强降雨作用下尾水边坡非饱和渗流特征及稳定性分析

为探究抽水蓄能电站尾水边坡在强降雨作用下的稳定性,基于饱和-非饱和渗流理论模拟了强降雨条件下尾水边坡渗流场的分布及变化情况,并结合渗流计算结果,利用强度折减法对降雨条件下边坡稳定性进行了分析。结果表明：当降雨强度超过土体的饱和渗透系数时,坡脚和坡表下部率先出现暂态饱和区域,随着降雨历时的增加,润湿锋不断向坡体内部移动;长期降雨期间,边坡稳定性系数的变化主要由两个因素决定,一是孔隙水压力增加导致的有效应力减小,二是表层土体饱和容重增加导致的下滑力增加;降雨过程中边坡的稳定性系数不断减小,在降雨3d后稳定性系数发生突变;降雨前期边坡潜在滑面为弧形,随着降雨历时的增加滑面深度变浅,降雨后期边坡潜在滑面表现为沿润湿峰分布的直线形滑面,且随降雨持续作用,滑面随润湿锋向坡体内部移动。     

三维网垫植草护坡坡体稳定性数值分析

三维土工网垫植草护坡作为一种重要的生态防护形式而广泛用于岩土工程领域。基于有限元软件MIDAS-GTS,结合护坡体浅层土体力学性能,建立了降雨渗流情况下采用三维网垫植草护坡的路基和路堑边坡的有限元模型,进而模拟浅层和整体坡体在降雨渗流情况下的稳定性。结果表明,三维网垫植草护坡使路基和路堑边坡坡体的安全系数提高了20%左右,三维网垫护坡起到了很明显的应力消散作用,使得坡体在软弱夹层处的变形显著减少,进而有助于减少溜方或部分坡体滑塌等边坡灾害。     

渗流条件下山体土质边坡的蠕变分析

运用改进西原蠕变模型,建立了能反映蠕变全过程的非线性粘弹塑性蠕变模型,结合渗流力学理论得出了平面应变情况下的流固耦合方程。通过算例数值计算对降雨条件下土质坡体特征点的水平和垂直位移进行了分析,结果与现场调查相符。计算结果表明,土质边坡在降雨入渗初期位移变化较大,且水平位移比垂直位移大;降雨入渗具有迟滞效应,雨水渗流主要集中在坡体浅层,加强坡面防护很关键。     

降雨作用下近水平红层公路高边坡渗流场特征研究

针对近水平红层公路边坡因降雨渗流作用导致边坡内部失去平衡而发生变形破坏的情况,以实际工程为依托,通过现场调查及室内抗剪试验,并结合Seep/W模块建立此类边坡等效介质连续模型;基于饱和-非饱和渗流理论及等效渗透系数法,探寻红层边坡在不同降雨强度及降雨持时下的孔隙水压力变化、地下水浸润线的动态变化以及暂态饱和区的演化规律,分析边坡在降雨作用下坡体内部渗流场变化特征及瞬态稳定性。     

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.     

锦屏一级水电站左岸边坡渗流计算及稳定性分析

基于锦屏一级左岸高边坡基本工程地质条件,深入研究了边坡岩体的渗透特性.结合雾化降雨试验资料,利用非饱和渗流有限元方法,计算并得出了边坡雾化雨条件下渗流场的变化规律:雾化雨将显著抬高边坡浅层地下水水位,在边坡平缓处和坡脚处会出现暂态饱和区;不考虑防排水措施时,坡脚最大水位升幅在135 m左右,暂态饱和区水平深度在20～40 m之间;边坡上部压力水头受影响的水平深度在80～100 m,深部渗流场几乎不受降雨入渗影响;坡面防水和坡体排水措施可有效抑制地表入渗引起的压力水头升高和暂态饱和区范围扩大.同时借鉴非饱和强度理论运用Sarma法分析了雾化雨对边坡稳定性的影响.降雨条件下浅部滑动模式稳定系数由1.223降至1.054;深部滑移模式则由1.455降至1.416.渗流及稳定性研究成果可供雾化区边坡渗控和锚固工程设计参考.     

水位升降速度及降雨对膨胀岩边坡稳定性的影响

为研究水对膨胀岩边坡失稳的影响,以南水北调中线工程河南安阳第一施工标段渠坡为工程实例,利用GEO-SLOPE软件中的seep/w模块和slope/w模块,研究在蓄水条件下,不同水位升降速度及降雨对膨胀岩边坡渗流场和稳定性的影响。结果表明：水位变化速度对膨胀岩边坡的渗流场有较大影响,较大水位上升速度对膨胀岩边坡稳定性有利,但过快的水位下降速度不利于膨胀岩边坡的稳定性,降雨会显著降低膨胀岩边坡的稳定性。     

雨水入渗对边坡稳定性影响研究

降雨入渗导致土体强度参数劣化是影响坡体稳定性的主要因素。为了分析非饱和土渗流特性对边坡稳定性的影响规律,本文基于数值模拟分析了模型中不同参数对边坡渗流场及稳定性的影响。结果表明a值的减小会导致边坡浸润线的升高;m值的变化对边坡浸润线的分布及边坡的稳定性系数影响不大;n值的变化对浸润线位置影响较大,对稳定系数的影响是非均匀的。研究结果对边坡稳定性分析提供参考。     

昌波水电站地下厂房边坡降雨入渗数值分析

降雨下渗引起的坡体渗流场变化是诱发边坡失稳的主要因素之一.基于昌波水电站工程,选取地下厂房区含垂向结构面边坡的典型剖面,建立二维等效连续介质有限元模型,利用饱和-非饱和渗流分析理论,研究不同降雨强度下含垂向结构面边坡的饱和区扩散范围及水压力分布变化,并对坡表防护效果进行分析评价.对不同工况下运行期边坡水头分布及洞室出流...     

排水措施作用下非饱和边坡稳定性分析

降雨或地下水是诱发滑坡的重要因素,地下水的渗流分布影响了边坡的非饱和抗剪强度。文中采用非饱和有限元渗流分析软件,分析边坡在无排水措施、排水措施作用40 d和80 d的条件下的地下水渗流分布特征,在此基础上进行了坡体非饱和强度的边坡稳定性评价。     

不同降雨工况下红黏土边坡持水响应规律与稳定性分析

以江西区域内典型红黏土边坡为研究对象,基于岩土非饱和渗流理论,建立红黏土边坡有限元计算模型,对4种典型降雨工况下红黏土边坡稳定性进行分析。结果表明,降雨强度、降雨持续时间均是影响红黏土边坡稳定性的重要因素;前期为常态时,边坡各参数指标均维持在初始稳定状态;降雨开始后,边坡安全系数呈减小态势,岩土体强度和稳定性降低,边坡中土体的孔隙水压力变大,体积含水量升高;越接近地表的土体降雨入渗响应越强烈,边坡不同位置处土体的降雨入渗影响程度依次为:坡肩>坡顶>坡面>坡脚>坡底;降雨入渗和互渗过程具有明显的滞后性,越靠近地表,孔隙水压力短期内变化越明显;土体干湿循环对边坡稳定性整体表现为负作用,且作用效果不可逆。     

浙西南农村山区典型斜坡渗流和稳定分析研究

以浙西南某农村山区典型斜坡为工程背景,利用Geo-studio软件模拟分析不同降雨工况下边坡渗流和稳定特性。计算结果表明：该地区边坡在降雨作用下以浅层渗流为主,受雨水入渗影响,全风化层内形成了渗流优势通道,且随着雨强增加,浸润线逐渐下移;边坡安全系数随着降雨的进行逐渐降低,雨强越大,安全系数降幅越大,潜在滑移面在水平向及纵向上范围也越大;大暴雨及特大暴雨工况下,边坡安全系数较初始状态分别下降14.8%、26.2%。研究成果能够为类似地区切坡建房、切坡修路等工程的风险评估提供参考。     

南方地区极端冰雪条件下的边坡渗流分析

结合工程实例,在假定极端冰雪边界条件及边坡岩体渗透特性条件下,采用饱和-非饱和渗流分析方法,研究了我国南方极端冰雪融水对边坡渗流场的影响。结果显示:融雪入渗将显著抬高边坡浅表部的压力水头,特别是缓坡地带及坡脚处可能出现范围较大的暂态饱和区。随着融雪水持续入渗,下部压力水头逐渐升高,自由面位置明显上升,但入渗结束后的一段时间内,坡体局部压力水头并无明显降低,且受上部入渗影响,压力水头甚至呈现继续升高的趋势。边坡深部渗流场受融雪入渗影响较小。     

降雨情况下排土场边坡稳定性数值模拟研究

排土场边坡不同于一般边坡,排土体为松散介质,降雨入渗对排土场边坡稳定性影响较大。为了定量研究降雨对排土场边坡的稳定性影响,以及防水和排水措施对边坡稳定性的影响,首先建立降雨情况下排土场渗流数值模型,分析排土场内部渗流场;然后对排土场边坡进行水土耦合分析,通过水土耦合分析发现降雨情况下边坡稳定性安全系数大大降低。为了服务于工程和科学研究,进一步对防渗和排水情况下排土场边坡稳定性进行定量研究。研究发现:在排土场台阶底部设置排水管道或者在排土场顶部设置防水层可以大大提高降雨情况下边坡稳定性。研究结果可为正确评价和治理该类边坡的稳定性提供科学依据。     

库水水位下降对平顶水库边坡稳定性的影响

为了研究平顶水库库岸边坡的稳定性,建立三维数值分析模型,分析边坡坡度、渗透系数、水位下降速率对坡体孔隙水压力的影响以及库岸边坡稳定系数的影响.主要得到以下结论:采用两相流分析方法更能反映库岸边坡的实际工作效果;合理的库水水位下降的速率调配下,对渗流作用的土体孔隙水压力影响不大,渗透系数对孔隙水压力的影响较大,边坡坡度越...     

降雨入渗对土堤渗流及边坡稳定性影响分析

为研究不同降雨类型作用下土堤渗流场及边坡稳定性,基于饱和非饱和渗流原理,采用有限元方法模拟土堤在前峰型、后峰型、中峰型及平均型降雨作用下渗流场,分析土堤的渗流特性及边坡稳定性。计算结果表明：降雨会使下游坡土体孔隙水压力（以下简称孔压）增大,堤身下游浸润线升高,在降雨的作用下监测点孔压总体上呈现先增大后减少并趋于稳定的趋势,下游坡安全系数逐渐降低,降雨停止以后下游坡安全系数小幅上升并趋于稳定;安全系数最终值后峰型（1.730）<中峰型（1.745）<平均型（1.756）<前峰型（1.757）,后峰型降雨对边坡孔压变化幅度和安全系数影响最大。研究成果可为堤防防汛抢险提供参考。     

某水电站5号施工支洞洞脸边坡塌滑机制模拟分析

某水电站5号施工支洞洞脸边坡,在支洞开挖过程中发生了塌滑现象。用Flac3d模拟施工平台开挖、支洞开挖、降雨等情况下洞脸边坡的变形过程,并结合工程地质条件分析洞脸边坡的塌滑机制。结果表明:洞脸边坡塌滑是开挖和降雨综合作用的结果。开挖打破了边坡原有的平衡状态,边坡岩土体向临空侧有较大变形,但因支护作用边坡尚能处于稳定状态;降雨通过改变坡体孔隙水压力分布和降低岩土体抗剪强度,对洞脸边坡有促滑作用。降雨初期洞脸边坡变形激增,随着后续降雨变形量持续增加直至达到临界状态进而发生失稳塌滑。     

考虑流固耦合的降雨入渗过程对非饱和土边坡的影响研究

流固耦合是指固体在渗流场作用下的变形行为以及固体变形对渗流场影响这二者相互作用的 理论,在探讨了渗流场与应力场相互作用机理后,提出了考虑渗流与应力直接耦合作用的非饱和土质边 坡雨水入渗过程影响的有限元计算模型分析方法。基于ＡＢＡＱＵＳ分析软件,考虑了流固耦合和土水特 征曲线,结合一典型非饱和土质边坡算例,对土坡受降雨入渗的影响进行了有限元数值模拟研究,得出 了非饱和土质边坡基质吸力、饱和度、变形和稳定性受降雨影响的变化特征规律,指出了在工程设计中 考虑耦合作用和雨水入渗影响的合理性和必要性,为进一步研究和相关工程设计防护提供参考。     

连续降雨下黄土陡坡开裂及稳定性评价

连续降雨导致边坡失稳破坏是黄土边坡常见的地质灾害之一。为了深入研究连续降雨对黄土陡坡渗流场、变形场及稳定性的影响,利用具有侧向隔渗和纵向减阻作用的隔离槽技术对黄土陡坡的两侧降雨边界进行处理,在此基础上开展黄土陡坡现场连续降雨（6 d）试验并进行数值模拟分析,描述了黄土陡坡开裂过程和特征,分析了坡体含水率和孔压响应,并探讨了裂缝对陡坡稳定性的影响。结果表明:边界隔离会导致连续降雨陡坡坡顶形成近乎横向贯通的裂缝,基本消除了局部降雨以外土体的边界约束效应;连续降雨后期陡坡开裂对坡体含水率及孔压分布产生较大影响,最大含水率及孔压中心以裂缝为竖向对称轴下移,并造成降雨结束4 d后水分总下渗深度为降雨期间的1.3倍;连续降雨导致陡坡的安全系数降低了58%,而降雨结束4 d后陡坡的安全系数提升了9%,降雨期间边坡开裂极易引发陡坡上半部滑坡。研究结果可为黄土地区边坡的降雨灾害防治提供参考。     

基于SIGMA的边坡开挖变形特征研究

在分析边坡岩土体结构的基础上,利用二维有限元数值模拟软件GEO-Studio中SIGMA/W模块对边坡开挖进行了模拟分析,结果认为边坡开挖后变形受岩体卸荷以及结构面组合控制作用明显,在开挖面部位产生较大变形,在坡体内部软弱结构面部位易贯通形成滑面,从而影响边坡稳定性。因此,对边坡开挖而言,应当及时进行支护,并同时做好边坡变形监测以及坡表排水工作。