动力稳定性 离散元 强度折减法
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节理岩体数值模拟及力学参数确定 被引量:7
15
作者 赵伟 吴顺川 +2 位作者 高永涛 周喻 肖术 《工程科学学报》 CSCD 北大核心 2015年第12期1542-1549,共8页
采用FLAC3D程序和离散裂隙网络技术构建的遍布节理岩体模型能同时考虑节理岩体中节理和岩体的作用,具有概念清晰、建模快捷、计算效率高等特点.首先对现场结构面测绘数据进行统计分析,获得其概率分布特征参数,在此基础上分两尺度考虑节... 采用FLAC3D程序和离散裂隙网络技术构建的遍布节理岩体模型能同时考虑节理岩体中节理和岩体的作用,具有概念清晰、建模快捷、计算效率高等特点.首先对现场结构面测绘数据进行统计分析,获得其概率分布特征参数,在此基础上分两尺度考虑节理并确定其离散裂隙网络模型;其次基于离散裂隙网络模型构建相应的节理岩体模型,研究其强度特征并获取工程岩体单轴抗压强度;结合Hoek-Brown、Mohr-Coulomb准则及最大围压拟合综合确定节理岩体力学参数;最后将拟合所得参数用于边坡稳定性分析,分别运用强度折减法和极限平衡法计算两种模型的安全系数,对比发现计算结果基本一致,表明所提出的研究思路用于确定节理岩体参数是可行的. 展开更多
关键词 节理岩体 数值模拟 力学性能 参数确定 边坡稳定性分析
上覆土层节理岩质边坡稳定性数值分析 预览 被引量:2
16
作者 张建 赵建平 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2015年第2期108-113,共6页
采用Mohr-Coulomb和Ubiquitous-Joint本构模型,运用强度折减法,研究节理面倾向与倾角、土层与岩层的厚度比例对上覆土层节理岩质边坡稳定性的影响。结果表明:节理面顺倾角度大小与岩体中岩石的内摩擦角接近时,坡体稳定性较差,破坏区域... 采用Mohr-Coulomb和Ubiquitous-Joint本构模型,运用强度折减法,研究节理面倾向与倾角、土层与岩层的厚度比例对上覆土层节理岩质边坡稳定性的影响。结果表明:节理面顺倾角度大小与岩体中岩石的内摩擦角接近时,坡体稳定性较差,破坏区域较大;节理面反倾角度与坡体潜在破坏裂隙近似正交时,坡体稳定性较好;随着坡角的增大,节理面倾角变化对坡体稳定性的影响逐渐减弱;当节理面倾角大于坡角时,边坡角度是影响坡体稳定性的主要因素;上覆土层厚度小于4m时,安全系数随土层厚度的增加而增大,土层厚度大于4m时,安全系数随土层厚度的增加而减小;上层土体的厚度较小时,应重点对坡脚处进行支护;上层土体厚度接近或超过坡高一半时,应重点对上层土体临空侧进行支护。 展开更多
关键词 节理岩质边坡 上覆土层 Ubiquitous-Joint模型 强度折减法 稳定性 破坏形式 数值分析
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节理化岩质边坡随机结构面有限元和离散元耦合计算方法研究 被引量:3
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作者 刘天苹 李世海 刘晓宇 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S1期3114-3122,共9页
针对节理化岩质边坡节理面发育的特点,在连续–非连续离散单元法的基础上,自主编程实现随机结构面网格的有限元和离散元耦合计算模型。与有限元计算对比:弹性阶段计算结果基本一致,验证弹性阶段计算的有效性。与极限平衡法对比:在假定... 针对节理化岩质边坡节理面发育的特点,在连续–非连续离散单元法的基础上,自主编程实现随机结构面网格的有限元和离散元耦合计算模型。与有限元计算对比:弹性阶段计算结果基本一致,验证弹性阶段计算的有效性。与极限平衡法对比:在假定滑面各点同时达到承载极限的条件下,通过滑面平均应力得到与极限平衡法相差甚微的安全系数,再次验证应力计算的有效性,同时证明极限平衡法对应的是坡体的平均应力状态;由于计算模拟的是边坡破坏演化过程,在不采用极限平衡原理的条件下,即使是极限平衡判断稳定的边坡,也可能得到发生渐进破坏导致失稳的计算结果。模拟分析2001年发生的武隆滑坡,得到的结果与实际滑坡演化过程相吻合。坡体渐进破坏的计算结果表明,坡体内部裂缝的发生、发展与滑坡演化密切相关,模拟跟踪重点边坡内部破坏演化过程,有助于提前采取及时、适当的支护等措施,避免灾难的发生。 展开更多
关键词 边坡工程 节理化岩质边坡 随机结构面 渐进破坏 有限元离散元耦合 连续–非连续离散单元法 武隆滑坡
节理岩体等效流变损伤模型及其在卸载边坡中的应用 被引量:3
18
作者 马春驰 李天斌 +2 位作者 孟陆波 陈国庆 陈子全 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2949-2957,共9页
重大建设项目对施工过程中岩土体稳定性提出了更高的要求,常以一种动态设计施工模式来应对工程体的各类突发状况与病害。流变损伤模型既能反映岩土体在施工过程中变形的时效发展,又能反映其力学性质的时效劣化,继而能较准确地掌握工... 重大建设项目对施工过程中岩土体稳定性提出了更高的要求,常以一种动态设计施工模式来应对工程体的各类突发状况与病害。流变损伤模型既能反映岩土体在施工过程中变形的时效发展,又能反映其力学性质的时效劣化,继而能较准确地掌握工程体动态稳定性。基于以上考虑,为体现卸载边坡工程在卸载回弹阶段的瞬时塑性特征和时效演化阶段的黏塑性特征,因此,在流变模型中引入加载塑性元件和黏塑性元件,建立了复合黏弹塑(弹-黏-黏弹-黏塑-塑)模型,室内岩石压缩(卸载)蠕变试验证明了该流变模型的合理性,并对其参数进行辨识。在此基础上,从几何研究方法出发,引入反映节理分布的初始损伤张量及一种等效的依据黏塑性偏应变推导出的损伤演化方程,最终建立了一种新型的节理岩体等效流变损伤模型。将此模型用于川东红层某软硬岩互层型路堑边坡的卸载分析,结果表明:随不同的开挖阶段,易损部位(软岩集中段、软岩深埋段、软硬交接硬岩段)在瞬时卸载回弹阶段的塑性损伤和时效演化阶段的黏塑性损伤逐渐积累,边坡浅表部逐渐出现卸载损伤(松弛)带,在损伤累积中边坡各部位蠕变速率呈不同程度的增长。计算结果较好地反映了边坡变形、损伤发展与动态稳定性特征,其研究结果对于指导支护时机及相应的信息化施工具有一定的意义。 展开更多
关键词 等效流变损伤模型 节理岩体 卸载边坡 数值分析 动态稳定性
露天矿边坡岩体稳定性各向异性分析方法及工程应用 被引量:9
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作者 师文豪 杨天鸿 +3 位作者 王培涛 胡高建 朱新平 肖平 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1924-1933,共10页
露天矿边坡岩体通常含有大量IV、V级结构面,影响岩体稳定性。针对这种岩体特性,提出了系统的工程分析方法:首先,应用3GSM非接触测量系统对岩体出露结构面现场测试,统计结构面几何参数概率模型;进一步根据Monte Carlo方法生成裂隙网络,... 露天矿边坡岩体通常含有大量IV、V级结构面,影响岩体稳定性。针对这种岩体特性,提出了系统的工程分析方法:首先,应用3GSM非接触测量系统对岩体出露结构面现场测试,统计结构面几何参数概率模型;进一步根据Monte Carlo方法生成裂隙网络,分别利用离散介质渗流方法和几何损伤理论,在分析REV尺寸效应基础上,计算岩体渗透张量和弹性张量,实现岩体参数表征;最后,基于等效连续介质模型,建立各向异性岩体渗流应力耦合模型,采用COMSOL有限元软件分析边坡岩体稳定性。应用该方法对抚顺西露天矿南帮进行了实例分析,计算结果与实际吻合较好。提出的露天矿边坡岩体稳定性分析方法能够考虑节理分布导致的岩体各向异性特征,简单合理,具有良好的工程应用前景。 展开更多
关键词 节理岩体 边坡稳定性 各向异性 渗流应力耦合 数值分析
全长粘结锚杆加固外倾节理岩质边坡数值分析 被引量:1
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作者 唐耿琛 侯俊伟 +1 位作者 唐秋元 张岩岩 《勘察科学技术》 2014年第1期1-4,24共5页
结合全长粘结型锚杆加固外倾节理岩质边坡的工程实例,通过FLAC”建立数值模型,对全长粘结型锚杆加固外倾节理岩石边坡的开挖支护过程进行了数值计算。分析研究了该类边坡的变形破坏特性和全长粘结式锚杆沿杆长轴力分布规律,并且考虑... 结合全长粘结型锚杆加固外倾节理岩质边坡的工程实例,通过FLAC”建立数值模型,对全长粘结型锚杆加固外倾节理岩石边坡的开挖支护过程进行了数值计算。分析研究了该类边坡的变形破坏特性和全长粘结式锚杆沿杆长轴力分布规律,并且考虑锚杆与节理岩体的相互作用、变形协调关系,给出了全长粘结型锚杆加固外倾节理岩质边坡中的一种设计计算方法。该方法简单适用,可为该类型岩石边坡设计提供参考。 展开更多
关键词 节理岩质边坡 全长粘结型锚杆 FLAC^3D 锚杆轴力 设计计算方法
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