雨后边坡土体瞬态含水率分布规律

建立非饱和土中水分流动的二维数值计算模型模拟土体中的水分运动 ,用该程序计算不同降雨入渗条件下雨后边坡土体中瞬态含水率的变化情况 ,得出雨后土体中含水率的变化规律。     

降雨入渗条件下边坡稳定性分析

基于非饱和土力学理论,利用有限元方法对降雨条件下边坡的饱和-非饱和渗流及稳定性进行探讨。数值分析表明,雨水入渗使边坡非饱和区土体的基质吸力减小,是导致边坡稳定性降低的主要因素。     

考虑降雨影响的框锚支护结构稳定性动态分析

研究目的:现有的框架预应力锚杆柔性支护结构(简称"框锚支护结构")的整体稳定性分析方法均未考虑降雨入渗的影响。为探索降雨入渗对框架预应力锚杆柔性支护结构稳定性的影响规律,基于Geo Studio软件,采用Van Genuchten模型对非饱和黄土的土-水特征曲线和渗透系数特征曲线进行拟合,进而对降雨条件下非饱和黄土边坡内部渗流场进行模拟,采用非饱和土强度理论确定黄土的强度,提出一种土体含水率变化时摩擦型灌浆锚杆极限抗拔承载力的计算方法,对降雨入渗条件下的框架预应力锚杆柔性支护结构的整体稳定性进行动态分析。研究结论:(1)锚杆锚土摩阻力和极限抗拔承载力随着土体含水率增大迅速降低;(2)降雨持时超过12 h后,雨水入渗对锚杆承载力的影响比较明显;(3)不考虑和考虑含水率变化对锚土摩阻力的影响,边坡安全系数变化差异较大;(4)降雨入渗对框架预应力锚杆柔性支护结构的整体稳定性影响不容忽视,分析时应考虑含水率变化对锚杆极限抗拔承载力的影响;(5)本研究成果能为非饱和黄土地区框架预应力锚杆柔性支护结构考虑降雨影响的设计和施工提供指导。     

强降雨条件下非饱和粉土雨水渗透规律研究

由雨水渗透规律计算得到的雨水渗透体积是判断非饱和土粉土强度受降雨扰动的主要参数。提供一种强降雨条件下非饱和粉土雨水渗透规律的计算方法,可以根据降雨条件与土体性质预测非饱和粉土在降雨渗透过程中雨水渗透率随时间的变化规律。该方法通过扩展已有非饱和土渗透模型建立降雨渗透计算模型。在经典Green-Ampt模型基础上,根据土体含水量的不同和在降雨过程中出现顺序,依次将土体进行分层。采用毛细渗透公式与达西定律对降雨渗透过程分阶段进行计算,得到降雨渗透过程中雨水渗透率随时间的变化规律。与实验实测数据的对比表明,理论计算值与实验实测数据基本吻合,能较好的预测雨水渗透率变化规律。     

降雨入渗对路堤边坡稳定性研究

降雨是边坡浅层破坏主要因素.在模拟降雨入渗对边坡的稳定性时,通常没有考虑入渗-产流和流体-固体的耦合过程,只是通过施加流量边界或零水头边界,求得暂态孔隙水压力的分布,采用非饱和土极限平衡理论计算边坡稳定性.实际上,降雨入渗过程是地表径流-地下渗流和流体-固体的固结过程.建立了在降雨情况下地表径流-地下渗流和非饱和土渗透固结方程,通过数值模拟对边坡在降雨下的稳定性进行了分析,并通过算例论证了在降雨情况下路堤边坡破坏情况.     

基于改进极限平衡法的非饱和边坡稳定分析

研究目的:极限平衡法是非饱和土边坡稳定分析最为常见的方法之一,但由于降雨入渗时边坡的渗流场是瞬态的,这导致很多工程在使用极限平衡法进行边坡稳定分析时常常使用了错误的有效应力及剪切强度。本文以合福铁路古田北站的非饱和土边坡为研究对象,在改进极限平衡法、室内试验及数值模拟的基础上进行降雨入渗对非饱和土边坡稳定性的影响规律研究。研究结论:(1)降雨量、降雨频率、降雨时间与非饱和土边坡的瞬态渗流场、有效应力场及边坡稳定安全系数密切相关;(2)通过计算确定古田北站非饱和土边坡失稳发生在5月份,这与边坡实际失稳的时间吻合;计算确定的边坡滑移位置与边坡实际滑移位置也相同;(3)数值分析结果表明,采用改进的极限平衡法来预测非饱和土边坡的稳定性是有效的,可以作为施工方案的依据。     

降雨入渗对边坡稳定性的影响研究

降雨入渗直接影响着边坡岩土体中渗流场的分布,持续的降雨一方面使边坡浸润线逐渐抬升,边坡体非饱和区的含水量逐步增大,内聚力降低,孔隙水压力增大,降低边坡岩土体的抗剪强度;另一方面,边坡岩土体中饱水厚度逐渐增加,一定程度上增加了边坡的下滑力,进一步诱发边坡的变形与滑移。因此,通过建立不同降雨强度下边坡岩土体渗流场有限元模型,定量分析降雨强度对边坡稳定性影响,并结合模拟渗流场中孔隙水压力等值线图,用改进极限平衡法对不同降雨强度下边坡进行稳定性分析。     

堆积层边坡人工降雨致滑的原位监测试验研究

降雨可引起堆积层边坡失稳。为了研究降雨入渗诱发堆积层滑坡的失稳机理以及边坡性状随时间变化的特性,选取贵州晴隆一个典型堆积层边坡进行人工降雨模拟试验和原位综合监测。结果表明:堆积层边坡在降雨入渗影响下多发浅层松弛型破坏,滑动变形区为坡面以下0~4 m之内,变形量以坡面最大,从坡面到坡体深部逐渐减小;在实施人工降雨2 h,平均入渗率为86%之后,入渗率由于地表径流的增加而随时间逐渐减少,一段时间(6 h)之后,入渗率降到一个相对稳定值(50%);降雨入渗造成土体中孔隙水压力增加,致使边坡土体的抗剪强度由于有效应力的减少及土体吸水软化而降低,降雨入渗的这一双重效应是降雨诱发堆积层边坡失稳的主要原因之一。     

基于离散元法的铁路沿线非饱和边坡流动与冲击分析北大核心

为降低降雨入渗对铁路边坡安全性的影响,对云南普洱市一铁路修建现场区域内存在的典型非饱和边坡进行稳定性分析。引入了黏附-再黏附模型,并通过模型试验以及离散元法分析不同参数条件下的土体崩塌特征和支护下的最大冲击力。研究结果表明:引入黏附-再黏附模型后的离散元法能很好地再现黏聚力作用下非饱和土边坡的崩塌行为;通过将非饱和土的黏聚力、坡面的摩擦系数等不同参数相结合,可以在坡面流动和冲击试验中获得最大冲击力;当支护上产生最大冲击力时,沉积在支护上的土体可以起到缓冲作用,提高边坡稳定性。     

渗流对非饱和土层中地下隧道的开挖影响分析

应用水头为基本变量编制变饱和地下水渗流有限元计算程序,解决了复杂地层条件下求解地下水头分布的问题;其次,利用地下水头分布值来求出地下各区域土体的总黏聚力值;最后,利用非线性有限元计算程序ANSYS将总黏聚力作为参数输入材料模型中,进行具体计算。土体入渗将造成非饱和土体总黏聚力下降,当成为饱和土时,总黏聚力最小,土体抗剪强度减小,变形增大自稳能力下降。     

胶新铁路施工期路堤水土流失特征

为探讨铁路路堤坡面水土流失特征，对施工期胶新铁路一段路堤进行了天然降雨现场观测，结果表明：路堤坡面的水土流失形式在特大暴雨时表现为浅沟侵蚀，但不影响路堤表面的稳定性；路堤坡面产生水土流失需要一定的雨量和雨强条件，雨强是引起坡面产流的关键因素；路堤通过改变沿线原来的径流途径引起二次水土流失，即通过路堤的渗流冲刷下游农田，及时修建导流排水沟可以预防二次水土流失。     

降雨入渗对路基稳定性影响因素分析

将简化bishop法拓展应用于非饱和土,推导考虑降雨渗流的路基稳定性公式;利用求得的安全系数计算公式,对各影响因素进行理论分析;结合典型工程算例对降雨条件下的路基进行稳定性分析,并讨论各因素变化及其对路基稳定性的影响。分析结果表明,把用于饱和土的简化bishop法拓展应用至非饱和土是可行的,在降雨条件下考虑主要影响因素进行路基稳定性分析是较为有效的方法。     

考虑起始水力坡降时粘性土渗透系数的确定

基于粘性土的达西定律和水流连续性原则,建立了考虑起始水力坡降时粘性土的渗透系数公式和起始水头计算公式,并通过渗透系数的极差、反算水头和实测水头的最大偏差和均方差来评价所提出的公式和规程公式的误差。实例分析结果表明:考虑起始水力坡降后,采用所提出的公式得到的渗透系数大于采用规程公式得到的渗透系数值;所得到的渗透系数本身的极差、反算水头与实测水头的最大偏差以及均方差均小于规程中不考虑起始水力坡降时得到的相应值;考虑起始水力坡降后的粘性土的渗透系数更能反映粘性土的实际渗透情况。     

富水地层盾构掘进下近接桩-土力学响应分析

基于富水地层透水性强、土层强度低等特性,运用盾构技术进行隧道施工造成的土层变形、临近桩体扰动等负面现象尤为突显。为探明渗流影响下由盾构掘进引起的孔压变化、桩-土响应规律,以某盾构隧道工程为依托,采用有限元数值分析方法,阐明盾构隧道在流-固耦合作用下的孔压分布、桩-土内力及位移发展形式。研究结果表明:(1)与未考虑地下水作用相比,渗流场影响下的桩体与地表土层沉降明显加剧,其沉降最大增幅分别达32.18%、31.95%;(2)盾构隧道下穿建筑桩基施工,对桩体内力值影响较大,桩体下部轴力沿埋深增长并产生负摩阻力,较大程度地抑制桩体性能发挥;(3)隧道防水失效下,周边围岩内部孔隙水压力于1倍隧道直径范围内呈现剧烈衰减,并沿水平向出现明显孔压降压带。     

龙厦线封闭式路堑U型槽设计研究

针对工程的地质、水文条件,对封闭式路堑U型槽结构的设计方法要点及设计中应注意的问题进行探讨,以解决地下水位较高或渗透系数较大的含水地层及某些特殊原因不允许降低地下水的路堑渗流和渗透问题。     

道路工程施工期水土流失预测方法探讨

阐述了道路工程生态环境影响评价中水土流失评价的重要性 ,按照边坡形成过程的不同将人工边坡分为堆填边坡、挖损边坡和压实边坡 ,分别分析了三类边坡的水土流失形式 ,在野外监测、降雨试验及既有研究成果的基础上 ,探讨了各类边坡的水土流失预测方法     

铁路隧道排水对环境的影响分析

西铁车2号隧道位于山东省境内,全长7 851 m,洞身围岩主要为寒武系中统灰岩,无大规模岩溶现象,施工过程中,局部段落存在渗水现象,为了分析隧道排水对周围环境的影响,首先通过大口径井抽水理论计算分析隧道区域内的抽水影响半径,其次根据区域内的水文地质条件分析其补给、径流、排泄的关系,最后根据历年区域内的月降雨量综合分析隧道施工排水对区域水文地质环境的影响。根据影响半径预测隧道排水可能影响宽度为136~208 m,根据径流状态分析,隧道排水对泉峪村水井基本无影响,对西埠村水井有一定的影响,根据降雨量分析,2013年降雨量比2012年少了42.8%。综合上述分析,隧道开挖排水对泉峪村水井基本无影响,对西埠村水井有一定的影响,地下水水位下降的主要原因是该地区降雨量的大量减少。     

A study on seepage field in subgrade slope subjected to various rainfall patternsEI北大核心

Research purposes: Rainfall is one of the most important factors for subgrade slope failure, and rainfall patter is one of the most primary influence parameters. Based on the two-dimensional saturated-unsaturated seepage theory, numerical analyses are conducted to investigate the change rules of seepage field in subgrade slope subjected to rainfalls with four different patterns, i.e. delayed, uniform, central and advanced rainfall patterns. Research conclusions: (1) Both the maximum pore-water pressure umax and the maximum saturated depth Hsmax at shoulder are affected by rainfall intensity and rainfall duration observably. (2) There is a sensitive range of coefficient of permeability influencing on the maximum saturated depth, only within the sensitive range increasing coefficient of permeability could reduce Hsmax and subgrade surface pore-water pressure effectively. (3) Under central and advanced rainfall patterns, the most dangerous time stage of slope stability is obvious affected by coefficient of permeability, within the sensitive range and the less side outside the sensitive range, the starting point of the most dangerous time stage is not affected by coefficient of permeability, but the end time is advanced with coefficient of permeability increasing. (4) The stability of subgrade slope is the best under advanced rainfall pattern and the worst under delayed rainfall pattern. (5) The research results can provide basis and reference for slope protection and reinforcement design.     

节理岩体中隧道开挖后渗流场重分布影响因素研究

在富水地区的节理岩体中开挖隧道会打破原有的渗流平衡,形成新的渗流场,造成突水等灾害。考虑流固耦合作用,运用离散元理论,建立垂直交叉节理岩体模型,以洞周测点的流量为指标,从地应力、水位高度和节理法向刚度等方面进行隧道开挖后节理岩体渗流场重分布的影响因素研究,并从开挖前后节理隙宽和水压力变化分析影响产生的原因,结论可为进一步研究围岩稳定性和突水灾害等提供参考。