土质边坡稳定性影响因素的研究

稳定性分析是边坡工程一项重要的工作,目前在工程设计中常用的边坡稳定分析方法为安全系数法,它是经过长期工程实践证明的一种有效设计方法。由于现阶段只有理论上计算边坡安全系数的公式,并不能直观感性的认识,不便于工程实践上应用。针对影响边坡稳定性的主要参数,采用极限平衡原理、强度折减法对土的抗剪强度指标粘聚力c和内摩擦角φ,边坡的坡角α和坡高H进行分析,通过不断改变单一变量的值,得出其与边坡安全系数的关系,并采用软件分析拟合出公式,从而得出简单可行的判断边坡安全系数的方法。     

岩石边坡植被恢复工程中的客土稳定性分析

[目的]讨论岩石边坡植被恢复工程中的客土稳定性计算方法,为该类工程的稳定性评价提供依据。[方法]模拟计算抗剪型和摩擦型根系产生的作用力,转换为抗剪强度后作为客土稳定性的附加值,进而推导出稳定性计算公式,并通过济南—莱芜高速公路的客土喷播工程案例进行实测和验证。[结果](1)客土稳定性系数取决于无根土抗剪强度(Fs)、客土容重(γ)、客土厚度(d)、根系抗剪强度增量(τR);(2)根系产生的抗剪强度可细分抗剪型根系抗剪应力(τRg)和摩擦型根系抗剪应力(τRf)二者之和;(3)稳定性计算值始终小于实测值,分布规律及偏差值较稳定,植被恢复初期的3~5a内客土稳定性系数与植被恢复期成明显的正相关关系。[结论]客土稳定性系数计算可以作为岩石边坡植被恢复工程的参数设计和稳定性评价方法。     

陕京输气管道工程黄土高原边坡稳定性分析

在陕晋黄土高原地区,管道多沿黄土梁峁、崾岘、沟岸边缘敷设,易遭洪水、滑坡、坍塌等灾害破坏,严重影响陕京输气管道工程安全。采用简化毕肖普法和北京水利科学研究院边坡稳定计算程序(STAB-95),对不同坡高、不同坡比、不同含水率、不同填土的天然黄土边坡和人工填土边坡进行了稳定性计算,分析了边坡稳定安全系数与坡高、坡比等的关系,并提出了综合治理对策,希望能为陕京输气管道工程黄土边坡、人工填土加固边坡的稳定性评价和边坡加固设计提供参考。     

排架式微型桩组合结构受力分析

排架式微型桩组合结构作为边坡防护的一种轻型支挡结构,施工安全便捷,对非常环境适应性强.基于弹性地基梁理论应用的基本条件是土体为稳定体,以及排架式微型桩组合结构对不稳定坡体的改善作用使不同位置的微型桩前抗力条件有所差别,在弹性地基梁理论的基础上,借鉴一般微型桩水平承载力计算的思路,通过不同的m(弹性抗力系数)计算值和桩顶大变形对m值的限定条件,来体现微型桩前其他微型桩的存在对地基反力的贡献.以3种基本计算模型建立排架式微型桩组合结构的计算公式,计算并分析该类桩群的内力及对地震力的特殊反应,为微型桩的设计提供一定的参考依据.     

王家岭煤矿风井场地边坡稳定性分析与评价

针对王家岭煤矿风井场地边坡稳定性问题,调查分析了该边坡的工程地质条件和影响边坡稳定性的因素.在用赤平投影法对边坡稳定性进行定性评价的基础上,采用极限平衡法(Sarma法)和有限元法对整个场地典型边坡剖面进行了不同工况条件下的稳定性分析,并给出了安全稳定系数.结果表明,二者分析结果基本一致,验证了所用方法的合理性.对类似工程问题的评价、治理有一定的借鉴和指导意义.     

溯源侵蚀作用下昔格达地层土质边坡的稳定性

对四川省昔格达地层土体工程地质特性进行了分析。结果发现,昔格达土体化学成分丰富,含有一定量的易溶盐,在地下水及地表水的作用下易于发生化学反应,形成次生矿物,使土体强度降低,导致边坡易于产生失稳现象;溯源侵蚀为河流侵蚀的一种类型,水流的侧向冲刷与重力同时作用于沟谷边坡,加快沟谷边坡的失稳速度。运用水力学、土力学等力学方法对溯源侵蚀的主要影响因素进行了分析。在非饱和土计算模型基础上,建立了昔格达地层沟坡物理概化模型。模型在考虑了河流的侧向冲刷,沟坡重力作用的基础上,同时考虑动水压力作用对边坡的影响。针对目前非饱和土抗剪强度计算并不统一的情况,推导并优化了非饱和土边坡稳定性计算公式。并结合建立的溯源侵蚀模型对昔格达地层土质坡稳定性进行了分析,求得边坡稳定性系数为1.061,而采用经典的Bishop法求得相同条件下边坡稳定性系数为1.212。结果表明,优化的边坡稳定性求解方法得到的稳定安全系数较低。     

抗滑桩施工中边坡稳定系数分析

采用连续介质快速拉格朗日差分分析方法,结合强度折减技术,设定解不收敛的破坏标准,来探讨抗滑桩施工过程中桩孔开挖对边坡安全系数的影响这一三维问题.结合工程实例,模拟几种开挖顺序,结果表明,合理的施工方案对边坡扰动甚微;而随意开挖桩孔可能使边坡失稳,且失稳时的位移不大,破坏征兆不明显,破坏更加突然,应特别注意.分析施工等因素对边坡稳定系数的影响,特别是处在极限状态下的边坡,十分必要.     

退化沙质草场群落特征及功能群生物量的空间变异性

拱坝坝肩高边坡的稳定性问题是当前工程研究的热点问题之一。当前,坝肩边坡作为从属工程,其稳定性的分析主要是针对边坡本身的稳定性进行的。分析中采用的判定从属边坡稳定性的评价标准并不能保证主要坝体的安全性。为了使边坡的抗滑安全性计算中能考虑坝体的影响,作者提出了“从属安全度”概念,并基于应力控制标准给出了从属安全度的计算公式。以某高拱坝为例进行了坝肩边坡的从属稳定性数值试验研究,研究结果表明:考虑边坡动力反应过程中坝体稳定性,坝肩边坡的从属稳定性系数将降低20%。     

波波娜水电站弃渣体滑动预测及防护措施

波波娜水电站4号施工支洞洞口堆放的弃渣体是否安全稳定,不仅关系到下游居民的生产生活安全,而且关系到发电厂房的安全运行。在水土保持监测中对其安全稳定性进行了分析,分析计算结果为渣体安全系数是0.93,小于规范要求的1.20~1.30,据此判定该弃渣体处于不稳定状态。为确保工程的安全运行,积极建议建设单位采取了增加弃渣密度、提高弃渣表面防渗性、增强边坡稳定性等防护措施。     

植物根系吸水对非饱和土边坡稳定性影响的分析

为了量化植物根系吸水对非饱和土边坡稳定性的影响及为植被护坡的植物种类选择提供参考,采用COMSOL Multiphysics建立二维边坡,模拟不同根系形态、根长及降雨条件下的根系吸水引起的非饱和土边坡孔隙水压力的分布变化,并采用极限平衡理论对边坡稳定系数进行定量计算.结果表明:指数形根系吸水产生的吸力最大,比裸坡增大4...     

黄土古土壤的抗剪强度特性

[目的]对原状和扰动古土壤抗剪强度随含水量和干密度的变化进行研究,为黄土地区的边坡工程、隧道工程以及地下建筑工程设计施工中参数的选取提供依据。[方法]分别对相同干密度、不同含水量的原状样,不同干密度、不同含水量的扰动样及与原状样相同干密度、相同含水量的扰动样进行室内直剪试验。[结果]在干密度相同的条件下,原状和扰动古土壤的黏聚力随含水量的增大而减小;在同一含水量指标下,原状古土壤的黏聚力大于扰动古土壤,二者的内摩擦角亦随含水量的增大而减小。[结论]黄土古土壤的抗剪强度指标随着含水量的增大而减小,黏聚力与含水量呈指数函数关系,内摩擦角与含水量呈二次抛物线关系。     

北方灌区混凝土衬砌渠道断面优化及参数分析

人工明渠是中国北方灌区采用的主要输水方式。合理的渠道断面参数计算是水利计算中的重要环节。因此,合理的模型与较高精度的计算方法是求解渠道断面的关键。然而传统灌区混凝土衬砌渠道断面优化设计仅从最优水力断面角度出发,考虑单一水力要素,而忽视了渠道冻胀安全以及工程造价的问题。该文建立了以最优水力断面、工程造价最小为目标,满足混凝土衬砌渠道冻胀要求的数学模型。根据模型非线性的特点,利用自适应粒子群优化算法,对混凝土衬砌渠道梯形断面结构进行优化,选用自适应粒子群算法可以很好地克服算法陷入局部最优解的问题。建立的模型将混凝土衬砌量与工程占地最小作为目标函数优化。优化结果在最佳水力断面基础上,满足边坡稳定与工程量最小。最后将模型应用于黑龙江依兰县倭肯河灌区学兴干渠,分析了渠道边坡系数、渠底宽和渠道水深对目标函数的影响规律。优化结果表明,模型计算所得渠道工程占地减小1.5%,混凝土衬砌量减小1.8%。各个参数中,边坡系数对目标函数影响较大。混凝土衬砌厚度由土壤性质、冻结力大小所决定。该研究成果为提高寒区混凝土防渗渠道优化设计水平及灌区运行效益提供了理论依据。     

基于土-水特征曲线的植物边坡抗剪强度研究

土-水特征曲线通常用于估计非饱和土壤的抗剪强度,但是由于植物根系的吸水作用和加筋效应,使得植物边坡的抗剪强度不能直接利用基于基质吸力的非饱和土抗剪强度计算公式进行计算。以裸露边坡和植被边坡为研究对象,采用张力计现场测试和室内剪切试验相结合的方法,拟合水土特征曲线关系。结果表明:(1)植物根系的植入有效地提高了边坡土体的进气值,较素土进气吸力值增幅41.10%。在同等含水率条件下,植物边坡基质吸力明显大于素土边坡,提高了边坡土体的持水能力。(2)边坡红黏土基质吸力与含水率的关系符合V-G模型,利用最小二乘法得到模型参数。(3)随着体积含水率的增大,带根土与素土的抗剪强度参数值变化趋势大致相同,均呈现先增大后减小的趋势,但带根土的变化参数大,当含水率21.29%时,带根土黏聚力相较于素土增加了4.86 kPa,增幅18.55%,而内摩擦角对根系存在的敏感程度不如黏聚力。(4)随着土壤基质吸力不断增大,植被边坡与素土边坡的抗剪强度力学参数变化趋势大体相同,当土基质吸力为60～90 kPa土体的黏聚力提高最为明显,但植被边坡由于植物根系的存在,土体内基质吸力对边坡土体的抗剪强度提高幅度更大,黏聚力与内摩擦角最大增长幅度分别为37.34%和40.30%。通过建立土-水特征曲线参数与植物边坡抗剪强度的关系,可计算不同含水率或基质吸力条件下植物边坡的抗剪强度,为进一步分析工程实际中植物边坡的稳定性提供理论依据。     

暴雨诱发高填深挖路基边坡失稳分析

为研究暴雨诱发作用下高填深挖路基边坡稳定性问题,分析了暴雨诱发碎石边坡失稳机理,研究了暴雨和正常两种计算工况下边坡稳定性,采用摩根斯坦-普赖斯分析方法,分析了两种工况下高填深挖碎石边坡抗剪强度、抗剪能力和边坡安全系数的变化,与正常工况相比,暴雨作用下边坡土体的凝聚力和摩擦强度都显著降低,安全系数显著降低,因此,暴雨导致边坡抗剪强度和抗剪能力明显降低,使安全系数降低,导致边坡失稳现象发生。为高填深挖路基边坡稳定性评价及防治措施提供依据。     

朱岔峡水电站2号弃渣场边坡稳定度分析与水土保持措施

在实地调查的基础上,对甘肃省大通河朱岔峡水电站2号弃渣场边坡稳定度进行了分析与计算,结果表明:朱岔峡水电站2号弃渣场边坡滑动稳定安全系数(K)为0.19,远小于工程中一般要求的1.25~1.35,属不稳定边坡。在防护措施布设上建议采用抗滑桩—钢索—铁丝笼带以增强边坡的稳定性,并在枯水期及时清理河道,以保障洪水期水流畅通,同时选择小叶杨、扁穗冰草等根系发达、适应性强的植物稳固边坡,防止新的水土流失发生。     

隧道出口路基边坡生态护坡设计

公路建设过程中,边坡的植被破坏是最严重的,大量的地表完全裸露,如不及时采取防护措施极易造成水土流失、滑坡等灾害的发生。结合隧道出口边坡防护工程的设计与施工,对施工现场存在问题及原因、施工安排、施工方案、环境保护措施要点进行了论述,通过路基边坡生态护坡设计,达到施工质量安全双优目标。     

紫色土坡耕地不同规格土坎稳定性分析

土坎稳定性对其发挥水土保持效益具有重要意义,分析紫色土坡耕地土坎规格对稳定性的影响可为三峡库区乃至长江上游紫色土区坡耕地整治、中低产田改造等工程中土坎规划设计和建造提供依据。根据野外调查结果,设定0. 8、1. 0、1. 2和1. 4 m 4种高度和50°、60°、70°和80°4种外边坡坡度共组合成16种规格土坎。通过直剪试验获取紫色土埂坎土壤抗剪强度参数,利用极限平衡分析法计算稳定性系数、响应面分析法建立稳定性系数与高度和外边坡坡度响应模型。结果表明:土坎外边坡坡度一定时,稳定性系数随高度增加呈非线性衰减;高度一定时,稳定性系数随外边坡坡度变陡总体呈降低趋势。总体来看,土坎高度和外边坡坡度对其稳定性的影响极为显著(P 0. 01),但二者的交互效应对稳定性的影响不显著。研究规格范围内,土坎潜在滑动面最不稳定的土体条块基底抗剪力均大于运动剪切力。土坎稳定性系数随着运动剪切力和右侧剪切力的增加呈降低趋势,而基底法向力和右侧法向力变化对土坎稳定性系数没有明显影响。结合紫色土坎的稳定性特征、三峡库区紫色土坡耕地的条件和农民耕作的便利性,土坎高为1. 0～1. 2 m,外边坡约60°较为适宜。     

荒漠化地区生态安全评价—以首都圈怀来县为例

以怀来县为例,对生态脆弱的荒漠化地区的安全状况进行研究,提出了荒漠化地区生态安全评价的具体指标体系和构建原则,并采用数量化原理与方法,对各指标进行了具体量级划分,采用关联度分析方法,对指标的权重进行了确定,并提出了衡量生态安全程度的数量化指标生态安全系数及其计算方法。影响荒漠化地区生态安全程度的具体因素包括土壤、植被、水分和风力,根据指标因子主导性和可替代性原则,本研究提出替代性指标土壤有机质含量、植被盖度、降雨量和土壤粘粒含量为生态安全评价的具体指标,并对各个因子对生态安全影响程度进行了计算。根据生态安全系数将怀来县空间的生态安全状况落实到土地利用单元地快,采用GIS平台得到了怀来县的生态安全评价图。本研究成果可直接为目前国家重点环北京防沙治沙应急工程的实施提供科学依据,其研究方法可为区域生态安全评价借鉴。     

电厂建设项目土壤加速侵蚀系数测算研究

采用实验小区法、类比法、实地调查和地面观测等多种方法对萍乡赣能电厂建设项目的厂区扩建区、施工区、施工临时用地区、厂外公路、临时堆土弃渣场和取料场等区域施工当中的土壤加速侵蚀系数进行测算,结果表明:厂区扩建区和施工临时用地区的土壤加速侵蚀系数为21,施工区的土壤加速侵蚀系数为32;厂外公路路堑边坡土壤加速侵蚀系数为35,路堤边坡土壤加速侵蚀系数为44、路面土壤加速侵蚀系数为21;取料场采挖边坡的土壤加速侵蚀系数为76,采挖台面的土壤加速侵蚀系数为64;临时堆土场、弃渣场的年均流弃比为6.4%。     

反算法在某边坡稳定性评价中的应用

重点探讨了反算法的基本原理、反算的具体方法步骤、反算法建立联立方程的条件,应用边坡稳定性反算分析原理,依据工程实例对边坡滑移面的抗剪强度参数进行反算,给出了抗剪强度参数的建议值。