yantubbs-楔形体稳定性分析
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基于改进Sarma理论的隧道围岩楔形体稳定性计算方法及应用张利【摘要】隧道围岩楔形体是节理面、软弱夹层或断层等结构面经过切割完整岩体形成的岩石块体,是地下洞室中常见的地质灾害之一.为了量化评价隧道围岩楔形体稳定性情况,基于改进的Sarma理论方法,建立了地下隧洞楔形体计算物理模型及力学模型,推导了楔形体稳定性计算的临界加速度系数,提出了楔形体正压力计算方法,并基于结构面参数给出了楔形体稳定系数计算的隐函数表达式.将此方法应用于粗石山隧道围岩楔形体工程,结果表明,该楔形体稳定系数为1.05,处于欠稳定状态,建议通过采用喷钢纤维混凝土、系统长锚杆、设置格栅钢架等措施提高结构的整体支护能力,加强支护后的位移监测数据表明,该段围岩楔形体变形量很小,围岩整体稳定.【期刊名称】《公路交通技术》【年(卷),期】2018(034)003【总页数】5页(P75-79)【关键词】隧道围岩;楔形体;Sarma法;稳定性【作者】张利【作者单位】广东省南粤交通投资建设有限公司,广州 510101【正文语种】中文【中图分类】U452楔形体是软弱夹层、节理面或断层等结构面切割完整岩体形成的岩石块体,当隧道开挖形成临空面,楔形体满足一定力学条件时便发生坠落、滑移等破坏,是隧道、地下洞室常见的地质灾害之一。
地下洞室楔形体受应力重分布、围岩类型、结构面强度、地下水、开挖方法、位置、裂隙发育程度等多种因素的影响,它的稳定性计算方法目前仍是地下洞室工程的一个难题。
因此,深入开展楔形体稳定性计算方法研究对于地下工程设计及洞室施工具有一定的理论指导意义。
楔形体是地下洞室围岩的一部分,多为突发性破坏,发生前难以发现,因此,楔形体亦是地下工程施工的隐式灾害。
关于地下洞室楔形体稳定性计算方法研究较多,如Jancsecz 等[1]于1994年建立了适用于均质地层的楔形体理论计算模型;赵红泽等[2]基于较为普及的楔形体计算模型提出了极限支护计算的简化模型;Anagnostou等[3-4]建立了考虑地下渗流压力的楔形体计算模型;唐红梅等[5]基于3个基本假设建立了楔形体力学模型,并提出了动力荷载条件下楔形体稳定性分析的极限平衡法。
某楔形体滑坡的稳定性分析和治理实践作者:贺志刚来源:《科技创新与生产力》 2016年第12期摘要:通过对山西省某岩质边坡进行工程地质条件分析、节理裂隙面测量数据统计和赤平投影分析,判定该岩质边坡能够发生楔形体滑动,根据边坡的破坏形式和边坡稳定性的影响因素,利用刚体极限平衡法对楔形体进行稳定性计算和评价,并在此基础上提出该岩质边坡的治理方案,指出该边坡的稳定性分析过程和治理方案能够为类似边坡的治理提供思路和借鉴。
关键词:岩质边坡;楔形体;节理裂隙面;稳定性分析;边坡治理中图分类号:U416.1+4;P642.22 文献标志码:A DOI:10.3969/j.issn.1674-9146.2016.12.111在岩质边坡的失稳破坏模式中,楔形破坏是一种常见的破坏类型[1-2]。
楔形体滑坡是指由两条或两条以上相交结构面将岩体切割而成的楔体同时沿着两个结构面发生滑动的过程和现象。
根据定义可知,楔形体滑坡具有以下3项特点:一是滑动方向与两个结构面交线的倾向一致;二是楔形体滑坡两结构面交线的倾角小于边坡的坡角;三是与其他模式滑坡不同,楔形体滑坡的滑面通常具有2个,即沿着两个结构面滑动。
楔形滑动虽然是岩质边坡最常见的失稳破坏形式,其破坏模式及力学机制的研究已经比较成熟,但由于岩体内部结构面通常具有隐蔽性和不规则性,对楔形体的规模及滑动方向的判定通常具有一定难度。
因此笔者对楔形体滑坡的稳定性分析和治理模式进行探讨。
山西某森林公园进行公共娱乐设施建设,由于场地不足,对森林公园内一处斜坡坡脚进行了工程开挖,形成一处人工岩质边坡;新揭露的坡面显示,坡体节理裂隙发育,节理裂隙控制的楔形体已经形成,并且楔形体在边坡开挖之前已经发生了下滑[3]。
笔者以此处岩质边坡为例,对此楔形体滑坡的工程地质条件进行讨论,并对其稳定性进行分析评价,在此基础上对其治理方案与措施进行探讨。
1 三维楔形体滑坡的工程地质条件由工程开挖形成的人工岩质边坡,坡高最高处可达32.0 m,一般在25.0~28.0 m之间,开挖坡度在53°~60°之间,坡体岩性主要为砂岩,上部发育有一层约0.5 m厚的极薄煤层,下部有2~3层约10 cm厚的砂质泥岩夹层。
水压力分布作用下楔形体稳定性分析管国安【摘要】不同的裂隙岩体中水压力的分布形式不同,研究水压力分布规律对坡体稳定性分析极其重要.传统的裂隙水压力分布规律存在问题,本文就几种特殊情形提出了合理的水压力分布规律,利用Swedge软件,分析有无张拉裂缝情况下的楔形体岩质边坡在不同水压力分布形式下的坡体稳定性.计算结果表明:当楔形体结构面无水压力分布时,楔形体稳定性在有张拉裂缝情况下比无张拉裂缝情况下低.水压力分布形式对楔形体稳定性影响很大,不同结构面其水压力分布形式不同,如果按照统一水压力分布形式计算,将会产生很大的误差.【期刊名称】《江西水利科技》【年(卷),期】2018(044)003【总页数】5页(P171-175)【关键词】稳定性分析;楔形体;水压力分布【作者】管国安【作者单位】江西省乐安县水利局,江西乐安344300【正文语种】中文【中图分类】U 213.10 引言许多研究及统计资料表明,影响库岸边坡稳定性的重要因素是地下水。
地下水的渗流作用会影响边坡中作为渗流骨架的岩体力学性质,从而来影响岸坡稳定性[1-3]。
不同裂隙岩体中水压力分布形式也不一样,而对于岩质边坡来说,裂隙岩体中的水压力就是增加下滑力,减小抗滑力,在降雨作用下,岩质边坡的失稳主要是裂隙岩体中水压力增加所导致的。
研究裂隙中水压力分布对边坡稳定性极其重要[4-7]。
在楔形体稳定性分析中,定性分析方法的赤平极射投影是一种重要的分析方法,将三维的边坡数据投射到二维平面中,能够直观准确的判别坡体稳定性及优势结构面。
在现行的楔形体稳定性分析方法中,Swedge作为一种极限平衡法分析软件,能够快速对四面体的楔形体进行稳定性分析。
本文分析了裂隙岩体中不同的水压力分布,利用Swedge极限平衡法软件,计算不同水压力分布作用下有无张拉裂缝情况下楔形体岩质边坡的稳定性。
1 楔形体稳定性分析边坡受两个相交的结构面切割时,构成的可能滑移体多数是楔形体,在自重作用下,一般是由两个结构面组合交线的倾斜方向控制。
楔形体及其稳定性分析与讨论
高全;伊小娟;赵晓彦
【期刊名称】《路基工程》
【年(卷),期】2008(000)001
【摘要】楔形体破坏是岩质边坡工程中常见的破坏形式.楔形体就是横剖面为V字形剖面,两个结构面相交所构成的势能有减小趋势的封闭结构体.分析了较典型的狭义楔形体的稳定性,得出其安全系数的计算方法,提供工程界研究和参考.
【总页数】2页(P115-116)
【作者】高全;伊小娟;赵晓彦
【作者单位】西南交通大学土木工程学院,四川成都,611756;西南交通大学土木工程学院,四川成都,611756;西南交通大学土木工程学院,四川成都,611756
【正文语种】中文
【中图分类】U4
【相关文献】
1.非对称楔形体在楔面下部承受非线性分布压力作用的弹性应力解 [J], 高家美;刘希亮
2.非对称楔形体在楔面下部承受非线性分布剪力作用的弹性应力解 [J], 高家美;马福才
3.非对称棒形体在楔面受r∧n型分布压力作用的弹性应力解答 [J], 薛茹;张振邦
4.基于有限元分析的横向\r受荷刚性桩应变楔模型形体参数研究 [J], 赵明华;李帅
超;彭文哲
5.非对称楔形体在楔面受一段均布力作用的弹性应力解 [J], 薛茹[1];高家美[2]因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
边坡随机楔体的稳定分析与锚固风险设计方法边坡随机楔体的稳定分析与锚固风险设计方法贾志欣1汪小刚1张发明2(1 中国水利水电科学研究院; 2 河海大学土木工程学院)摘要:本文针对岩质边坡中经常出现的随机楔体破坏形式,提出了应用概率与数理统计理论确定结构面分布规律、采用随机结构面网络模拟技术研究随机楔体的稳定性以及运用风险设计理论进行加固优化设计的系统分析方法。
关键词:随机楔体;结构面;网络模拟;加固一、引言在岩质边坡中,由结构面组成的楔形体破坏,是边坡破坏事例中最常见的一种破坏类型。
根据结构面的组合形式及其发育规模,楔体破坏可分为定位楔体破坏和随机楔体破坏两种形式。
对于由随机结构面(一般指IV、V级结构面)组合形成的“随机楔体”,由于结构面在边坡面上的出露位置具有不确定性,同时结构面的延伸范围具有不连续性等特点,其稳定性分析和加固方案的制定已成为目前工程设计中的一个重要难题。
本文提出的随机楔体稳定性分析和加固设计优化方法,可为边坡工程的加固设计提供依据。
二、随机楔体的稳定分析方法2.1随机楔体的组成方式和搜索方法构成随机楔体的结构面在边坡面上具有不确定的出露位置,由这些结构面构成的楔体也相应的具有不同的组合形式和规模。
因此,在随机楔体的稳定性分析中,必须首先根据工程区段结构面的发育和分布情况,研究和确定边坡岩体内可能滑动楔体的各种组合形式和规模,为稳定分析提供几何边界条件。
在本次研究所提出的方法中采用了如下的步骤:(1)根据现场岩体结构面几何参数的实测资料,应用概率数理统计理论,建立反映岩体结构面空间分布几何特征参数的概率统计模型。
(2)应用岩体结构面三维网络模拟原理,在边坡岩体内生成三维的岩体结构面网络,并据此确定结构面在开挖面上的出露情况,如图1a。
3. 研究边坡面上各组结构面出露迹线的相互交切和组合情况,应用块体理论和随机搜索方法,找出边坡面上可能滑动的楔体,例如图1b所示。
图1 边坡面上的结构面网络及其楔体示例图1b所示的楔体是工程中最常见也是最典型的一种形式,事实上由随机结构面组合形成的楔体可以有多种不同的形式。
岩质边坡楔形体失稳破坏的稳定性分析岩质边坡楔形体失稳破坏是岩质边坡常见的破坏类型,其基本力学原理类似于平面破坏,属于滑移破坏的范畴,其稳定性受组合结构面所控制,是典型的空间稳定性问题,力学机制比较复杂。
其稳定性问题是岩质边坡工程的经典问题。
本文采用极限平衡方法和FLAC3D数值模拟方法对楔形体边坡进行分析,较好的验证了楔形体边坡的破坏机制。
标签:楔形体;极限平衡法;数值模拟;稳定性1、引言岩质边坡的失稳破坏类型中,楔形体失稳破坏是一种典型的破坏形式,尤其是在中等-强风化的破碎岩质边坡中,该破坏形式更为常见。
因此其稳定性分析在实际工程中具有相当重要的地位,受到广大学者和工程实践人员的重视。
目前,一般运用赤平投影法、极限平衡法,对楔形体边坡进行稳定性分析,但随着计算机的普及,数值分析方法越加的展现其不可替代的优势[1-5]。
2、工程概况本文以四川某老楔形体边坡失稳为例,图1为该老楔形体破坏槽状地貌,宽度约15m,高约36m,水平深约3m,楔形体破坏方量约130m3。
本文通过地质调查及分析,对该老楔形体滑坡原始地形进行还原,再此基础上对其进行稳定性分析。
(见图1 )2.1 边坡岩体结构特征边坡岩体受强烈构造作用影响,北东盘地层,靠近断裂多直立倒转和强烈揉皱,岩体遭受明显的动力变质,岩体破碎,结构面发育,主要发育四组结构面,按优势结构面发育程度排序如下:①层面,产状变化大,27°~62°∠51°~84°,岩层为中到厚层夹薄层,张开最大达20cm左右;②裂隙L1产状:290°~319°∠49°~84°,为硬性结构面,起伏粗糙,可见延伸长度约15m,间距0.4~0.7m,张开约1cm~15cm,充填黄色粘土;裂隙面与层面切割岩体呈块状,为危岩体发育提供良好岩体结构条件。
2.2 岩土体物理力学参数选取计算参数选择的合理与否,特别是滑动带粘聚力和摩擦角的取值,對评价稳定性显得尤为重要。
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
楔形变截面压弯构件的平面内弹塑性稳定童根树 陈 婷 符 刚(浙江大学 杭州 310027)摘 要 通过数值积分法研究了楔形变截面压弯构件平面内弹塑性弯曲失稳问题,然后以大头截面为计算截面,建立了变截面压弯构件的轴向荷载和端弯矩之间的相关关系。
关键词 变截面压弯构件 相关曲线IN2PLANE E LAST OPLASTIC STABI L IT Y OF TAPERE D BEN DING MEMBERST ong G enshu Chen T ing Fu G ang(Zhejiang University Hangzhou 310027)ABSTRACT The in2plane elastoplastic bending instability of the tapered bending members is studied by numerical integration;and then a correlation between the axial load and end moment of the ta pered bending members is also established by taking a larger end section as the one of the calculation1KE Y WOR DS tapered bending member correlation curve 对变截面压弯构件的研究,最早是从弹性理论出发的。
Butler〔1〕进行了变截面悬臂构件的试验,试件为翼缘和腹板渐变的工字形变截面构件,在自由端受轴向荷载和横向荷载,结果发现变截面压弯构件的相关关系与翼缘、腹板的变化程度无关,同时还发现这种相关关系独立于构件的边界约束情况,即不受构件端部约束条件的影响。
Culver〔2〕先应用薄壁杆件理论建立起在两端受弯矩和轴力作用的变截面压弯构件的平衡微分方程,然后用差分法求得弹性极限荷载。
坡面不规则楔体稳定性分析方法研究【摘要】岩质边坡三维极限平衡方法包括楔体极限平衡方法和三维条分法,两种方法在实用性方面都存在一定的局限性。
从虚功原理出发可以推出楔体极限平衡状态下的能量耗散方程。
通过假定不同的楔体起始滑动方向,进一步推导了楔体极限平衡方法的上限解公式和经典解公式。
上限解公式和经典解公式均表明给定滑动面产状以及滑动面强度参数的情况下,楔体安全系数值与滑动面面积和楔体的体积有关,与楔体坡面的具体形状分布无关。
据此原理可以计算坡面形态起伏变化较大楔体的稳定性。
本方法克服了在坡面起伏变化较大和多结构面切割楔体的情况下,传统楔体计算方法不能适用的弱点。
结合某工程边坡稳定性分析,应用上述楔体稳定性计算方法可得到合理可靠的常规楔体的稳定性计算结果,为工程设计提供参考。
【关键词】边坡稳定性;楔体;强度折减法;三维极限平衡一、引言目前,在岩质边坡稳定性计算中应用最多的是二维极限平衡法。
二维极限平衡法的基本步骤为:通过分析代表性的边坡地质剖面,研究剖面上结构面的分布规律及可能组成的滑动模式,进而针对不同的滑动模式进行稳定性计算。
二维极限平衡计算多采用垂直条分法,如毕肖普法、简布法、陆军工程师团法和斯宾塞法等。
上述不同的方法均通过引入一定的受力假定,通过满足力的平衡或同时满足力矩的平衡来求解安全系数[1-2]。
实际工程中的边坡稳定性问题往往不是简单的平面问题,目前已有经验表明,将三维边坡稳定性问题简化为平面问题,往往会低估其稳定性。
一个直观的原因是二维稳定计算没有考虑滑动岩体侧裂面的阻滑作用。
特别是在“V”形楔体的滑动模式中,实际上无法区分底滑面和侧裂面,两个结构面的阻滑作用都是非常明显的。
实际上,在岩质边坡、洞室围岩及高坝岩基的失稳模式中,楔体破坏是最常见的一种类型。
此外,在洞室开挖等特殊的边坡设计中,二维的边坡稳定分析的应用也会受到限制。
因此,为了更好的反映边坡岩体的真实稳定状态,进行三维稳定性分析具有十分重要的意义。
岩质边坡楔形体破坏的稳定性分析卢元鹏;王思长;倪媛【摘要】In order to determine the occurrence of rock slope stability with wedge failure more accurately, the wedge-shaped body equilibrium condition by the force was analyzed by limit equilibrium theory, and the safety coefficient of wedge-shaped body was derived. Through the analysis of typical slope, the coefficient of stability was obtained. This method has good adaptability, easy computing, it can be popularized to engineering.%为了更准确地判断岩质边坡发生楔形体破坏时的稳定性,利用极限平衡原理,分析楔形体受力的平衡条件,推导得出了楔形四面体的安全系数.通过对典型边坡计算分析,得出边坡稳定系数.该方法适用性强,计算简单,结果与工程实际相符,可以在工程实践中推广应用.【期刊名称】《西安工程大学学报》【年(卷),期】2011(025)001【总页数】4页(P60-63)【关键词】岩土工程;岩质边坡;楔形体破坏;稳定性分析【作者】卢元鹏;王思长;倪媛【作者单位】陕西广播电视大学,基建处,陕西,西安,710068;长安大学,公路学院,陕西,西安,710064;长安大学,公路学院,陕西,西安,710064【正文语种】中文【中图分类】U416.14岩质边坡的失稳破坏类型中,楔形体失稳破坏是一种典型的破坏形式,尤其是在中等-强风化的破碎岩质边坡中,该破坏形式更为常见.由于其在实际工程中的普遍性及重要性,一直受到众多学者及工程实践人员的重视.邢建营[1]等叙述了岩质边坡楔形体破坏的离心模型试验,较详细地介绍了试验中模型材料选择和试块加工的过程,采用Hook方法和机动位移法对离心模型试验的结果进行了分析,得到了预期的试验成果;詹志雄[2]编制了赤平极射投影分析计算程序,对楔形体的稳定性进行计算并采用了严密的数学推导,计算其稳定系数;谭继文[3]根据实际开挖揭露的地质条件,通过块体的组成分析及稳定计算,确定出边坡的稳定性;左林勇[4]等以三维刚体极限平衡理论为基础对ANSYS软件进行二次开发,编制了“边坡楔体稳定分析系统”,实现了边坡楔体稳定性的快速评价.本文利用极限平衡原理,对楔形体受力的平衡条件进行分析,推导出楔形四面体的安全系数,并利用推导公式对典型边坡的稳定性进行了分析,确定出边坡的稳定性,有效指导了工程实践.一楔形四面体出现在坡脚为i、坡高为H的边坡面上如图1所示,并假定它沿两结构面的交线滑动.两结构面KP1Q和KP2Q的走向和倾角分别为ωa、δa和ωb、δb;二者交线的倾角为α,则倾角α为取OZ为滑动线走向,OY垂直于滑动线走向,OX为水平方向的空间坐标系,平面p1Op2垂直于OZ轴,平面QOK垂直于OX轴,平面KP1Q和KP2Q对平面QOK的夹角分别为ψa和ψb,根据几何关系有根据OX、OY和OZ向的静力平衡有其中 Aa为滑面KP1Q的面积;Ab为滑面KP2Q的面积.楔形体自重G为两滑面上的作用力为将楔形四面体滑块的各参数带入,即可由式(7)求出楔形四面体的安全系数Ks为其中 ca,φa为滑面KP1Q的粘聚力和内摩擦角;cb,φb为滑面KP2Q的粘聚力和内摩擦角.实际边坡中,由于多组结构面的存在,切割形成的楔形体呈三维空间状态,包括楔形五面体、六面体等多种类型.其稳定性分析方法基本同于楔形四面体.楔形四面体仅为广义楔形体破坏中最简单的1种情况.由楔形体滑动破坏的过程看,在外荷载、水的作用或蠕变的影响下,楔形四面体处于临界滑动状态时,首先在一个滑动面上产生滑动的趋势.当该滑面上胶结物的抗剪强度特性不能抵抗下滑力时,荷载就逐渐或迅速地转移到另一个滑动面上.若另一个滑动面上胶结物的抗剪强度能抵抗下滑力,边坡就保持稳定;否则,边坡破坏[5].楔形滑块示意图如图2所示.楔形四面体或五、六面体的稳定并非全部或多个滑面同时屈服破坏,一般是其中一个滑面首先屈服后,才影响另一滑面.假设楔形四面体滑块受力仍如图1所示.两滑动面上胶结物的抗剪强度分别用Mohr-Coulomb强度准则表示为其中φa,φb为两滑面上胶结物的内摩擦角;ca、cb为两滑面上胶结物的粘聚力;τa,τb为两滑面上胶结物的抗剪强度.将两滑面上的安全系数分别表示为Ka,Kb,根据极限平衡原理,式(8)可写为其中τA,τB为作用于两滑面上的剪应力.由图1可知,安全系数 Ka,Kb为若Ka,Kb均大于1时,说明两个滑面都能抵抗下滑力,取Ka,Kb中的最小值作为安全系数Fs.若Ka,Kb中有一个小于1,说明该滑面已滑动破坏,下滑力单独由另一滑面承担.需求解其中K'a和K'b实际是在验证另一滑面单独承载的能力.若Ka<1,Fs=K'b>1或Kb<1,Fs=K'a>1,说明即使一个面可能滑动,另一个面完全有能力承受全部下滑力.因而,取边坡安全系数Fs=K'a或Fs=K'b.若Ka<1,K'b<1或Kb<1,K'a<1,说明两滑动面均不能承受下滑力,边坡可能失稳.某岩质边坡为强风化细砂岩,挖方最大坡高25m,自然坡面倾角35°,该坡面上覆由少量砂、砾和碎石土组成的混合杂土.坡体表面植被发育,未发现地下水.边坡开挖坡角75°,开挖坡比1∶0.25,内部节理裂隙发育,风化破碎严重,呈碎散-块状,岩层近水平,坡面存在有多条卸荷裂隙,与岩体中的软弱夹层和缓冲角断层构成多个楔形块体,其交线在坡面上露出.在该危岩边坡范围内,软弱夹层和断层的产状基本稳定,但每条卸荷裂隙的产状在不同地点变化较大,计算时应具体选择,不应采用同一产状块体,否则将与实际严重不符.边坡内部节理裂隙发育,风化破碎严重,人工开挖后坡面临空,形成许多楔形体岩块.据经验判断,在风化破碎严重、裂隙非常发育的区域,即坡面最不稳定区域选择具有代表性的楔形体,计算分析其稳定性,可作为判断坡体稳定性的依据.若所选择代表性楔形体稳定,则边坡上其他楔形体亦可认为是稳定的,边坡坡体亦稳定;否则,认为边坡坡体不稳定.根据卸荷裂隙与夹层、断层的组合关系,初步选出6个块体,分析后5和6两块结构面产状完全相同,只取5个块体进行计算,因此实际进行计算的是 1,2,3,4,5 等 5 块,各块体的结构面产状见表1. 以楔形块体1为例,采用楔形体稳定计算方法进行稳定计算.楔形块体稳定计算的荷载主要为块体自重,后缘裂隙面ABC的抗拉强度为0,楔形体沿节理裂隙面ABD和ACD滑动,经实验反复分析及经验类比,结构面计算参数见表2.经计算,块体号为1时,稳定系数为1.363;块体号2时,稳定系数为1.696;块体号为3时,稳定系数为1.227;块体号为4时,稳定系数为2.671;块体号为5时,稳定系数为1.668.稳定系数均大于1,岩块均处于稳定状态,即边坡在正常状态下是稳定的,不会发生坡体失稳.但边坡开挖后有危岩、落石的存在,由于人为扰动坡面出现了掉快现象,需要对坡面做适当防护.通过对岩质边坡楔形体稳定性分析方法的阐述,利用极限平衡原理对楔形体受力的平衡条件进行了分析,推导出楔形四面体的安全系数公式.并利用公式对典型边坡的稳定性进行了计算分析,确定出边坡的稳定性,计算结果与工程实际相符,该方法为岩质边坡稳定性分析设计与施工提供了借鉴.Key words:geotechnical engineering;rock slope;wedge-shaped body crippling;stability analysis【相关文献】[1]邢建营,邢义川,陈祖煜,等.岩质边坡楔形体破坏的离心模型试验方法研究[J].水土保持通报,2005,25(3):15-19.[2]詹志雄.赤平极射投影分析和楔形体稳定计算[J].铁道勘察,2005,17(4):51-54.[3]谭继文,李润伟,马志强,等.江口水电站拱坝左岸1号危岩体稳定分析[J].东北水利水电,2005,3(1):9-11.[4]左林勇,谢红强,何江达.基于ANSYS的岩质边坡楔体稳定分析系统开发[J].路基工程,2009,58(5):111-113.[5]王思长.商漫高速公路岩质边坡防护技术研究[D].西安:长安大学公路学院,2008:36-41. Abstract:In order to determine the occurrence of rock slope stability with wedge failure more accurately,the wedge-shaped body equilibrium condition by the force was analyzed by limit equilibrium theory,and the safety coefficient of wedge-shaped body was derived.Through the analysis of typical slope,the coefficient of stability was obtained.This method has good adaptability,easy computing,it can be popularized to engineering.。
考虑爆破作用的隧道爆破楔形体稳定性分析王林峰;胡才龙;曾韬睿;程平;吴发友【期刊名称】《重庆交通大学学报:自然科学版》【年(卷),期】2022(41)7【摘要】隧道楔形体危岩稳定性分析是隧道危岩灾害防治的依据。
根据爆破峰值加速度衰减规律及楔形体结构面的假定,通过牛顿第二定律确定作用于楔形体峰值爆破荷载,并对其进行修正得到时程爆破惯性力,建立了隧道楔形体危岩稳定性分析的物理模型及计算模型,提出了楔形体稳定性分析的动态极限平衡方法,该方法得出了楔形体稳定系数的计算公式,并分析了不同因素对稳定系数的影响。
计算结果表明:边墙楔形体在爆破荷载作用下,楔形体随时间而出现压力和拉力的变化,整个作用时间持续0.3~0.4 s左右;边墙楔形体在爆破荷载作用下最大峰值荷载达到410.52 kN,最小峰值荷载为-285.69 kN;洞顶楔形体在爆破荷载作用下最大峰值荷载达到140 kN,最小峰值荷载为-95.23 kN;边墙单滑面爆破荷载作用稳定系数最大增加了93%,最大减少了63.3%;边墙双滑面稳定系数最大增加了75%,最大减小了47.4%;洞顶单滑面在爆破荷载作用下稳定系数最大增加了75.5%,最大减少了56.4%,洞顶双滑面最大增加了81.5%,最大减小了57.8%;当爆心距由2 m增加到5 m时,两者稳定系数最大相差1.92;当滑面倾角由28°增加到58°时,天然稳定系数降低了1.5,爆破对稳定系数的影响最大减小了4.5;当炸药量由28 kg增加到58 kg时,稳定系数最大增加了1.65;当面积由8 m^(2)增加到20 m^(2)时,稳定系数最大增加了0.75。
因此,该楔形体稳定系数计算方法能较好的反映和评价爆破荷载下隧道楔形体的稳定性。
【总页数】8页(P112-119)【作者】王林峰;胡才龙;曾韬睿;程平;吴发友【作者单位】重庆交通大学山区公路水运交通地质减灾重庆市高校市级重点实验室;重庆交通大学土木工程学院【正文语种】中文【中图分类】TU45;U452.1【相关文献】1.爆破荷载作用下围岩损伤范围对隧道稳定性影响分析2.爆破荷载作用下隧道中隔岩稳定性研究3.爆破荷载作用下隧道围岩稳定性分析4.新建隧道爆破施工对临近既有隧道的稳定性影响分析因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
楔形体稳定性分析
【功能】
岩质边坡的稳定性主要受结构面(包括裂隙、节理等)面控制,结构面形成的破坏形式主要为楔形体不稳定。
本软件采用赤平极射投影进行边坡稳定性分析,可以得出结构面交线产状、楔形体的个数及具体位置。
【界面】
界面如下图1,对有关参数作个简要说明:
图1 软件主窗口
(1)操作按钮:包括打开数据文件,绘图,图片保存,表格保存。
(2)结构面数据表:类型,倾向,倾角,颜色和备注。
其中,
类型:分为边坡和结构面,可以下拉选择,必须填写。
颜色:包括各种绘图元素的设置,用户需注意的是,颜色与CAD内颜色索引一致的,如下图2,最小值为1‐代表红色,最大值为255‐代表白色。
进行等值线颜色控制时,用户只用选择起始颜色,后续等值线颜色索引值自动加20。
备注:本软件区分结构面的标识,如边坡可以缩写为Slope,裂隙1可以写为L1,裂隙2可以写为L2,必须填写。
(3)结构面交线:显示结构面交线的倾伏向和倾伏角。
图2 CAD颜色索引条
(4)绘图控制:
显示坐标轴—是否绘制坐标轴,用虚线表示;
显示产状—是否绘制结构面产状,仅在CAD内绘制;
显示交线—是否绘制结构面交线,仅在CAD内绘制,用虚点线表示;
上半球投影、下半球投影—控制赤平投影方式;
大圆颜色—赤平投影大圆颜色控制;
同时输出CAD图‐‐如果用户想同时输出CAD成果图,请勾选,默认状态为勾选;
填充楔形体—在CAD内对楔形体进行花纹填充,方便用户识别;
删除楔形体填充辅助线—在CAD内对楔形体进行花纹填充时,会产生临时填充线条,用户可以选择保留或者删除。
【操作步骤】
(1)导入数据:可以从excel表内直接复制考入;也可以从记事本内导入,数据每行格式为 边坡,225,38,20,SLope,用户要注意分隔符为英文逗号“,”,且数据不能有断行、空行,否则认为读取结束。
可参照测试数据文件夹中“楔形体3 _hjx.txt”文件。
(2)进行绘图设置
(3)绘图,按下 按钮进行绘图。
1)程序绘图之前会进行数据是否合法,①倾向、倾角数据是否有缺失;②是否有范围值数据;③数据是否为数字;④倾向数据是否在0°~360°范围内;⑤倾角数据是否在0°~90°范围内。
2)绘图结束后,成果有3种,绘图区的效果图(图1)、CAD图(图3、图4)和
分析数据(包括结构面交线和楔形体分析)。
绘图区的效果图一般用作初步浏览,而CAD 图可以作为正式成果保存,但要修改字体以正常显示字形。
如果用户要生成CAD图,需在按下“绘图”按钮前打开CAD软件,以便程序查找到CAD。
图3 边坡非直立楔形体稳定性分析
1.边坡;
2.结构面;
3.结构面交线;
4.楔形体
图4 边坡直立楔形体稳定性分析
1.边坡;
2.结构面;
3.结构面交线;
4.楔形体
(4)图片保存。
用户可以把绘图区效果图保存,保存格式bmp为主。
(5)表格保存。
把结构面原始数据、结构面交线数据分析成果,导入到Excel中。
【其它软件链接】
(1)裂隙等密图
(2)大地坐标转换系统及GE助手
(3)CAD平面图批量上钻孔
(4)CAD平面图批量上产状
(5)视倾角换算
(6)颗粒分析曲线
(7)地震液化分析
(8)长岩地勘软件—成剖面图和钻孔柱状图
(9)CAD地质人外挂。