巖質(zhì)高邊坡穩(wěn)定性數(shù)值模擬與巖體力學(xué)參數(shù)反分析.pdf

1、邊坡失穩(wěn)破壞造成的崩塌、滑坡、泥石流同地震和火山并列成為全球三大地質(zhì)災(zāi)害，它涉及礦山工程、土木工程、鐵路公路工程、水利水電、港口、廢渣及垃圾處理等諸多工程領(lǐng)域，以及山坡、岸坡等自然領(lǐng)域。近幾年來，采礦、水利、交通和建筑等工程蓬勃發(fā)展，工程建設(shè)規(guī)模和力度也越來越大，邊坡地質(zhì)災(zāi)害更為突出，邊坡問題從簡單的土坡延伸到復(fù)雜的巖質(zhì)高大邊坡，由此巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性問題的研究成為一個熱點(diǎn)。 本文分析了西南某巖質(zhì)高邊坡的工程地質(zhì)條件和區(qū)域地質(zhì)條件，

2、分別采用邊坡穩(wěn)定性剛體極限平衡的Bishop圓弧滑動法、Sarma法、三維楔形體法等分析了各種工況及不同開挖錨固情況下邊坡的安全穩(wěn)定性，特別是用FLAC3D有限差分法對巖質(zhì)高邊坡進(jìn)行了數(shù)值模擬與分析，將邊坡施工監(jiān)測數(shù)據(jù)與數(shù)值計算結(jié)果進(jìn)行比較和分析，通過正反分析方法反演巖體力學(xué)參數(shù)，得到了一系列有價值的成果直接提供給設(shè)計施工方作參考。主要研究內(nèi)容如下： 首先簡要的介紹了剛體極限平衡分析方法、數(shù)值方法及反分析方法等高邊坡穩(wěn)定性分析方

3、法。針對西南某巖質(zhì)高邊坡，根據(jù)邊坡的工程地質(zhì)條件和區(qū)域地質(zhì)條件，分析并選定了巖體物理力學(xué)參數(shù)取值范圍，選取幾個具有代表性的剖面結(jié)合不同的結(jié)構(gòu)面組合情況和土層情況，進(jìn)行了圓弧滑動破壞失穩(wěn)模式（Bishop圓弧滑動法）、沿結(jié)構(gòu)面滑動破壞失穩(wěn)模式（Sarma法）及三維楔形塊體局部失穩(wěn)模式等邊坡穩(wěn)定剛體極限平衡法分析，分別對正常持久狀況、暴雨短暫狀況和Ⅷ度地震工況在不同的開挖錨固情況下進(jìn)行邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)的計算及錨索錨固后的安全系數(shù)計算，用以對

4、邊坡開挖穩(wěn)定性及錨索錨固效果的評價。 其次介紹了FLAC3D有限差分軟件的原理、特點(diǎn)及其在邊坡工程中的應(yīng)用。選取了一段有代表性的巖質(zhì)高邊坡，確定所需的巖土體各輸入?yún)?shù)及錨索錨固參數(shù)。用ANSYS實(shí)體建模，將ANSYS模型用接口程序?qū)氲紽LAC3D中，用FLAC3D軟件對開挖和錨固過程進(jìn)行數(shù)值模擬。選取每個開挖臺階邊緣作為監(jiān)控點(diǎn)，模擬邊坡實(shí)際的開挖和錨索加固過程和施工工序，計算邊坡在開挖加固過程中邊坡體的應(yīng)力、應(yīng)變、位移和塑性區(qū)