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。     

降雨对土体边坡稳定性的影响

应用非饱和土水分运动基本理论建立了二维降雨入渗 计算模型,编制了计算程序,用于计算雨后土体的瞬态含水率 分布,将总粘聚力引入抗剪强度公式,采用极限平衡方法,讨论 了降雨入渗对非饱和土体边坡稳定性的影响。     

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.     

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。     

降雨入渗条件下边坡极限承载力的分析

降雨入渗导致土坡土体强度下降，容重增加是引起边坡失稳的主要原因，应用饱和土-非饱和土的非定常渗流方程可以求得土坡中任一点的饱和度。根据土体物理指标的现场土工试验可以建立含水量与强度指标之间的关系，应用根限分析的下限法可以求得不同降雨量时边坡的极限承载力大小，该法借助地有限单元法和连性规划法，可以较容易地建立静力许可场，并进而求得极限荷载的最大值。     

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。     

降雨入渗条件下非饱和土边坡稳定性数值分析

应用有限差分软件 FLAC2D中两相流分析模块建立了非饱和土边坡的数值模型,并进行了考虑降雨入渗影响的渗流场及稳定性分析。结果表明：降雨强度较大的情况下,雨水入渗主要引起边坡表层的饱和度增加;而降雨强度较小时,雨水更容易入渗到边坡的内部;降雨持时相同时,边坡的剪应变增量随着降雨强度的增大而增大;强降雨条件下,边坡的位移较大,其中边坡水平向位移随着高程的减小而增大,而竖直向位移随着高程的减小而减小;随着降雨持时的增加,边坡的位移不断增大,安全系数不断减小。     

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。     

不同降雨模式下土质路基边坡渗流场研究

研究目的:降雨是路基边坡失稳最主要的影响因素,其中降雨模式是主要的影响参数之一。本文基于二维饱和-非饱和渗流理论,利用数值计算的方法对后峰型、均布型、中峰型和前峰型4种降雨模式下路基边坡渗流场的变化规律进行研究。研究结论:(1)降雨强度和降雨持时对路肩处最大孔隙水压力umax和最大饱和深度Hsmax均影响显著;(2)渗透系数ks对Hsmax的影响存在一个敏感区,在敏感区之内,增加ks才能有效减小Hsmax和路基表层孔隙水压力,ks太小或太大均对路基稳定性不利;(3)中峰型和前峰型降雨模式下,路基边坡稳定性最不利时段受渗透系数影响显著,ks在敏感区之内和敏感区域之外较小一侧时,此时间段起点不受渗透系数影响,只与降雨模式有关,此时间段终点随ks的增大而提前;(4)后峰型降雨模式下路基边坡的稳定性最差,前峰型降雨模式下路基边坡的稳定性最好;(5)本文研究成果可为路基边坡防护与加固方案设计提供依据。     

环境因素作用下既有线铁路边坡失稳分析及治理技术

应用GEO软件通过数值模拟方法研究地下水、降雨以及地震等环境因素对边坡稳定性的影响,结果表明:当地下水位在滑移面以下时,孔隙水压力和渗透力对边坡稳定性的影响较小,反之则影响较大;随着降雨强度的增加,边坡水平及竖向有效应力呈减小趋势,降雨强度、降雨持续时间的增加导致边坡稳定性降低;当降雨强度小于土壤的入渗能力,降雨完全入渗时,边坡的稳定安全系数主要受降雨强度的影响;地震作用下产生的超孔隙水压力引起边坡的有效应力明显减少,在地下水位较高时减少幅度可达到50%。基于模拟分析结果,针对路基边坡失稳多发的问题,对边坡治理技术及其适用性进行了系统总结分析。     

预应力锚索加固边坡的有限元模拟和稳定性评价

对金温铁路预应力锚索加固的一个典型边坡工点进行边坡非线性有限元分析 ,探讨边坡加固前后变形的大小和分布、塑性区的扩展形态、滑移面的形成 ,以确定合理的滑移面位置 ;同时 ,采用极限平衡法计算边坡的安全系数 ,对边坡开挖的稳定性进行评价     

考虑基质吸力下的黄土边坡稳定性研究

降雨入渗使得非饱和黄土含水量增加,基质吸力降低,进而导致边坡稳定性下降。选取某铁路沿线黄土边坡为研究对象,进行了非饱和黄土的基质吸力试验。结果表明,在0~260kPa低吸力范围内,原状黄土土水特征曲线呈指数形式。进而,通过控制基质吸力的三轴试验,测定了非饱和黄土的抗剪强度,结果表明,黄土由饱和至非饱和状态转变时内摩擦角增大,非饱和黄土莫尔库伦破坏包面是一个上翘曲面。在此基础上,运用GeoStud io进行了降雨数值模拟和边坡稳定性分析,结果表明,随着降雨强度的增加和降雨持时的延长,边坡表层孔隙水压力逐渐增加,对应基质吸力持续减小,水头等值线在坡顶和坡脚最为密集;降雨强度越大,持时越长,越不利于边坡稳定。     

公路边坡降雨引起的渗流分析

利用饱和－非饱和土的渗流理论，对公路边坡在降雨过程中的渗流规律进行了分析，用有限元法和有限元差分法来模拟雨水在土坡中的渗流过程，为公路边坡的稳定性分析和滑坡预测提供重要的分析数据。     

公路边坡降雨引起的渗流分析

利用饱和-非饱和土的渗流理论,对公路边坡在降雨过程中的渗流规律进行了分析,用有限元法和有限差分法来模拟雨水在土坡中的渗流过程,为公路边坡的稳定性分析和滑坡预测提供重要的分析数据.     

边坡稳定性分析的半数值解法

进行边坡状态的非线性有限元分析 ,分析其变形的大小、塑性区的分布形态 ,推测潜在的滑移面位置。根据确定的滑动面 ,采用极限平衡法计算边坡的安全系数 ,对边坡工程的稳定性进行评价。结合一个典型边坡工程的分析 ,指出该方法能获得快捷有效的解答。     

降雨作用下山西中南部通道黄土边坡稳定性分析

降雨入渗导致黄土边坡坡体含水量增加,边坡负荷加大,稳定性降低。为满足设计安全的需要,对晋中南线黄土边坡进行了野外人工降雨试验。在试验基础上,利用GeoStudio软件进行了降雨入渗数值模拟和边坡稳定性分析。野外试验结果表明,降雨开始半小时后,入渗量超过泥沙冲蚀量,土压力和孔隙水压力上升,边坡负荷增加,边坡稳定性下降。边坡坡体孔隙水压力、含水量与降雨强度和降雨持时呈正相关关系。数值模拟结果表明,随降雨持时的延长与降雨强度的增加,湿润峰逐渐加深,边坡表层及坡角出现或大或小的暂态饱和区。长时间大强度的降雨对边坡稳定性非常不利。     

多级悬臂式挡土墙设计计算方法探讨

研究目的:为探讨多级悬臂式挡土墙工程设计问题,采用数值模拟与极限平衡理论分析方法,得出包括边坡整体稳定性与各级墙体局部稳定性两个方面的多级悬臂式挡土墙的设计计算方法。研究结论:(1)边坡整体失稳破坏模式为近似圆弧滑动模式,可采用圆弧滑动条分法分析边坡整体稳定性;(2)坡体中竖向压应力向下传递过程中,各级挡墙墙顶面位置的压应力呈多段折线型分布模式,可在此基础上采用库仑土压力理论计算各级悬臂式挡墙上的主动土压力,进而计算各级墙体的抗滑与抗倾稳定性、地基承载力和墙身强度;(3)给出了多级悬臂式挡土墙的主要设计计算步骤;(4)所建立的设计计算方法可为多级悬臂式挡墙的工程设计提供参考。     

降雨入渗对滑坡渗流场和稳定性的影响分析

研究目的:以鹰厦铁路K290处滑坡为例,运用饱和-非饱和渗流有限元法模拟在降雨及地下水位变化条件下,饱和-非饱和土坡暂态渗流场的变化情况,探讨在降雨入渗条件下坡体孔隙水压力及基质吸力的变化规律,分析降雨强度、降雨持续时间等参数对滑坡稳定性及安全系数的影响.从微观和基质吸力的角度评价滑坡防治效果,为维护线路的安全运营提供参考.研究结论:降雨入渗及地下水位变化使得坡体内孔隙水压力发生急剧变化,并且各区域呈现不同的变化规律;降雨初期,孔隙水压力变化最明显;滑带土各区域基质吸力因降雨及水位变化而呈现不同的变化规律,降雨后期滑带土基质吸力基本丧失,对坡体的稳定和安全不利;水位变化、降雨强度、降雨持续时间对坡体的稳定性均有较大的影响,其中受降雨强度和水位变化的综合影响最显著,在强降雨和地下水位升降时,坡体稳定系数急剧降低.     

有限元极限平衡法在黄土边坡稳定性分析中的应用探讨

对目前边坡稳定分析中的极限平衡和有限元两类方法进行分析阐述,在此基础上,结合黄土边坡工程算例,利用geostudio软件将有限元与极限平衡法相结合进行黄土边坡稳定性分析,并对其计算结果进行比较。算例分析结果表明:极限平衡法在求解过程中作出各种假定来解决超静定问题;有限元法克服了极限平衡法的不足,考虑土体的本构关系,但不能确定可能破裂面,对边坡失稳破坏的判断没有一个定量的标准,将有限元法和极限平衡法相结合,取长补短,既能反映边坡的稳定和变形之间的关系,准确描绘出破坏面的特征,又能得到更精准可靠的安全系数;有限元极限平衡法可自动搜索出坡肩带有垂直裂缝的组合滑动面,比极限平衡法搜索出的单一圆弧滑动面更贴近实际情况,提高了边坡稳定性分析的合理性,为类似边坡稳定性分析方法提供参考。     

多年冻土斜坡稳定性评价方法的探讨

介绍冻土区热融滑塌的机理,分析影响其稳定性的各项因素,包括冻融交界面位置和暖季强降雨等因素;采用现场实例评价了目前关于冻土边坡稳定性5种计算方法,且利用改进极限平衡法评价了具有上部结构物的斜坡稳定性。结果表明,采用"冻阻法"计算比较适合青藏铁路安多段自然边坡稳定性评价;改进极限平衡法能评价较复杂条件下的斜坡稳定性问题。