岩石高边坡稳定性工程地质分析

前言第1章 绪论1.1 高边坡与高边坡地质灾害1.2 高边坡研究的理论与实践发展1.3 学术思想与技术路线第2章 基本原理2.1 中国西部地区岩石高边坡的主要特征2.1.1 边坡高陡,坡型复杂2.1.2 边坡应力环境复杂,地应力量级高2.1.3 具有复杂的变形破裂演化历史2.2 复杂岩体结构精细描述和高边坡地质模型的建立2.2.1 结构面的分类体系2.2.2 结构面描述的指标体系2.2.3 结构面的调查技术2.2.4 结构面特征参数估计的概率模型2.2.5 复杂岩体结构三维建模系统2.3 高边坡变形破坏演化的三阶段理论2.3.1 天然高边坡的表现2.3.2 人工开挖高边坡的变形破裂响应2.4 西南地区典型高边坡发育的动力过程及变形破坏机理2.4.1 滑移-拉裂-剪断“三段”式机理2.4.2 “挡墙”溃屈机理2.4.3 倾倒变形机理2.4.4 顺倾向层状岩体边坡的滑移(弯曲)剪断机理2.4.5 节理岩体边坡的阶梯状蠕滑拉裂变形机理2.4.6 高应力强卸荷深部破裂机理2.5 高边坡变形破坏的全过程模拟2.5.1 “概念模型”与全过程数值模拟2.5.2 基于“过程模拟”的高边坡变形稳定性评价及预测2.6 基于变形理论的高边坡稳定性“过程控制”2.6.1 高边坡变形控制及灾害防治的地质工程原理2.6.2 高边坡变形及其“过程控制”的技术实现2.6.3 高边坡变形控制的经验原则第3章 高边坡区域动力环境条件研究3.1 引言3.2 中国西南地区地壳结构特征3.2.1 青藏高原隆升对西南地区的影响分析3.2.2 中国西南地区构造分区及构造格架3.3 中国西南地区形变-应力场特征及高地应力分布3.3.1 中国西南地区形变场特征3.3.2 中国西南地区应力场特征3.3.3 中国西南地区高地应力的形成机理及分布特征3.4 河谷高边坡应力场条件研究3.4.1 河谷演化与青藏构造隆升的关系3.4.2 河谷应力场特征及其发育的基本规律3.4.3 典型河谷演化与谷坡地应力场特征第4章 高边坡工程地质调查方法4.1 引言4.1.1 工程地质测绘4.1.2 边坡结构及岩体结构调查4.1.3 变形破坏现象调查4.2 高边坡工程地质测绘及编图4.2.1 高边坡工程地质测绘4.2.2 高边坡开挖面地质展示图编绘4.3 结构面分级及描述体系4.3.1 结构面工程地质分级4.3.2 结构面描述体系4.4 边坡结构调查技术与方法4.4.1 边坡结构调查4.4.2 结构面调查4.4.3 岩体结构调查4.5 高边坡变形破坏现象调查4.5.1 边坡变形破坏现象分类4.5.2 边界条件确定4.5.3 变形迹象调查4.5.4 破坏现象调查4.6 非接触测量方法在高边坡工程地质调查中的应用4.6.1 三维地质信息的识别及提取4.6.2 结构面参数测量4.6.3 玛尔挡水电站下坝址右岸高边坡应用实例4.7 高边坡工程地质调查资料整理分析4.7.1 原始资料的录入4.7.2 原始资料存档4.7.3 岩体结构统计分析第5章 高边坡岩体结构特征研究5.1 岩体结构成因分析5.1.1 岩体结构的原生建造5.1.2 岩体结构的构造改造5.2 岩体结构表生改造5.2.1 边坡卸荷带的形成及分布规律5.2.2 缓倾角结构面表生改造机制分析5.3 基体结构面统计分析5.3.1 基体结构面迹长研究5.3.2 基体结构面连通率研究第6章 卸荷条件下高边坡岩体力学特性研究6.1 引言6.2 卸荷条件下三峡花岗岩的变形与破坏的三轴卸荷试验6.2.1 试验方案设计6.2.2 变形特征6.2.3 参数变化规律6.2.4 破裂特征及演化机制6.2.5 CWFS模型6.3 不同卸荷速率下锦屏大理岩的变形与破坏的三轴卸荷试验6.3.1 试验方案6.3.2 卸荷速率对岩石变形的影响6.3.3 卸荷速率对卸荷过程中变形参数的影响6.3.4 卸荷速率对岩石强度的影响6.3.5 卸荷速率对岩石破裂特征的影响6.4 卸荷条件下裂隙岩体的变形与破坏的物理模型试验6.4.1 试验材料及方案6.4.2 卸荷条件下裂隙岩体强度特征6.4.3 卸荷条件下裂隙岩体变形特征6.4.4 卸荷条件下裂隙岩体的破坏形态及其演化机制6.5 卸荷条件下岩体的本构模型及断裂力学机制6.5.1 卸荷条件下岩体的本构模型6.5.2 卸荷条件下岩体裂隙动态扩展的断裂力学机制第7章 天然高边坡变形破坏机理研究7.1 高应力环境下近水平岩层高边坡时效变形机理分析7.1.1 概述7.1.2 高边坡工程地质条件概况7.1.3 高边坡变形破裂现象及组合模式研究7.1.4 高边坡变形破坏机制数值模拟研究7.1.5 边坡变形破坏机制及其工程环境效应评价7.2 顺倾向岩质高边坡时效变形机理及工程环境效应评价7.2.1 概述7.2.2 边坡地质概况7.2.3 边坡典型时效变形特征及模式机理分析7.2.4 顺倾边坡的工程适宜性评价7.3 复杂反倾向岩体边坡时效变形机理及工程适宜性评价7.3.1 概述7.3.2 高边坡工程地质条件概述7.3.3 深裂缝成因类型及发育特征7.3.4 深部裂缝发育特征及形成机理7.4 坚硬块状岩体高边坡时效变形机制及工程适宜性评价7.4.1 概述7.4.2 阶梯状蠕滑拉裂滑-移模式分析7.4.3 滑移-拉裂-剪断型边坡时效变形机理及工程适宜性分析7.5 含中部锁固段高边坡时效变形机理及运动过程研究7.5.1 概述7.5.2 高边坡变形及失稳过程实录7.5.3 滑坡-泥石流发育的基本特征7.5.4 滑源区岩体结构特征研究7.5.5 角砾岩的成因研究7.5.6 滑坡形成机制的“概念模拟”建立7.5.7 滑坡全过程模拟的数值模拟研究7.5.8 主要结论第8章 大规模开挖条件下高边坡变形破裂响应研究8.1 引言8.2 工程实例分析8.2.1 三峡永久船闸高边坡开挖8.2.2 葛洲坝水电站基坑开挖(沿水平层面变形的典型实例)8.2.3 五强溪水电站左岸船闸工程边坡8.2.4 美国俄亥坝的静水池基坑8.2.5 澜沧江漫湾水电站坝肩边坡开挖8.2.6 铜街子水电站坝基基坑的开挖8.2.7 小结8.3 小湾水电站高边坡开挖工程概况8.3.1 右岸边坡开挖概况8.3.2 左岸边坡开挖概况8.4 右岸边坡开挖变形响应分析8.4.1 右岸高位边坡开挖变形响应分析8.4.2 进水口边坡开挖变形响应分析8.4.3 拱肩槽边坡开挖变形响应分析8.5 左岸高边坡开挖变形响应分析8.5.1 4#山梁高位边坡变形响应分析8.5.2 左岸拱肩槽边坡变形响应分析8.6 高边坡开挖卸荷破裂响应分析8.6.1 进水口边坡卸荷现象及模式分析8.6.2 拱肩槽边坡卸荷现象及模式分析8.7 小结第9章 高边坡变形破坏过程模拟的基本理论和方法9.1 引言9.2 全过程数值模拟的数学-力学原理9.2.1 有限单元法数值模拟的基本概念9.2.2 弹塑性非线性问题的有限单元法分析9.2.3 黏弹塑性流变问题的有限单元法分析9.2.4 损伤力学问题的有限单元法分析9.2.5 大变形及运动过程的离散单元法9.2.6 斜坡变形过程模拟的快速拉格朗日分析(FLAC)9.3 复杂高边坡变形破坏模拟的建模技术9.3.1 概述9.3.2 复杂FLAC3D计算模型的建模方法9.3.3 3DEC计算模型的建模方法及其程序实现第10章 地下水在复杂介质中的流动及边坡水岩作用过程模拟10.1 边坡岩体水-力耦合作用模拟的基本理论10.1.1 边坡岩体地下水渗流模型10.1.2 边坡岩体水-力耦合模型10.2 节理岩体水-岩作用过程的离散单元法模拟10.2.1 离散元法在模拟流体流动方面的进展10.2.2 节理岩体中流体流动的离散元模拟10.2.3 节理岩体边坡分析10.3 孔隙-裂隙双重介质水-岩耦合作用数值模拟10.3.1 岩体渗透特性描述10.3.2 边坡岩体渗流场研究10.3.3 渗流场剧烈变化条件边坡的水-力耦合作用的数值模拟10.4 小湾坝肩工程高边坡渗流场模拟10.4.1 概述10.4.2 工程边坡地质条件10.4.3 水文地质条件10.4.4 高边坡地下水渗流三维数值模拟第11章 边坡动力过程模拟11.1 引言11.2 边坡动力过程模拟的离散单元法11.2.1 动力运动方程11.2.2 块体的变形模拟11.3 高边坡动力响应特征的数值模拟11.3.1 动力离散元模拟的基本程序11.3.2 关于地震波的选取和边界条件设置11.3.3 坡形的动力响应特征分析11.3.4 强震条件下陡倾层状高边坡的动力响应特征11.4 强震条件下斜坡破裂扩展模式研究11.4.1 破裂扩展模拟与断裂力学分析11.4.2 不同动力环境下破裂扩展的优势方向11.4.3 地震工况下斜坡破裂面的延伸形态11.5 高边坡动力响应的物理试验研究11.5.1 试验设计11.5.2 边坡动力响应特征分析11.5.3 模型边坡对不同频率振动的响应特征11.5.4 模型边坡变形破坏过程及失稳机制分析第12章 支护结构与岩土体相互作用原理与高边坡变形控制12.1 引言12.2 大型边坡支护措施适宜性分析12.2.1 削方减载及压脚12.2.2 排水12.2.3 锚固工程12.2.4 抗滑桩12.2.5 锚拉桩12.2.6 桩板墙12.3 预应力锚索加固边坡的机理及其支护效应分析12.3.1 锚墩单墩与锚墩-地梁组合结构的锚固传力特性数值分析12.3.2 框架预应力锚索加固效应分析12.4 锚索抗滑桩设计的基本理论和支护效应分析12.4.1 概述12.4.2 初始预应力产生的主动支护效果及初始内力计算12.4.3 正常工作状态的锚索桩计算12.4.4 小结12.5 抗滑桩支护效应有限元模拟分析12.5.1 理论研究现状12.5.2 桩土作用机理有限元分析理论简介12.5.3 桩与岩土体相互作用分析12.5.4 小结参考文献