降雨条件下堆积层滑坡位移响应试验及预测

堆积层滑坡变形演化与降雨关系密切,为研究降雨条件下堆积层滑坡变形演化规律及发展趋势,开展了周期降雨条件下堆积层滑坡模型试验,深入分析堆积层滑坡位移变化特征及其与降雨之间的响应关系,并以此为依据,运用位移时间序列进化-支持向量机方法,建立降雨因子与位移时序趋势项之间的学习预测模型,并通过Matlab编程求解。结果表明,在周期间断性降雨作用下,堆积层滑坡位移响应具有显著的跃阶性和滞后性,建立的周期降雨影响因子与周期项位移之间的预测模型是必要且有效的,模型能产生较符合实际的位移响应趋势。研究成果可为降雨条件下堆积层滑坡位移预测提供参考。     

基于灰色关联度的平原水库地震动力响应敏感性分析

针对平原水库地震动力响应敏感性分析缺乏定量评价的问题,以某平原水库土石坝为例,选取坝体弹性模量、粘聚力、内摩擦角、水位、地震持时、地震振幅为影响参数,采用灰色关联分析法,定量分析了各项参数对地震动力响应的影响程度。结果表明,各项参数影响平原水库土石坝地震动力响应的敏感性从大到小依次为地震振幅、水位、地震持时、粘聚力、弹性模量、内摩擦角,定量敏感性分析结果符合平原水库土石坝地震动力响应一般规律。说明灰关联分析法简便、有效,可直观准确地获取主要因素和次要因素,能够广泛应用于平原水库地震动力响应的敏感性分析,为平原水库的抗震研究提供了一种有效方法。     

滑坡涌浪作用下弧形闸门动力响应数值分析

库岸滑坡是一种常见的地质灾害,滑坡体入库后诱发的涌浪可能会严重威胁库区内闸门结构稳定性。针对弧形钢闸门在滑坡涌浪作用下的动力响应问题,以某深孔弧形工作闸门为例,通过自编有限元程序模拟滑坡涌浪过程,将计算出的涌浪动水压力转化为闸门的节点荷载,基于动力时程法得到闸门动力响应,并结合闸门静力计算结果进行对比分析。结果表明,在滑坡涌浪作用下,主梁后翼缘和竖梁后翼缘的应力响应最大,闸门各个构件中支臂的位移响应最大;相比于正常蓄水位时的滑坡涌浪,死水位时的滑坡涌浪对闸门结构应力和位移响应的影响更大。     

水库堤坝渗流—动力稳定性分析

针对渗流—动力耦合下的堤坝渗流特性及稳定性研究不足的问题,以某堤坝工程为例,利用Geostudio软件中的SEEP/W、SLOPE/W、QUAKE/W三个模块进行渗流—动力耦合计算,对堤坝在地震作用下的不同测点超孔隙水压力、有效应力、位移、动力安全系数及永久位移进行了数值模拟。结果表明,地震作用下堤坝内部浸润线发生变化,变化高差为0.2m,其主要升高部位位于中密砂内部,粘质砂部位浸润线的变幅不大;堤坝内部中密砂上部及中部的有效应力变化剧烈,下部变幅较小,且临近上游侧的上部地震过程中堤坝有效应力降低为0,发生液化失稳;上下游坝坡安全系数在地震过程中均出现小于1的情况,最小安全系数分别为0.82、0.91,可见地震过程中上游坝坡更容易失稳。     

三峡库区白家包滑坡频发微震下动力响应机制分析

三峡库区微震级低烈度地震频发,但相关研究较少,因此以三峡库区白家包滑坡为研究对象,耦合运用Geo-Studio中Quake、Seep、Slope模块模拟分析该滑坡频发微震下的动力响应情况。结果表明,由于能量传输耗能,后缘记录点位移小于前缘,且由于表层放大效应,上部记录点位移大于下部;滑坡整体呈现出不同程度的加速度放大作用,且前缘整体放大倍数大于后缘,表层大于内部,与动态位移分析一致;滑坡仅175m水位附近发生微弱液化,随着地震的持续,液化区沿滑体表面向下蔓延扩大,其他位置滑面无液化迹象,因此考虑不同因素的两种Quake应力法稳定系数时程曲线完全一致,且当滑面平均加速度大于临界值时,稳定系数小于1,由于地震持时较短,不会整体失稳,仅发生不可逆累进塑性变形。     

明圣宫滑坡稳定性分析

在详实勘察资料的基础上，从定性和定量两个方面分析了明圣宫滑坡稳定性及其复活的原因，为该滑坡整治提供了可靠的第一手资料。     

基于数量化理论Ⅰ的库岸堆积层滑坡致滑因子敏感性分析

滑坡稳定性与坡内外水触发条件、坡形参数存在复杂的响应关系,建立这种复杂关系的多元统计模型并找出影响坡体失稳的主要诱因,对于滑坡问题的预判及控制有重大价值。以三峡库区库岸堆积层滑坡为例,在库岸涉水滑坡的受力机理与失稳演化分析的基础上,选取k/v(渗透系数k与库水涨落速率v的比值)与坡形参数(凹凸性、坡度、坡高)为致滑因子,通过数量化理论Ⅰ,以滑坡的渗流速度、渗流压力、位移、稳定性系数为目标参数对致滑因子进行敏感性排序,判断出影响滑坡渗流场、应力场、稳定性的主导因子为k/v,而次要因子为坡度、坡高、凹凸性。     

大型风力机地震动力学响应及稳定性控制研究

为保障极端复杂环境下风力机塔架的结构安全,以NREL 5 MW风力机为研究对象,基于开源软件FAST预留数据接口开发地震载荷计算模块,研究气动阻尼和地震对风力机结构响应的影响,并在机舱和基础平台安装调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD),对塔架的振动进行控制。结果表明:塔顶响应主要受地震载荷影响,气动载荷对其影响较小,且气动阻尼在一定程度上可以抑制塔架的动力响应,风-震耦合效应不可忽略;地震诱导塔架振动,安装TMD可有效减缓塔架振动和降低塔架弯矩,保证风力机的结构安全和运行稳定。TMD与结构质量比u=0.01,阻尼系数ξ=0.1时,减振控制效果最佳。     

Hardfill坝地震动力响应的比较分析

针对Hardfill坝具有高抗震性和高安全性的优势,基于大型有限元软件ADINA,分别运用附加质量法和流固耦合理论并辅以空库时大坝的动力特性,比较分析了Hardfill坝地震动力响应.结果表明,两种方法求得的坝体自振频率基本相同,但以附加质量模型为基础的坝体动力响应大于用流固耦合理论求得的数值.故用附加质量法分析Hardfill坝的地震动力响应基本可行,但计算结果较保守.     

巴东县学堂坪滑坡稳定性分析及安全系数修正

为修正现行规范中安全系数的取值,以巴东县学堂坪滑坡为例,基于可靠度理论,利用Matlab软件编制了改进的传递系数法、罗厄法、简化的简布法、美国陆军工程师团法及蒙特卡洛法程序,探讨了滑坡安全系数与破坏概率之间的关系,并以破坏概率30%时对应的安全系数作为改进的安全系数。结果表明,改进的安全系数随稳定系数同幅变化,建议以改进的安全系数作为滑坡稳定性评价的标准。     

库水位变化条件下堆积体滑坡变形特征及稳定性分析

为研究库水位变化条件下堆积体滑坡的变形特征及稳定性,以三峡库区某典型堆积体滑坡为例,结合已有的监测资料,分析了变形与时间、变形与水位之间的变化规律,并采用FLAC二维数值模拟方法,建立了数值模型,分析了库水位变化条件下滑坡内的应力应变情况。结果表明,库区回水对滑坡的变形和稳定性影响巨大;二维数值计算的变形位移场与现场监测的位移基本吻合,说明数值计算可以较好地模拟库水位变化条件下的堆积体应力应变情况。     

不同水深海上风力机塔架地震动力响应研究

开发了风力机地震仿真平台SAF(Seismic Analysis Framework),以DTU 10 MW海上风力机为研究对象,建立其地震激励下的动力仿真模型,分析4种水深(20～50 m)时20组不同强度地震、额定风速湍流风与波浪流联合作用下风力机塔架动力响应。研究表明:地震作用对横向塔顶位移及横向平面内的塔基弯矩影响较大,来流方向塔顶位移及来流平面内的塔基弯矩主要受湍流风影响;在存在地震激励时,塔架不同高度处位移、剪切力及弯矩响应均大于湍流风与波浪流作用时;地震强度较弱时,不同水深处风力机塔顶位移与弯矩差距较小,但塔基弯矩随着水深的增大而增大;地震强度较大时,水深对风力机塔顶位移与塔基弯矩影响很大,相同地震强度的响应深水大于浅水。     

降雨对类土质滑坡微观结构及稳定性的影响分析

以福建省永泰滑坡为例,利用电镜试验分析了类土质滑坡土体的微观结构,掌握了降雨对类土质土体微观结构的影响,并基于数值模拟方法从宏观上研究了不同降雨模型对类土质滑坡稳定性的影响。结果表明,含水率及干湿循环对土体微观结构的影响较为显著,表现为土体含水率越高,干湿循环的次数越多,土颗粒之间的连接减弱、定向性变差及排列趋于无序,进而造成其微观结构的破坏;另外,在总降雨量保持不变的情况下,不同降雨模型对滑坡稳定性的影响也较为显著,表现为高强度降雨工况对滑坡稳定性的影响低于低强度降雨工况对滑坡的影响,前期降雨对滑坡稳定性影响最大,后期次之,中期对滑坡稳定性影响最小。     

地震对不同容量风力机塔架动力响应规律研究

为研究湍流风与地震联合作用下风力机塔架动力响应规律,以AOC 50 kW、WindPACT 1.5 MW和NREL 5 MW 3种不同容量风力机为研究对象,考虑土-构耦合模型效应,基于开源软件FAST预留数据接口,编译地震载荷计算模块,建立了湍流风与地震激励实时耦合的动力仿真模型。基于ASCE标准地震反应谱,得到20种不同强度的地震加速度,计算了不同强度地震与湍流风联合作用下的风力机塔架动力学响应。结果表明:地面加速度峰值(Peak Ground Acceleration,PGA)为0.3g时,湍流风与地震联合作用对塔基剪切力和弯矩影响较大;随地震强度的增大,塔架不同高度处的最大弯矩与高度之间的关系逐渐由线性转变为非线性;发现国际电工委员会(International Electrotechnical Commission,IEC)和美国风能协会/美国土木工程师协会(American Wind Energy Association/The American Society of Civil Engineers,AWEA/ASCE)对地震载荷与风载荷共同作用下的载荷预估模型结果误差较大,并提出了新的高精度模型,可为风力机塔架载荷预估及预防地震风险提供一定的参考。     

杨家塝缓倾岩质滑坡破坏机理及稳定性评价

以四川省杨家塝缓倾岩质滑坡为例,从滑坡各特征要素的角度,分析了该类滑坡的变形破坏机制,并采用GeoStudio建立稳定性数学模型,利用Slople模块对比分析了该滑坡在不同降雨条件下的稳定性状态。结果表明,缓倾岩质滑坡的变形破坏受多种因素共同作用,而降雨是其主要的诱发因素;降雨对滑坡前缘稳定性的影响大于滑坡后缘,且滑坡稳定性的削弱在不同降雨时期表现出不同的特点,即降雨前期对滑坡稳定性的削弱程度最大,其次是降雨后期,降雨中期对滑坡稳定性削弱程度最小。     

黄河三峡移民区黑方台滑坡群稳定性分析

针对黄河三峡移民区黑方台滑坡群失稳造成了巨大损失问题,分析了滑坡群的地质环境条件和反复滑动的诱因,分析了该区岩土体的物理力学性质,并选取四种工况进行了边坡稳定性计算.结果表明,现状灌溉条件下该滑坡群处于不稳定状态,任意一处边坡随时均有失稳滑动形成重大灾害的可能.     

滑坡区输电铁塔安全性分析与评价

架空输电线路不可避免的要跨越山区地带,很容易遭受到滑坡地质灾害的袭击。位于滑坡区的输电铁塔会发生变形,威胁输电安全。以滑坡区某500 kV输电线路332号铁塔为研究对象,把滑坡作用和三种气象工况组合得到3种综合工况,利用ANSYS对其进行有限元计算,分析构件力学特性,研究3种综合工况铁塔倾斜位移与塔脚位移、最大应力和控制应力间的变化规律。最后,建立了输电铁塔安全性评价模型,用于不同阶段滑坡作用下输电铁塔的安全性评价。结果表明,对滑坡区输电铁塔应以第一道横隔面杆件应力监测为重点,最低温综合工况是最不利工况。研究结果对同类滑坡条件输电铁塔的安全性评估具有参考意义。     

降雨类型对浅层深层滑坡渗流及稳定性的影响

为研究不同降雨类型对浅层及深层滑动面渗流特性及边坡稳定性的影响,采用有限元分析软件Geo-slope中的Seep/w和Slope/w模块,分析了相同降雨量不同降雨模式(平均型、前锋型、中锋型、后锋型)下浅层及深层体积含水率、孔压变化规律,得出了其安全系数随时间的变化曲线。结果表明,降雨期间边坡表面体积含水率增大至饱和,孔压趋向于0,停雨后边坡上部体积含水率及孔压逐渐减小,而坡脚处几乎不变,不同降雨模式影响了土体含水率及孔压的分布;下部浅层滑动面安全系数变幅大于上部浅层滑动面,深层滑动面安全系数变化滞后于降雨;平均型降雨对于深层滑动面安全系数影响最大,而后锋型降雨对于浅层滑动面安全系数影响最大。研究结果为边坡滑坡机理的认识及滑坡治理提供了参考。     

基于改进的传递系数法滑坡稳定性分析

针对传递系数法在滑坡推力计算中存在的不足,根据刚体极限平衡理论,以分块极限平衡法为基础,推导出一种改进的传递系数法的递推公式及累计求和表达式,并结合工程实例与传统的传递系数法进行了对比分析。结果表明,改进的传递系数法计算出的结果偏小,与实际情况吻合。     

三峡库区奉节县新城植物油厂滑坡地下水动力场分析

三峡库区奉节县新城植物油厂滑坡大多处于三峡水库水位以下,库水位变化对边坡(滑坡)稳定性影响较大,尤其在库水位骤降时,坡体内将产生较大的动水压力,不利于边坡稳定.采用数值模拟方法模拟了边坡地下水渗流场.结果表明,库水位由175 m骤降至145 m时,植物油厂滑坡所受动水压力远高于正常蓄水位时所受的动水压力;采取降低地下水位的工程措施后,有效降低了正常蓄水位下边坡内的动水压力,为科学治理滑坡提供借鉴.