降雨入渗对煤系膨胀土边坡瞬态稳定性影响分析

采用非饱和瞬态渗流有限元与极限平衡法相结合,对降雨入渗过程中煤系膨胀土边坡的渗流场与稳定场进行数值模拟,分析了土体渗透系数、降雨强度、降雨持时以及坡比等参数变化对煤系膨胀土边坡稳定性的影响。研究结果表明,土体渗透系数对边坡安全系数有较大影响,渗透系数较大的边坡在降雨48 h后,其安全系数出现陡降,最大降幅达到27. 82%。降雨强度越大,相同降雨持时的边坡安全系数越小,安全系数的降幅也越大。坡比对煤系膨胀土边坡的安全系数有显著影响,边坡安全系数随着坡比的减小而增大,在降雨强度为8. 33"10-7m/s的情况下,建议该类型土质边坡的坡比取值为1∶1. 5～1∶1. 75。     

含硬性贯通结构面的岩质边坡稳定性研究

选取典型的具有硬性贯通结构面的岩质边坡模型,采用有限元强度折减法并应用岩土数值模拟软件对其进行详细的数值模拟,得到边坡在不同位置结构面、坡角及倾角下的安全系数和潜在滑移面。这说明将含贯通结构面的岩体总体特征予以反映并使之模型化是可行的。结果表明,随着结构面与坡脚距离的增大,安全系数也逐渐提高;边坡坡度越大,剪应力向坡脚集中,继而易发生破坏;坡角一定时,安全系数随倾角呈U形抛物线变化;潜在滑移面不一定沿着结构面发生破坏,也可能在岩体内滑动。上述各项岩土参数对岩质边坡稳定性的影响规律,可用于指导工程实践,有一定的推广价值。     

基于强度折减法的不同坡角边坡稳定性分析

介绍了强度折减法的基本原理,在此基础上运用强度折减法分析边坡坡角对边坡稳定性的影响,运用ANSYS软件模拟不同坡角的边坡,分析计算不同坡角边坡的安全系数,通过计算得出不同坡角边坡围岩极限破坏时的折减强度参数,分析研究边坡坡角与边坡安全系数F、边坡围岩极限破坏凝聚力c’及极限破坏摩擦角‘φ’之间的关系。     

考虑降雨入渗的某矿区滑坡数值模拟分析

矿区坡体土质粘粒较少,在二次翻采、随意堆弃工况下,极易造成滑坡区土质疏松、加大土体的孔隙率。根据矿区滑坡坡体的工程地质及工况特点,考虑土体内应力场与渗流场之间的流—固耦合作用,采用有限元法,对比分析了某矿区滑坡体的边坡在降雨前、后的边坡安全系数.数值分析表明,考虑降雨入渗的情况下边坡安全系数明显下降.     

强降雨作用下昔格达边坡渗流特性及稳定性分析

昔格达地层分布于中国西南,其工程性质极差。为分析上覆第四纪残坡积物的昔格达组粉砂土边坡在强降雨作用下的渗流特性及稳定性,结合石棉县莫家岗滑坡,用数值模拟方法研究坡体渗流规律;用Morgenstern-Price方法计算各时刻坡体稳定性系数,并分析其变化规律。结果表明：雨水在坡体中逐层入渗,雨停后渗流过程将继续发展,由于存在土层分界面,坡体渗流特性不同于均质坡体;降雨过程中,孔隙水压力发生增长的范围在界面附近加速拓展,雨停后,土层分界面附近第四纪残坡积物仍处于近饱和状态;降雨入渗导致坡体边坡稳定性系数下降,且稳定性系数变化对降雨的响应存在滞后性。     

几种常用边坡稳定性分析方法的比较

基于仿真软件Geo-Slop,应用Morgenstern-Price法、Spencer法、Janbu法和Bishop法,分别对深圳外环高速公路某路堑边坡在天然状态和饱和状态下进行稳定性分析,计算得到最危险滑裂面以及相应的边坡安全系数。同时,根据现场调查,基于不平衡推力法分析出边坡最可能的滑裂面,并计算得到沿该滑裂面的安全稳定系数。通过数值分析和现场调查结果对比,得出以下结论:坡体在天然状态的安全系数大于1.0,接近1.2,边坡是稳定的,而在饱和状态下其安全系数小于1.0,坡体不稳定;数值计算分析得到的滑裂面位置与现场调查分析得出的滑裂面的位置一致,证明了结果的可靠性;最后,考虑到该地区雨水多发,坡体在饱和状态下安全系数小于1.0,建议及时对坡体进行支护,防止边坡失稳。     

有限元强度折减法在边坡稳定性分析中的应用

采用有限元强度折减法与极限平衡法对边坡的稳定性进行分析,并对两者所确定的安全系数以及滑动面的情况进行比较,解决了极限平衡法不能反映坡体塑性变形趋势以及模拟的滑动面与实际不吻合的问题。     

锚杆框架梁支护膨胀土路堑高边坡稳定性分析

以江西万载至宜春高速公路某膨胀土路堑3级高边坡为研究对象,利用有限差分方法对锚杆框架梁支护结构与坡体共同作用下的边坡稳定性进行了三维数值计算,分析了不同坡级锚杆参数对路堑高边坡变形和安全系数的影响规律。结果表明,边坡安全系数并不是随锚杆长度的增加而持续增加,而是存在一峰值,锚杆布设角度对边坡安全系数影响较小,而对边坡变形有显著影响,不同坡率的各级边坡存在最优锚固角。     

蓄水池及排水管对边坡稳定性影响分析

本文模拟的是某边坡上的废弃蓄水池及排水管对边坡的稳定性影响。废弃的蓄水池在高降雨强度的情况下容易形成汇源积水,积水在边坡体内渗流,致使边坡的安全系数降低。运用有限元软件SEEP对某蓄水池的非饱和土边坡进行渗流模拟,分析了蓄水池积水渗流的渗流场及对边坡安全系数的影响,同时模拟了排水管堵塞与畅通的情况对边坡安全系数的影响。     

FLAC3D在库岸斜坡稳定性分析中的应用

水库库岸滑坡是水利水电工程中常出现的重大工程地质问题之一,库岸滑坡集普遍性、危害性和特殊性于一体,深入研究其诱发机理及变形破坏特征,对评价滑坡的稳定性以及制定经济有效处理措施具有重大意义.本文针对库岸边坡在库水位陡降时易发生失稳破坏的特点,分析了库水诱发滑坡的破坏机制,并运用数值模拟方法对某库岸边坡工程进行分析,验证了所得结论:边坡岩土体因饱水软化作用,其滑动面的力学参数数值降低;库水的浮托力在某种程度上又有利于边坡的稳定;而当库水位陡变时,坡体内产生的渗透力又容易导致边坡失稳.     

短时冻区冰雪消融对残积土坡非平衡渗流与稳定性作用机理分析

为揭示短时冻区冰雪消融对残积土坡非平衡渗流与稳定性作用机理,分别基于非饱和渗流模型与非平衡流模型,分析福建省冰雪消融诱发某一边坡的失稳原因,并研究不同大孔隙直径、间距、弯曲率及长度对考虑非平衡流的边坡水分场与安全系数的影响规律。结果表明：非平衡渗流相比于非饱和渗流对于边坡稳定性的影响明显更大,采用非平衡流理论可合理解释冰雪消融条件诱发残积土边坡失稳机理;增大大孔隙直径可增大大孔隙域与周围基质域的水分交换量,减缓水流的优先传导作用并使孔隙水压力增长,从而使边坡稳定性降低;增加大孔隙长度,延长了水分的传导路径,削弱大孔隙域内水分的积累效果,对于边坡安全系数有一定影响;增加大孔隙弯曲率对于基质域含水率及边坡安全系数影响很小,可忽略不计。边坡安全系数与大孔隙间距之间存在安全系数最小的临界间距,间距过大导致大孔隙群的优先流效应无法发挥;间距过小导致大孔隙间非平衡流相互叠加与干扰,削弱大孔隙对于深处孔隙水压力的影响。因此,对于短时冻区冰雪消融诱发含大孔隙边坡的失稳问题,应考虑非平衡流的影响,尤其是大孔隙间距与长度的影响。     

岫岩小虎岭破碎带边坡稳定性分析

以岫岩小虎岭工程边坡为例,为了评价和研究含破碎带的岩质高边坡稳定性及抗滑桩加固效果。通过现场大型直剪试验和室内试验获得计算参数,基于数值模拟采用有限元强度折减法分析其稳定性并获得安全系数。结果表明破碎带是影响边坡稳定的主要原因,边坡塑性贯通区与破碎带形状一致;自然状态下安全系数为1.01,属欠稳定坡,采用抗滑桩加固后安全系数提高至1.72;安全系数在一定范围内随破碎带土体的c、φ值的增大而增大。     

岩质边坡在降雨条件下的稳定性分析

雨水入渗改变了岩质边坡非饱和区渗流场的分布,是引发边坡滑坡的主要因素之一.在极限平衡理论和非饱和土抗剪强度理论基础上,引入了渗透力的概念,利用有限单元法进行了降雨条件下岩质边坡稳定性的分析.最后,利用编制的边坡稳定程序进行了算例分析,结果表明,岩体边坡的稳定安全系数随着雨水的不断渗入在逐渐地降低,即降雨入渗对边坡的稳定具有不利影响.     

一种基于拉-剪破坏的边坡动力稳定性分析方法

为量化地震作用下边坡的稳定性,优化矢量和方法并计算出相应动态安全系数,基于边坡在地震作用下的破坏模式:坡顶拉裂缝和坡脚剪切裂组合形成的贯通滑动面,推导出拉-剪破坏下矢量和法的安全系数公式,通过自编程序得到边坡潜在滑动面曲线和动力安全系数,并通过算例验证方法的正确性.针对岩质边坡,利用新、旧两种矢量和方法进行动力稳定性分析,结果表明:边坡潜在滑动面会随着地震持续时间向边坡内部走移;两种方法得到的安全系数趋势一致,但拉-剪破坏模式的下滑趋势角度更大;在拉-剪破坏模式下,边坡的安全系数有所降低,其中,边坡的综合安全系数降低了3%,说明原先的方法高估了边坡的稳定性.优化后的矢量和法能够更具体地反应出边坡在地震过程中的稳定状态,为抗震设计提供更加准确的理论指导.     

容重增加法在边坡稳定性分析中的应用

通过逐步增加容重的方法使边坡达到极限平衡状态,基于D-P准则,采用关联流动法则,用非线性有限元法进行数值模拟.将坡顶水平位移随容重增加系数的变化关系曲线上位移陡然增大作为边破的破坏标准,用一个区间描述边坡稳定安全系数.该法无须事先对滑动面的位置和形状作出任何假定,能够考虑土体的材料非线性和几何非线性,有助于了解边坡的破坏机理.同时由于用一个区间描述边坡稳定安全系数,避免了数值计算中真实安全系数的丢失.算例分析表明,用容重增加法得到的安全系数与传统方法相近,并建议安全系数区间的长度取为0.03.     

基于矢量和法的库水位下降边坡稳定性研究

为了研究库水位的下降对高陡边坡稳定性及变形的影响,以锦屏一级水电站左岸边坡为例,基于饱和渗流理论,以左岸坝头滑移破坏模式为研究对象,利用矢量和稳定性评价方法研究不同库水位下降速度对锦屏一级电站左岸边坡的稳定性影响规律。研究表明:当库水位以1 m/d的速度由1 880 m高程下降至1 800 m高程时,左岸坝头滑移破坏模式的安全系数由1.214降低到1.147,且安全系随着库水位下降趋于稳定,而当库水位下降速度达到2 m/d时,安全系数的降低速度随着库水位的下降逐渐加剧,当库水位达到1 800 m高程时,安全系数降至1.052,左岸坝头滑移破坏模式接近临界状态;库水位下降条件下坡体最大位移处发生在坝头滑移破坏模式潜在滑动面的剪出口位置。     

堤防锥探灌浆加固后的渗流及稳定性比较分析

总结了某堤防工程主要病险问题与安全现状,提出了相应的加固设计方案,重点对长期存在的堤身渗水问题开展灌浆防渗方案比较分析,对优选的锥探灌浆进行了较为详细的设计。在此基础上,采用饱和-非饱和、稳定-非稳定渗流有限元计算理论,对锥探灌浆防渗加固前、后的堤防开展稳定渗流场以及水位骤降工况下非稳定渗流场计算,对堤身孔压变化规律等渗流性态进行研究,并开展相应的堤坡稳定计算。结果表明,采用锥探灌浆加固后,堤身渗流量和逸出坡降明显减小,浸润线降低,防渗效果显著,且各工况下堤坡抗滑稳定安全系数提升明显。     

邻近水体多层地基深基坑整体稳定分析

针对渗流作用下基坑整体稳定性分析这个基坑工程中的难点,在考虑基坑邻近水体水位变化及其非稳定渗流基础上,同时考虑连续墙的影响,对常规边坡临界滑动场法进行改进,提出了邻近水体多层地基深基坑整体稳定分析方法。以合肥地铁1号线大东门站基坑工程为依托,分析了邻近水体水位变化及其渗流作用下基坑开挖过程中整体稳定性变化,并与圆弧滑动法计算结果进行了比较,可得如下结论：该方法可搜索出任意形状危险滑动面,相比于传统设计方法假定圆弧滑动面更合理,计算结果也更可靠;渗流作用是影响邻水基坑整体稳定性的主要因素之一,渗流场的变化会造成滑动面位置的改变。     

渗流-应力耦合效应对非饱和土边坡稳定性影响分析

基于VG模型得到土-水特征曲线与渗透系数函数曲线,通过建立有限元数值分析模型,采用有限元软件SIGAM/W与SEEP/W分别进行渗流-应力耦合分析与只考虑渗流的非耦合分析,将得到的渗流场与应力场导入SLOPE/W计算安全系数并对土坡内应力应变进行分析,研究耦合效应对边坡稳定性影响的相关规律。结果表明,渗流-应力耦合效应使得土体中雨水下渗速度更快,土中基质吸力消散更快;降雨对土坡稳定有不利影响,耦合分析土坡安全系数比非耦合分析小,耦合效应对非饱和土边坡稳定性影响不可忽略;降雨入渗条件下,土坡浅层出现应力集中现象,湿润锋深度处出现应力集中带,土坡易发生浅层破坏;坡脚水平位移比坡顶大,土坡失稳多从坡脚开始。     

不同失稳判据下边坡稳定性的规律性

以塑性区贯通、位移增量突变、计算不收敛3种边坡失稳判据为依据,采用强度折减有限元法和重度增加有限元法对简单边坡进行了分析。结果表明：以边坡潜在滑动面上某点位移增量突变作为边坡失稳判据是准确的;对于不同土体强度参数下,以位移增量关系曲线突变为判据得到的边坡的安全系数较另外两种方法稳定;对应于塑性区贯通、位移增量曲线突变和计算不收敛的3种判据,边坡潜在滑动面依次向深层发展,边坡的安全系数依次增加。