水位升降对库岸大坝边坡稳定性影响三维数值模拟研究

为研究水位升降对库岸边坡的稳定性影响,提高水库的安全管理水平,综合使用场地三维BIM软件及FLAC3D有限元软件分别计算某水电站水库边坡在暴雨及水位快速升降下边坡变形规律。结果表明天然工况下,边坡处于稳定状态;暴雨工况下,厂区边坡由于存在西向临空,具有值为1.22的稳定性系数,基本为稳定的,然而在其边坡上却有可能会出现局部垮塌,尤其是在其中部陡坎带和北侧的前缘;蓄水条件下,正常蓄水位以上坡体基本不受影响,但坡体前缘在长期浸泡作用下,坡体内粉砂质泥岩对堆积体位移具有控制作用,临空方向呈现出较为显著的变形趋势,且其变形从坡体的前缘到其后缘则呈现出降低的趋势,在普通的蓄水位条件下,则有0.986的坡体稳定性系数,而如果是在水位陡降的条件下,则该值为0.957。由此可知,在蓄水的情况之下,将会出现边坡失稳的现象,其中最先发生变形失稳的是前缘,进而朝其后侧进行垮塌。     

基于饱和——非饱和土理论的加固土石坝稳定性对比分析

本文基于饱和—非饱和土对病险土坝坝坡稳定的影响研究,通过对比分析仅考虑饱和土与考虑饱和—非饱和土这两种理论下传统方法(即大坝渗流采用有限元法,稳定采用极限平衡法分析)与有限元法(即大坝渗流和稳定均采用有限元法分析)所得大坝加固前后的计算结果,得出饱和—非饱和土理论分析病险土坝更精确,高于正常蓄水位的水位采用饱和渗流分析较安全,正常蓄水位及低于它的水位采用饱和非饱和渗流分析更精确。     

天花板水电站库区左岸田坝村堆积体稳定性分析评估

天花板水电站库区左岸田坝村堆积体稳定与否直接影响天花板水电站后期运营和维护,因此,研究田坝村堆积体的稳定性意义重大。根据田坝村堆积体前期勘察试验资料,对田坝村堆积体的成因和形成机制进行了分析,通过定性分析和定量计算,表明田坝村堆积体整体稳定,但在地震和库水位骤升骤降工况下,堆积体前缘局部稳定性较差,会产生塌岸和库岸再造。假定局部失稳,经过涌浪计算分析,田坝村堆积体对大坝及进水口影响较小。     

库区水位变动对花莲树滑坡局部与整体稳定性影响分析

利用Geo-Studio软件,在6种库水位升降工况下,对花莲树滑坡的渗流场与稳定性进行计算。结果表明,滑坡前缘在库水位变动期呈现出阶跃式变形特征,局部稳定性受库水位变化影响显著;库水位下降工况下,滑坡前缘地下水位线呈现出内凹现象,稳定性系数先下降后上升,库水位下降速率越大,稳定性系数下降越快,当库水位下降速率达到1.5 m/d,滑坡整体稳定性较好,但此时滑坡前缘的稳定性系数已经低于临界值1,将会发生失稳破坏;滑坡变形程度从滑体后部至前部逐渐增大,前缘局部的不稳定特征使得滑动模式向牵引式滑坡演变。     

乌弄龙水电站坝前堆积体稳定性分析

乌弄龙水电站坝前堆积体成因主要为崩塌堆积,岩土物理力学试验成果及现场天然休止角测量成果对选取岩（土）体的力学参数具有较好的参考价值。采用刚体极限平衡法和有限元强度折减法对堆积体的稳定性进行计算分析,评价认为在天然状态下,坝前堆积体稳定性好;水库蓄水后,堆积体前部（约70 m高差）处于库水位以下,堆积体基本稳定;在蓄水和地震工况下其稳定性降低,存在失稳的可能性,可能产生的破坏形式为前缘调整性坍岸再造。针对澜沧江上游段类似的大型崩塌堆积体,分析总结了一套松散堆积体稳定性分析评价方法,对类似工程地质问题（特别是澜沧江上游江段水电工程）研究有一定的借鉴意义。     

东庄水库坝前堆积体成因机制分析及稳定性评价

文章在分析堆积体物质组成及结构特征等地质环境的基础上,对坝前堆积体的成因机制、潜在变形破坏模式进行了进一步深入研究。结果表明,该堆积体主要在地形、构造、风化卸荷等因素作用下,岩体碎裂沿坡堆积,受河水及雨水等冲刷,进一步溶蚀胶结,逐步演化成如今的结构及外部特征。采用极限平衡法进行了计算,堆积体整体较稳定,在暴雨和水位降落工况下,稳定性欠佳,对顶部进行削坡处理后,稳定性满足要求。     

阿海水电站左岸坝前堆积体边坡稳定性综合研究

阿海水电站左岸坝前堆积体的稳定性对水电站工程的顺利进展相当重要.采用快速拉格朗日程序(FLAC-3D),对其进行了三维稳定性计算.从位移变形情况、剪切塑性区分布情况及地下水等影响因素分析,得出结论:水库正常蓄水后,堆积体水面以下的陡坎部位首先破坏,随后牵引堆积体中间部位沿底层滑移面滑动,发生局部的牵引式逐级滑动破坏模式.通过极限平衡法计算得到的堆积体的在不同工况下的稳定性安全系数,除自然条件下,远小于电站运营期边坡安全指标,堆积体均处于临界或破坏状态.自动搜索的滑移面与三维模拟计算情况相互验证,滑移面都是从堆积体的中部开始,通过底层的粉细砂层滑出破坏.堆积体的综合分析可为其破坏的防治与处理提供有力依据.     

云龙水库初蓄期大坝渗流观测资料分析

云龙水库是昆明市掌鸠河引水供水工程的水源工程,水库大坝为黏土心墙堆石坝,属大(二)型水库.工程于2DoO年8月开工,2004年3月下闸蓄水,至2006年10月水位已超过正常蓄水位.为评价云龙水库在首次正常蓄水位下的渗流安全状况,根据云龙水库从开工到首次正常蓄水位下的渗流安全监测资料,对云龙水库初蓄期大坝的渗流压力、渗透水位、绕坝渗流以及渗流量等进行了分析,绘制了观测断面的浸润线.综合分析结果表明,云龙水库大坝在首次正常蓄水位下的渗流状况是安全的.     

三峡库区树坪滑坡地下水变动研究

以三峡库区树坪滑坡为研究对象,利用监测仪器对该滑坡地下水位进行监测,并结合库水位、日降水量及位移监测数据分析库水位和降水对滑坡变形的影响,结果表明:降水对滑坡体高程约180 m处地下水位影响不大;树坪滑坡变形主要为局部变形,变形主要发生在滑坡前缘,滑坡前缘变形主要是库水位升降引起的。利用Geo-studio软件进行渗流数值模拟,模拟4种库水位上升或下降工况下滑坡体前缘地下水位的变动情况,结果表明:库水位上升或下降时对滑坡体前缘地下水位影响较大,且地下水位随库水位的波动而变化;在库水长期浸泡作用下,滑坡体发生软化,强度降低,且库水入渗后,因滑坡体渗透性小而在土体内产生渗流力及超静孔压,并缓慢消散,进而引起滑坡体局部变形。     

红石岩堰塞湖治理工程双河口村库岸稳定性分析

以鲁甸"8·03"地震红石岩堰塞湖整治工程库区双河口村库岸为例,经综合地质判断以及极限平衡法稳定性计算,对库岸稳定性进行了定性评价及定量分析。评价及分析结果表明:该部位库岸目前整体稳定。在红石岩堰塞湖整治工程开始蓄水,水位上升至1 200 m以后,稳定性将降低。电站运行中,当水位骤降至1 180 m后,滑坡前缘部位将出现局部滑动。由于滑动部位距离居民点较近,因此,需对库岸进行治理。     

降雨条件下某堆积体边坡稳定性分析

堆积体边坡稳定性受诸多因素的影响,以西南深切河谷地区某堆积体边坡建立地质概化模型,通过有限元数值分析法和极限平衡法,对降雨条件下"转折型"堆积体边坡的稳定性进行分析。数值模拟结果显示:"转折型"堆积体边坡最大孔隙水压力出现在坡体后缘中部为452 kPa;最大位移量出现在坡体后缘为43.20 mm;最小稳定性系数为1.188。边坡稳定性分析认为:"转折型"堆积体边坡孔隙水压力上升较降雨时间具有明显的滞后性;边坡产生位移变形稍迟于降雨初始时间;坡体中部和前缘位移量变化差异异常与地形坡度"转折"紧密相关;降雨过程结束后稳定性系数较天然状态有所降低,长期持续降雨可能导致土体累积损伤最终失稳成灾;该堆积体边坡目前稳定性良好,并对该边坡提出了合理的防治措施。     

水库蓄水对317国道某崩塌堆积体稳定性影响

某堆积体滑坡位于狮子坪水电站近坝库段右岸,属崩塌堆积体在水库库水作用下沿基覆界面发生的后退式逐步破坏滑坡。 2009 年 9 月水库初次蓄水导致了崩塌堆积体强烈变形破坏,对 317 国道造成极大的危害。研究该崩塌堆积体滑坡成因机制对 317 国道沿线同类型滑坡治理具有重要意义。从堆积体结构以及赋存的地质环境,结合水库蓄水过程坡体变形破坏迹象,研究了该崩塌堆积在水库蓄水过程中的变形机制,评价预测堆积体的稳定性。分析表明：堆积体在现有 2 490 m 水位天然条件下处于蠕滑状态,在暴雨及地震或水库蓄水至正常蓄水位 2 540 m 的条件下,滑坡将发生失稳破坏;堆积体进行了必要的应急治理后,目前处于相对稳定状态。     

坡前水位降落对边坡稳定性影响试验

基于室内模型试验模拟水位降落过程中边坡渗流场变化,得到不同坡形、降落速度、土体材料和降落差对边坡渗流场及稳定的影响。研究表明,边坡水位下降初期,边坡内外孔隙水压力差值随着边坡水位的下降逐渐增大;边坡水位下降后期,边坡前缘水位趋于稳定,边坡内外孔隙水压力差值逐渐减小,边坡渗流场接近稳定状态。渗透性能好的土体,当边坡前缘水位处于稳定状态后,边坡内部孔隙水压力衰减速度较渗透性差的土体快,水位下降对边坡稳定性的不利影响更显著、时间也更久。水位降落速率、落差和坡形均对边坡有显著影响,随着水位降落速率增大、落差增大和坡比增大,边坡更易失稳发生破坏。     

南江县浅层土质滑坡降雨入渗规律与成因机理

为揭示土质滑坡中降雨入渗规律和滑坡成因机理,通过对四川南江县100多个滑坡进行现场调查、统计,选取二潢坪滑坡深入剖析典型滑坡成因机理,对降雨量、GPS累积位移、土体孔隙水压力、土体含水率等综合因素分析后,采用有限元数值法对滑坡的降雨入渗过程进行模拟。结果表明:浅层土质滑坡中孔隙水压力及含水率变化有明显滞后现象,降雨初期以垂直坡面入渗为主,一段时间后则以坡向渗流为主;斜坡中前缘孔隙水压力变化比后缘对降雨更敏感,其原因为前缘黏性堆积体、侧壁陡崖及基岩面共同构成斜坡储水边界;因滑体结构的各向异性,降雨过程中土体中局部孔隙水压力及渗流力瞬时剧增,土体饱水使得软黏土层发生软化,最终导致斜坡整体失稳。     

南江县浅层土质滑坡降雨人渗规律与成因机理

为揭示土质滑坡中降雨入渗规律和滑坡成因机理,通过对四川南江县100多个滑坡进行现场调查、统计,选取二潢坪滑坡深入剖析典型滑坡成因机理,对降雨量、GPS累积位移、土体孔隙水压力、土体含水率等综合因素分析后,采用有限元数值法对滑坡的降雨人渗过程进行模拟.结果表明:浅层土质滑坡中孔隙水压力及含水率变化有明显滞后现象,降雨初期以垂直坡面入渗为主,一段时间后则以坡向渗流为主;斜坡中前缘孔隙水压力变化比后缘对降雨更敏感,其原因为前缘黏性堆积体、侧壁陡崖及基岩面共同构成斜坡储水边界;因滑体结构的各向异性,降雨过程中土体中局部孔隙水压力及渗流力瞬时剧增,土体饱水使得软黏土层发生软化,最终导致斜坡整体失稳.     

大型深厚缓坡细粒土堆积体水库坍岸机理研究

四川宝兴河硗碛水电站库区自水库蓄水以来,库区岸坡坍岸发育,其中位于蚂蟥沟内的蚂堆5号堆积体属于早期冻融堆积细粒土,地形坡度在10°左右。该类土按水下稳定坡角分析认为应该处于稳定状态,但是该大型堆积体在每年的库水变化过程中,坍岸变形严重且规模大,严重威胁库区环湖公路运营安全。结合野外勘察及钻孔揭露,查明了蚂堆5号堆积体地质结构,构建了相应地质模型。采用饱和-非饱和渗流有限元算法全过程模拟其在水库运营期间地下水渗流场的动态变化过程,以此为基础分析堆积体坍岸变形和稳定性演化特点。研究表明:该堆积体坍岸变形主要发生在库水位下降期间,且呈明显的牵引式失稳模式,变形趋势与监测点实测数据相符。堆积体坍岸变形破坏及强烈与否主要受库水位变动条件下的坡体内地下水渗流场动态变化控制。     

金沙水电站花石崖危岩体稳定性分析与治理

花石崖危岩体位于金沙水电站坝址上游0.9~1.5 km处的右岸崖顶,规模较大,前缘稳定性较差。该危岩体不断崩塌,崩塌物质大部分运动到其下方江边花石崖崩塌堆积体前缘,对其形成加载,进而影响到堆积体的稳定,造成崩塌堆积体失稳,影响工程建设和运营期间的安全。从危岩体形成机理、分区及破坏模式分析入手,采用刚体极限平衡法和有限单元法对各分区典型剖面进行了稳定性分析后对危岩体提出了防治措施与建议。     

三峡工程茅坪溪防护土石坝渗流分析

介绍了三峡水利枢纽茅坪溪防护大坝防渗体系的组成,对施工期和135 m初蓄水位渗流监测情况进行了简要分析,并进行了135 m和175 m水位下渗流有限元计算.监测结果表明:施工期心墙上游坝体地下水位总体随坝体上升而增高,同时明显受季节性影响而波动;下游坝体及坝基岩体地下水位主要受下游围堰中水位控制.施工期的渗流渗压观测反映出心墙防渗及下游排水效果明显.初蓄期心墙上游水位在133.8 m左右;下游坝体水位99.7 m左右,受上游蓄水影响很小.经测量135 m初蓄水位时坝下游稳定渗漏量为1 302.3 m3/d;初蓄期渗流监测表明心墙防渗效果好,坝后排水通畅,坝下游渗漏量较小.渗流有限元计算结果表明:135.0 m水位条件下,心墙下游侧剩余水头在1.62%以下,单宽渗漏量为2.55 m3/d.175.0 m水位条件下心墙下游侧剩余水头在1.71%以下,单宽渗漏量为66.12 m3/d.沥青混凝土心墙和帷幕灌浆等局部位置水力梯度较大,应重视此部位变形和渗流情况监测.     

地下引水隧洞施工期渗流分析

地下水位较高的引水隧洞开挖易受隧洞周围渗流场影响，存在渗透破坏风险。为研究高地下水位下施工期隧洞渗流场演变规律，以西霞院穿沁隧洞为依托，建立隧洞施工期三维渗流有限元分析模型，开展隧洞五个主要施工阶段渗流分析。结果表明:各施工阶段隧洞渗流场分布规律合理，检修井施工对原渗流场位势分布影响较大；沁河正常蓄水位下，各施工阶段隧洞渗流稳定满足要求；当水位上升至设计洪水位时，洞身开挖至６８４ｍ和１２５７ｍ阶段，最大渗透坡降超过土体允许渗透坡降，施工时应错开沁河高水位时期，并做好渗控措施；沁河正常蓄水位下各施工阶段隧洞渗流量最大单宽流量为２．７７ｍ２／ｄ，随水位上升，流量增加明显；隧洞各阶段施工前后，计算区域最大渗透坡降和单宽流量有所增加。研究成果可为相似引调水工程的设计和施工提供依据。     

红源水库粘土心墙坝的渗流稳定计算

本文介绍了红源水库粘土心墙渗流稳定计算,根据试验测定并结合工程类比选用参数采用有限元计算.计算主要进行了上游正常蓄水位与下游相应最低水位、库水位降落时上游坝坡稳定最不利的不同工况坝体的渗流稳定计算,为红源水库大坝加固断面设计提供依据.