水位下降对裂隙性路基边坡稳定性影响机理分析

为揭示水位下降对裂隙性路基边坡稳定性的作用机理,基于饱和-非饱和渗流理论,研究了裂隙深度、裂隙开口宽度、裂隙分布位置、库水位下降速率等对裂隙性边坡稳定性的影响。结果表明:裂隙越深,饱和区域越大,边坡稳定性越低;裂隙开口宽度的大小对稳定性的影响不大;裂隙分布在坡面和坡底时稳定性较低;库水位下降速率主要影响裂隙层达到饱和的快慢,对边坡的长期稳定性的影响则可忽略;裂隙边坡稳定性随库水位不断下降而减小,当库水位水位较低或稳定后,其安全系数基本不变。在库水位下降直至稳定过程中,安全系数无裂隙边坡始终大于裂隙边坡。     

水位下降对边(滑)坡稳定性的影响

通过PLAXIS有限元程序对一边坡算例进行分析,根据实际工程的需要选择理想弹塑性模型和莫尔-库仑屈服准则进行数值模拟,并对比分析了土体分别设置为排水条件和不排水条件时的情况。计算结果表明,当土体设置为排水条件时,在库水水位下降过程中,安全系数随水位的下降逐渐减小,但当水位下降了20 m以后,由于孔隙水压力给滑面提供了竖直方向的作用力,随着水位的继续下降安全系数反而略有上升。当土体设置为不排水条件时,坡体内产生的超孔隙水压力对边坡安全系数的降低更为明显。考虑坡体内超孔隙水压力时安全系数的计算结果比不考虑坡体内超孔隙水压力时的计算结果低10%左右,因此实际工程中应该充分考虑超孔隙水压力的积累和消散,并根据"最不利水位"所对应的安全系数进行校核。在计算过程中PLAXIS程序能较好地模拟水位下降引起的渗流作用对边(滑)坡稳定性的影响。     

水位下降过程中路堤渗流特征及稳定性分析

为了研究水位下降对粘性土路堤渗流特征及稳定性的影响,该文基于饱和-非饱和状态路堤渗流及稳定性计算基本理论,采用有限元数值计算方法,分析了水位下降过程中路堤模型内部渗流特征、浸润线及安全系数的变化趋势。得到如下结论:1水位下降开始后,坡面附近土体孔隙水压力下降幅度分别与距坡底的距离成反比、与水位下降速率成正比;2水位下降过程中,坡面附近土体含水率下降幅度分别与距初始水位的距离成反比、与水位下降速率成正比;3水位下降条件下,路堤内部浸润线持续降低,其下降幅度与水位下降速率成正比;4水位下降期间,路堤安全系数先迅速降低,后持续增大,且与非饱和强度成正比。     

水位快速变动下边坡稳定性分析

水位快速变动的库区边坡内渗流场的变化是引起边坡失稳滑动的一个重要因素。渗流场的变化一方面降低了滑带的抗剪强度参数,另一方面影响其应力场,从而导致滑坡破坏。取一理想边坡,通过FLAC3D数值模拟软件,计算得到:上升过程中安全系数随时间的变化表现为上升下降型,随水位的变化表现为下降上升型;下降过程中安全系数随时间、水位的变化都呈现为下降上升型,下降工况对边坡稳定影响最不利。     

降雨入渗条件下路基稳定性分析

采用非饱和土强度理论和极限平衡法,得出了考虑降雨入渗渗流力作用下的路基稳定性计算公式。把一定降雨强度和降雨持时下的路基稳定性转化为对应入渗深度内的渗流力作用下的路基稳定性。通过渗流力把入渗深度引入安全系数的计算公式,并通过安全系数对入渗深度求导,分析了入渗深度对路基稳定性的影响及其原因。通过算例,讨论降雨对路基稳定性的影响。     

基于非饱和土理论的降雨入渗路基稳定性分析

采用非饱和土强度理论和极限平衡法,得出考虑降雨入渗渗流力作用下的路基稳定性计算公式。把一定降雨强度和降雨持续时间下的路基稳定性转化为对应入渗深度内的渗流力作用下的路基稳定性。通过渗流力把入渗深度引入安全系数的计算公式,并通过安全系数对入渗深度求导,分析入渗深度对路基稳定性的影响及其原因。最后通过具体算例,讨论降雨对路基稳定性的影响。     

八字门滑坡渗流稳定影响因素的敏感性分析

为了研究库水位下降速率与渗透系数对边坡渗流稳定的影响规律,采用Geostudio2012数值模拟软件和敏感性系数法,以八字门滑坡为研究对象,将库水位下降速率与坡体的渗透系数作为边坡渗流稳定的重要影响因素进行边坡的稳定性模拟和敏感性分析,确定了库水位下降速率与渗透系数对边坡渗流稳定的控制作用大小。结果表明:八字门滑坡的渗流稳定对库水位下降速率的变化更为敏感。     

水位升降对沿湖路基边坡渗流特征及稳定性影响的数值模拟

为了研究水位升降对沿湖路基边坡渗流场及稳定性的影响,基于饱和-非饱和渗流与非饱和抗剪强度理论对算例路基边坡在设计水位升降方案条件下的孔隙水压力、体积含水率、浸润线变化规律进行了分析,并在此基础上研究水位升降对其稳定性的影响。研究表明:对水位升降条件下路基边坡渗流场进行正确分析是进行稳定性研究的先决条件;水位上升将引起路基坡面深度一定范围内的孔隙水压力增大,在入渗影响范围内,基质吸力逐渐降低甚至消失。水位下降后,由于水体的渗出,湖水位面以上的路基土体孔隙水压力降低,路基含水率与孔隙水压力具有相似的变化特征;路基浸润线在水位升降过程中变化明显;水位升降过程引起的路基边坡安全系数的变化表现为迅速增大、缓慢降低、加速减小、缓慢增大4个阶段。     

库水位变化对路基边坡稳定性的影响研究

在渗流计算理论与极限平衡方法的基础上,对库水位升降作用下路基边坡的瞬态渗流场与稳定性进行数值模拟与研究。研究结果表明：1）在库水位上升过程中,浸润线位置几乎与库水位的变化“同步”,只存在短时间的“滞后”效应;而在库水位下降过程中,滑坡体内浸润线位置严重滞后于库水位的变化。2）库水位上升期间,路基边坡孔隙水压力增加,安全系数增加,最高库水位（175m）持续期,路基边坡孔隙水压力增加,安全系数缓慢降低;库水位下降期间,路基边坡孔隙水压力降低,安全系数迅速降低,最低库水位（145m）持续期,路基边坡孔隙水压力降低。安全系数缓慢增加。     

降雨作用下高填土质路堤边坡的渗流稳定分析

针对现行的高填土质路堤边坡,基于饱和—非饱和渗流数学模型,设计了二维非稳定渗流程序,通过模拟因雨水入渗引起的暂态渗流场,分析土体中含水量、基质吸力的变化规律;采用等效粘聚力的概念,利用延伸的MOHR COULOMB破坏准则对路堤边坡进行了弹塑性有限元分析,进而得出路堤边坡在不同降雨时刻的安全系数;最后分析了降雨重现期、土参数φb和由路堤施工所引起的土体渗水性系数的各向异性对边坡渗流稳定的影响。     

库水位降落对V形冲沟超高多层路堤稳定的影响研究

V形冲沟超高路堤的稳定性受到库水周期性起落的影响。选取横穿三峡库区V形冲沟的超高多层路堤作为研究对象,借助FLAC两相流渗流计算功能,选择不同的降落水位,实现流-固耦合计算,重点分析路堤土体饱和度与孔隙水压力、水平位移与最大剪应变增量的变化规律,得到了三种工况下路堤稳定系数随库水位降落的变化关系。结果表明:库水位每当下落1m,超高多层路堤稳定系数平均减少1.2%左右;库水位回落到最低水位145m时,路基的稳定性最差。     

斜坡高填方路堤开裂病害及稳定性研究

以多丰铁路某段斜坡高填方路堤开裂病害为研究对象,对路堤外观质量、填料内部质量及排水沟进行了检测;运用FLAC3D有限差分数值模拟软件,对4种工况下路堤的稳定性进行研究。结果表明：路堤病害产生的主要原因是排水沟及天沟施工滞后,排水不畅,靠山侧坡脚产生积水,进而渗透到路堤,增大了填料的含水率,降低了土体抗剪强度,增大了下滑力,导致路基坡脚应力集中,致使路堤沉降和边坡坡脚开裂,路堤稳定性安全系数不满足要求,采取整治措施后,保证了运营安全。     

基于遗传算法的长江堤防深搅桩加固措施优化及稳定分析

针对长江堤防特点,重点分析了扬州市小河口至潘家河口段堤防安全稳定问题,选取3个典型断面进行稳定计算,并采用遗传算法对深搅桩加固范围进行优化搜索。同时考虑长江堤防区别于一般河道设计的防浪要求,总结提出了适合于长江堤防整治的堤坡草皮和防浪林带绿化设计。研究发现,长江堤防加固采用套打搅拌桩的处理措施可以有效进行截渗,提高提防安全系数约30%,从而使得长江江港堤防防洪标准提高至100 a一遇。     

临港水厂管线工程对大治河护岸的影响分析

上海临港水厂原水管线在穿越大治河护岸施工时,不可避免地引起地层土体应力释放及重新分布,顶管和基坑施工必然影响到大治河护岸的安全。从保护大治河护岸安全的角度出发,采用有限元分析法,深入开展理论分析,研究基坑施工、顶管施工、围堰施工等工况下论证施工对大治河护岸安全的影响,并提出减少影响的相关建议,为保障大治河护岸的结构安全提供有效支撑。文章研究表明工作井基坑施工引起大治河护岸变形在允许的范围内,对现状结构的影响较小。     

管节吊装荷载作用下的综合管廊基槽稳定性分析

以漳州市圆山大道下敷综合管廊工程为依托,运用FLAC3D平台对管廊基槽开挖及管节吊装等工况进行基于强度折减的安全系数分析,得到其稳定安全系数为1.31,满足规范及设计要求。进一步分析不同测点及不同工况下的位移和内力变化规律,发现不同工况下的稳定安全系数没有显著差异,且钢板桩深层水平位移远高于其他测点位移。     

水域水位变化对邻近复合支承路堤刚性桩力学特性的影响研究

近水域公路路堤施工中，常出现支承路堤稳定性不足的问题，为研究支承路堤的邻域水位变化对其稳定性的影响规律，采取有限差分法构建了FLAC3D数值模型，分析邻域水位变化对路堤支承桩的力学影响和支承路堤的变形影响。结果表明:路堤周边水域的存在能显著改变支撑桩受力状态；路堤周边水域出现时间前后对支承路堤稳定性的影响存在差异；邻域水位骤降能明显增大支承桩发生弯曲破坏的可能性。     

沙漠公路路堤输沙性能风洞试验

引用风沙环境流场理论,分析了路堤断面对流场的影响以及风向对路堤输沙性能的影响。采用风沙环境风洞试验方法,推导出路堤阻沙性能指数与流场速度、路堤边坡坡度、路堤高度的多因素数学模型。结果表明:路堤阻沙性能指数与流场速度呈幂函数变化,与路堤边坡坡度呈负指数变化,与路堤高度呈指数变化和直线变化。     

加筋土筋土界面特性试验研究

通过直剪试验研究路堤填料含水量对筋土界面特性的影响规律。试验结果表明,当填料含水量大于其最佳含水量后,界面破坏时的剪切力随着填料含水量的增加而降低。通过拉拔试验,研究填料种类、填料压实度、加筋材料对筋土界面特性的影响规律,可为加筋土工程的设计和施工提供参考。     

土性参数变异性对路堤稳定风险率影响分析

将有限元模拟、蒙特卡罗法与径向基理论相结合,建立了一个可用于评价土性参数变异性对路堤稳定风险影响的随机模型。以佛山"一环"南线K13+340为研究背景,分析了软土层粘聚力、摩擦角的变异性对路堤稳定风险率的影响,结果表明,软土层力学指标的变异性对路堤稳定风险影响显著,摩擦角的随机变异性对路堤稳定的平均影响大于粘聚力。