岩质边坡稳定坡角影响因素及其确定方法

目前研究岩质高边坡稳定性的方法很多,但研究边坡开挖后稳定性及边坡坡角与结构面倾角的关系却较少,且多运用数值分析方法确定岩质高边坡的稳定性,很少用解析解的方法。基于块体的极限平衡理论,岩质高边坡发生整体破坏,其滑移面为顺层直面,推导出岩质高边坡受结构面控制的最小安全系数解析解。分析解析表达式中各个参数对确定影响边坡稳定性的敏感性因素,表明受结构面影响的岩质高边坡安全系数与岩体的黏聚力、内摩擦角成线性正比关系,与岩体重度、边坡高度和边坡坡角成反比,随着结构面倾角的增加而呈先减后增的趋势,据此得出在既定的安全系数下岩质高边坡稳定坡角的解析解,分析得出受结构面控制的岩质边坡稳定坡角与黏聚力、内摩擦角、边坡坡高和安全系数等的关系曲线。通过对已有工程实例的计算分析,比较理论公式和数值模拟计算结果的差异,证明理论公式可以应用于实际工程之中。     

坡面流临界坡角数值模拟研究

探究坡面流水动力学特性是研究坡地土壤侵蚀机理的基础。为增进对坡面流的系统科学认知并提供新视角,采用改进的Green-Ampt模型建立平直坡面土壤入渗模型,采用Preissmann时空平均四点隐式差分法离散圣维南方程并构建坡面流数值模型,运用前人试验资料验证了模型的有效性,模拟了雨强分别为60、30 mm/h,坡长为5～50 m、坡角为5°～50°坡面流过程。结果表明：在雨强为60、30 mm/h的情况下,各种坡长不同坡角坡面流随降雨持续的变化情况相似,均表现为产流初期单宽流量快速增大,产流约20 min之后转为缓慢增大或趋于稳定;从坡顶到坡脚,初始产流时间几乎没有差异,而总体径流时间沿程增大;在一定雨强和坡长情况下,坡角从5°增大至50°时,坡面流单宽流量和流速均呈现先增大后减小的趋势,即存在使单宽流量和流速达到最大的临界坡角,单宽流量临界坡角随坡长的增大而增大,其变化范围为5°～31°;当雨强和坡长不变时,降雨停止时坡脚处的水深随坡角增大而减小,且坡角较小时其对水深的影响较明显,在雨强为60、30 mm/h情况下各种坡长不同坡角坡面流水深变化范围分别为0.66～37.74 mm和0....     

松散堆积体水下稳定坡角与粒度成分的关系

结合西南某龙头水库工程,在查明库区岸坡不同成因、不同粒度成分的坡体结构基础上,对水库运行中不同松散堆积体边坡的水下稳定坡角进行实测,并在相应部位进行粒度分析,采用分形理论得出不同堆积体粒度成分的综合表征值,统计了细粒质量分数,利用该综合表征值以及细粒质量分数,建立不同松散堆积体粒度成分与水下稳定坡角之间的2个相关关系表达式。基于这2个表达式,只需测定库区各种不同松散堆积体粒度成分即可确定其相应的水下稳定坡角,从而进行坍岸范围预测。     

三峡库区高峡公路层面坡岩体开挖稳定性研究

三峡库区湖北兴山县高阳-峡口复建公路是兴山县对外交通的重要干线,修建在香溪河左岸中倾顺向斜坡地段,地形地质条件比较复杂,尤其在平邑口对岸-高阳酒厂段的顺向层面坡段,对于公路的兴建而言难度较大.在详细调查了该层面坡段地质条件的基础上,根据溃屈破坏形式和概化的板状力学模型分析了其在不同开挖宽度情况下的稳定性,得出了开挖建议宽度值.对于分析类似的顺向层面坡的稳定性问题有一定的参考意义.     

地震作用下钢筋混凝土框架结构的碰撞分析

基于Kelvin碰撞单元和动力弹塑性时程分析,建立了相邻等高七层钢筋混凝土框架模型,从结构层间位移角、楼层剪力和碰撞力这三个方面,研究了在不同防震缝宽度工况下,楼层碰撞破坏对相邻结构响应的影响,探讨了在不同间距下结构碰撞响应的规律,为相邻结构抗震设计和防灾减灾提供合理的建议。     

长江中下游崩岸预测方法研究

由于崩岸产生机理复杂,影响因素多样,导致准确预测崩岸十分困难.为了提高崩岸预测的准确性,分别提出了基于稳定岸坡角和模糊综合评价法的两种崩岸预测方法.前者基于土坡稳定原理,建立了充分考虑河床竖向冲深伴随着岸坡横向展宽这一动态机制的崩岸预测方法,该方法避免了当前绝大多数预测方法不能或没有考虑这一动态变化的缺陷,使得预测结果...     

水闸运营中的综合安全检测评估及稳定分析研究

对惠州某水闸建筑老化出现的箱涵出口被冲刷损毁,埋石形成冲坑,关闸运行时闸槽出现漏水等现象进行防洪安全评估,重点对渗流安全和结构安全稳定性进行复核验算和评价。通过综合复核分析验算,确定了防洪和渗流安全为A级,结构安全为B级。提出了更换闸门和止水设备以及加固箱涵出口的建议,可为类似的老旧水闸安全评估提供参考。     

大坝安全鉴定坝坡稳定分析与评价

陡河水库为河北省大型水库之一，坝型为均质坝，最大坝高25m。在1976年唐山9°强地震时，土坝遭到了严重破坏，震后进行了加固，并在1988年提高了保坝标准。通过对坝坡稳定分析的设计指标选取、计算分析、坝坡安全评价进行了探讨，鉴定陡河水库大坝安全评定为一类坝。     

确定碎裂岩体综合内摩擦角的一种新方法

碎裂岩体具有风化破碎、裂隙充分发育的特征,可以通过测量边坡休止角的方法确定碎裂岩体的综合内摩擦角。根据碎裂岩体的平面分布与坡面形态,将碎裂岩体边坡的坡面形态概化为4种模型,并采用数理统计的方法确定综合内摩擦角。采用新方法对某工程坝址区碎裂岩体的综合内摩擦角进行了计算,结果表明:新方法充分考虑了各种因素作用下坡面形态的不规则性,该方法确定的综合内摩擦角符合实际情况。     

基于突变理论的边坡安全系数自动搜索方法及应用分析

为解决搜寻强度折减系数与边坡位移关系曲线突变点数值计算量大、主观性较强等问题,基于尖点突变理论,提出边坡安全系数自动搜索方法,以Fortran语言和FLAC 3D数值计算软件为平台,开发了适用于自动搜索边坡安全系数的计算程序。将该方法应用于边坡实例的稳定性研究,讨论了各种评判标准所得安全系数的大小差别,并与极限平衡法计算的安全系数进行对比分析。结果表明:自动搜索边坡安全系数的计算程序能快速定量找到边坡临界稳定的突变点,提高了边坡稳定性分析的准确性和计算工作效率;计算结果与边坡规范推荐的极限平衡法所得的结果对比误差较小,并且对于未知滑动面边坡,极限平衡法得出的滑动面位置与该方法所得安全系数下对应的塑性区贯通区域基本一致。文中方法为边坡稳定性评价提供了有益借鉴。     

边坡安全监控等级划分探讨

由于缺乏相关的配套规程规范,传统边坡安全监测布置一般是根据边坡的规模和重要性,布置多个监测断面.用监测仪器数量来区分监测断面的重要和次要性,但对于大型、复杂高边坡.为使工程处理措施经济有效,一般均有信息化动态设计的要求,对边坡监控布置按照监控等级来动态实施.分级监控可在兼顾全面的基础上突出监控重点,在相关形势要求下进行动态调整,达到监控布置满足合理性、针对性.确保边坡工程安全,为信息化动态治理提供参考数据.     

基于随机动力学的边坡安全坡角估值方法探讨

对于广泛分布大量裂隙的岩质边坡,有些并无明显的软弱面,裂隙的分布方位对边坡稳定性就起着控制作用,但在实际工作中,往往存在安全坡角取值不准确的问题。传统方法是找到边坡内部裂隙的优势分组,应用赤平投影方法估计边坡安全坡角。随机动力学稳定性分析认为,最危险滑动面的滑动方向为边坡的倾向方向,岩壁上测量出的每一条裂隙都是随机的,对边坡的失稳都会造成一定的影响,裂隙可形成单一滑动面破坏或裂隙之间可随机组合形成楔形体进而对边坡造成破坏。以大连港东换流站的开挖边坡为实例,采用随机动力学方法与赤平投影分析相结合进行对比分析,给出合理的安全坡角。     

植被根系作用下边坡稳定安全系数上限解及应用研究

以植被作用下开挖边坡为工程背景,采用塑性极限分析及强度折减法,结合植物根形态特征函数,推导了植被作用下开挖边坡的稳定安全系数的上限显式解。定量研究了植被作用下边坡开挖参数及植被形态参数对开挖边坡稳定性的影响以及同等条件下的无植被作用开挖边坡安全稳定系数。研究结果表明:(1)增加开挖距离,开挖边坡周围植被对边坡的稳定影响逐渐减弱,但增加开挖角,其影响却基本不变;(2)增加植被根径延伸长度与抗拉强度,边坡稳定性均有明显增加,但增加植物自重,边坡稳定系数变化不明显。     

半湿润地区旱涝灾害预测模型研究

简要介绍了对ARMA模型的识别、定阶、参数估计及检验等方法,并将该模型运用到半湿润地区的旱涝灾害预测中,用所建立的ARMA（2,2）模型对降水量进行预测。分析结果表明,预测效果较好,误差均在10%范围内,然后用降水距平百分率法对预测的降水量进行旱涝指标评定,可见,该地区2003~2005年无旱涝灾害发生,与实际情况相符。分析方法可以为半湿润地区旱涝预报和防治提供参考依据,对于其他地区旱涝灾害预测的研究也有一定的借鉴意义。     

多场次降雨条件下覆沙坡面的径流产沙特性试验研究

基于可控坡面进行多场次降雨试验,对覆沙坡面的产流产沙特性进行研究,以期为揭示黄土高原风蚀水蚀交错区风水复合侵蚀机理研究提供科学依据。结果表明:覆沙坡面的初始产流时间远大于裸坡,相对延迟了5.3~11.2倍,多场次降雨条件下,产流时间显著提前。首场降雨下,覆沙厚度为1cm,当雨强由1mm/min增加到1.5mm/min,覆沙坡面径流量、产沙量分别增加了0.87倍、0.85倍;雨强为1.5mm/min时,当覆沙厚度由0.5cm增加到1cm,首场降雨的径流量、产沙量分别减小了9.6%、12%。相对于裸坡,覆沙坡面产沙量较大,产沙过程较剧烈,首场降雨产沙量占总产沙量的70%以上,是裸坡的8.9~10.8倍,但在多场次降雨条件下,产沙量显著减小,并趋于稳定。研究结果表明坡面覆沙在一定程度上加剧了土壤侵蚀,可为揭示风蚀沉积物对水蚀过程的作用机理研究提供参考。     

思林水电站船闸高边坡稳定安全分析与评价

运用ANSYS有限元分析软件,对思林水电站通航建筑物下游引航道段左岸岩体高边坡剖面P12进行稳定性分析和安全评价。根据单元的应力状态定义其安全系数,计算边坡在施工期的安全系数分布、边坡沿潜在滑动面的整体稳定安全系数,分析断层连通率对边坡安全性的影响,并对运行期校核水位和水位骤降2种工况下边坡的稳定性进行分析。计算结果表明该边坡在施工期具有少量安全裕度,但由于断层的连通率不确定,建议至少采用1根锚索加固以提高其稳定安全性;在运行期水位骤降情况下边坡稳定性有所降低,但仍可满足稳定性要求。     

大坝安全预警系统与应急预案研究基本思路

大坝安全预警系统与应急预案研究以大坝安全为研究对象，以防灾、减灾为研究核心，在技术科学和管理科学的基础上，运用现代系统理论和预警理论，对其关键性技术问题进行研究。主要研究内容包括大坝安全预警指标体系、预警模型及预警准则、内部应急预案和外部应急预案等。研究目的在于构建具有中国特色的大坝安全预警系统与应急预案的框架体系，形成能够识别大坝安全隐患、判别大坝安全性态、降低大坝安全风险的预警机制，建立责任明确、指挥统一、功能得当、反应灵敏、运转高效的大坝安全应急预案。     

复杂层状高陡岩质边坡变形与稳定性研究

我国西南地区坡高谷深,蕴含着丰富水能资源的同时,高陡岩质边坡变形与稳定问题亦相对突出。以乌东德水电站右岸厂房进水口边坡为例,重点研究层状岩质工程边坡变形与稳定问题,以及工程边坡对环境边坡变形与稳定性的影响。该处边坡结构复杂,顺向坡、斜向坡、横向坡、反向坡均有分布,不同边坡结构坡段变形破坏模式差异明显。在地质条件详细调查的基础上,分析不同边坡结构坡段变形破坏特征,并以此为依据进行有针对性的个性化设计。此外,工程边坡的开挖对上部环境边坡稳定性的不利影响也应予以足够的重视。充分考虑工程边坡开挖后顺层滑移、顺层倾倒等作用对上部环境边坡的变形影响,有针对性地提出了"先环境边坡变形影响区支护,后工程边坡开挖"的设计理念,治理效果在数值模拟中表现明显,实际效果将在边坡施工完成后得到进一步验证。本研究成果可为工程建设提供技术支持,亦为类似工程提供借鉴。     

强震作用下中倾外层状岩质边坡动力失稳机理研究

中倾外层状岩质边坡在静力条件下的稳定性一般较好,但是在对"5·12"汶川地震中失稳边坡调查的过程中,却发现了大量的中倾外层状岩质边坡动力失稳案例。为了得出该类型斜坡动力变形失稳机理,采用三维离散元数值模拟技术,对该类型边坡在地震作用下失稳机理进行数值模拟。结果表明:在地震荷载作用下,坡表各监测点PGA放大系数随高程增加呈现非线性增大且均大于1。在边坡水平剖面上PGA放大系数先增大,在距坡表50 m后逐渐降低;而竖直剖面上PGA放大系数在1/2高度下整体变化不大,超过该高度其急剧增大。地震作用下整个边坡的失稳机理为:边坡顶部优势层面逐渐张开,缓倾坡外的结构面发生剪切变形;随着变形的发展,坡体上部拉张裂缝向深处扩展,坡内锁固段岩层被破坏,控制性结构面贯通;滑坡沿贯通滑面快速滑下,摧毁坡脚铁路线并堵塞河道,整个边坡发生拉裂-滑移-剪断型失稳破坏。研究成果为类似地区的边坡工程地震失稳分析提供参考和依据。