库岸边坡的计算分析与处治

水库蓄水后,由于库区水位升高,岸坡内地下水的渗流运动产生变化,可能引发滑坡等地质灾害的发生。采用有限元分析软件,结合某库区已建公路,分析了在水位上升、骤降等多种情况下的岸坡渗流场、安全系数的变化规律。计算结果表明:在库水位骤降工况下,因岸坡内地下水快速外渗产生一定的动水压力,坡体稳定系数迅速减小,此种情况为库岸边坡稳定的最不利工况。     

考虑水–岩作用特点的典型岸坡长期稳定性分析

大型水库库岸边坡长期经受库水位升降变化的影响,其作用效应主要表现为两个方面,一方面是水压力升降变化的影响,另一方面是岸坡消落带岩土体的水–岩作用劣化效应。基于此,在前期研究基础上,考虑消落带水–岩作用的影响深度及时间效应,建立了岩体强度劣化模型,并结合典型库岸边坡进行了计算分析。研究表明:库水位变化对库岸边坡稳定性影响明显,尤其在一定时期以后,在高水位运行期间安全系数将会出现骤减后迅速恢复的现象,说明坡体下滑力与阻滑力的平衡被打破后又得到调整至新的平衡,随着水–岩作用次数的增加,这种骤减在年循环周期内,逐渐向前推移,且频率与减幅均有所增大,进一步说明当水–岩作用程度越大时,岩体平衡越容易被打破且库岸边坡稳定性越差,而新的平衡对应的安全性逐年降低。这一现象符合重力背斜型滑坡在库水作用期间的破坏堆积过程,研究成果对库区岸坡的稳定性计算具有一定指导意义。     

库水位升降作用下填土岸坡稳定性的分析

库水位升降是诱发库岸滑坡的重要因素之一。将渗流场有限元计算与极限平衡分析结合起来,针对潘口库区水位升降对鳌鱼沟填土岸坡稳定性的影响进行分析。结果表明:该岸坡的安全系数随库水位的升降均呈现先减小后增大的变化规律,岸坡变形加剧主要可能发生在蓄水、泄水的初期,但水位升降过程中该岸坡仍将处于稳定状态。     

三峡水库水位涨落条件下奉节南桥头滑坡稳定性分析

三峡大坝建成后，水库将分期蓄水抬高水位，蓄水后库区水位将上抬100多米。由于防洪的需要，库水位将在175～145m范围内变动。库水位的抬升和周期性涨落，将改变岸坡原有的水．岩作用环境与条件，有可能引起库岸边坡与滑坡的失稳。南桥头滑坡位于三峡库区奉节县长江公路大桥南岸，其稳定性直接关系到大桥的安全运行。应用FLAC^4.0对南桥头滑坡在不同水位及涨落条件下的渗流场与应力场进行分析，研究应力-渗流耦合作用下滑坡体的变形趋势与破坏特征：探讨了不同蓄水工况下滑坡稳定性的变化规律及其对桥基的影响。结果表明：南桥头滑坡在现状条件下处于基本稳定状态；三峡水库蓄水后，随着水位的抬升，滑坡整体稳定性逐渐恶化；滑带内塑性区全部连通，滑坡安全系数小于1．0，表明该滑坡在库水位抬升后有可能产生整体失稳。建议采取有效的工程治理措施，消除滑坡对大桥运行造成的安全隐患。     

河水位升降下饱和-非饱和驳岸岸坡稳定性分析

岸坡失稳常常与河水升降密切相关。为了分析水位升降对福州晋安河驳岸岸坡稳定性的影响,根据某段岸坡的工程地质条件,建立驳岸岸坡饱和－非饱和渗流计算模型,结合引水冲污工程,研究河水位不同升降型式对稳定性的影响。结果表明,坡脚淤泥的堆积阻碍了坡内孔隙水的变化,表现为在其影响范围内,河水上涨时水流难以流入,水位下降时则孔隙水不易排出;水位上升越快,驳岸越稳定,较大的水位下降速度则对其稳定性不利;水位频繁升降,由于岸坡排水条件不佳,孔隙水进一步赋存,稳定性降低;在引水冲污工程中应做好水位下降速度的控制和坡内孔隙水的疏排;在对岸坡进行加固时,可采取置换坡脚淤泥为良好透水材料的措施。     

三峡库区碎石土质岸坡失稳启动机制研究——以龙江红岩子滑坡为例

三峡水库蓄水后,滑坡成为三峡库区最严重的地质灾害之一,库水位下降和降雨是导致滑坡的重要因素。以龙江红岩子滑坡为例,研究三峡库区碎石土质岸坡失稳启动机制。基于FLAC^3D渗流分析模块功能和算法对三峡库区龙江红岩子滑坡的机制进行研究。根据龙江红岩子岸坡的地形、地质条件,建立了龙江红岩子滑坡渗流模拟有限差分计算模型,并确定了模型合理的水头边界条件。通过编写内置的FISH函数对降雨入渗、不同库水位等工况进行模拟,得到了位移场的变化规律,分析了不同库水位及降雨条件下碎石土质岸坡的稳定性,揭示了岸坡在降雨和水位下降过程中的稳定性衰减过程。降雨和水位骤降的共同作用是龙江红岩子滑坡的触发因素。为研究不同库水位和降雨条件下碎石土质库岸滑坡稳定性提供了依据。     

三峡库区碎石土质岸坡失稳启动机制研究——以龙江红岩子滑坡为例

三峡水库蓄水后,滑坡成为三峡库区最严重的地质灾害之一,库水位下降和降雨是导致滑坡的重要因素。以龙江红岩子滑坡为例,研究三峡库区碎石土质岸坡失稳启动机制。基于FLAC~(3D)渗流分析模块功能和算法对三峡库区龙江红岩子滑坡的机制进行研究。根据龙江红岩子岸坡的地形、地质条件,建立了龙江红岩子滑坡渗流模拟有限差分计算模型,并确定了模型合理的水头边界条件。通过编写内置的FISH函数对降雨入渗、不同库水位等工况进行模拟,得到了位移场的变化规律,分析了不同库水位及降雨条件下碎石土质岸坡的稳定性,揭示了岸坡在降雨和水位下降过程中的稳定性衰减过程。降雨和水位骤降的共同作用是龙江红岩子滑坡的触发因素。为研究不同库水位和降雨条件下碎石土质库岸滑坡稳定性提供了依据。     

水位下降过程中气相对土坡稳定性的影响

基于饱和-非饱和水-气二相流模型,对土坡在水位下降过程中的孔隙水压力、孔隙气压力、毛细压力及水相饱和度的变化过程进行模拟;基于模拟得到的不同时刻的渗流状态,采用Bishop简化方法推导出考虑孔隙气压力及坡外水压力的土坡安全系数计算公式,分析了水位下降过程中不同渗透性土坡安全系数的变化规律,及基质吸力和气相的存在对边坡稳定性的影响。结果表明:水位下降过程中土坡的安全系数逐渐减小,水位下降后土坡的安全系数略有增大;考虑气相影响后土坡的安全系数降低,考虑基质吸力影响后土坡的安全系数增大;岸坡土体的渗透率越大,水位下降过程中安全系数较大,而水位下降后安全系数较小。     

库水位变化对某电站库岸边坡稳定性的影响

运用Bishop与强度折减法,研究了库水位缓慢下降、骤降、骤升变化时对某滑坡稳定性的影响,得到在库水位骤降或骤升时,滑坡安全系数均小于水位缓慢下降时的安全系数,且水位约达到坡体高度的0.3时稳定性最小的结论.     

三峡库区猴子石滑坡地下水动力场分析

三峡库区的猴子石滑坡位于奉节县新城核心地段,滑坡体上有奉节县汽车客运中心、综合广场等近20个迁建单位与大量居民住宅楼,保证边坡稳定性有重要的意义。三峡水库蓄水后在猴子石滑坡部位将会形成较大的地下水压力,特别是在库水位骤降情况下,坡体内将产生较大的动水压力,这对边坡稳定非常不利。通过数值模拟不同工况边坡地下水渗流场可知,库水位从175m骤降至145m时,猴子石滑坡所受动水压力为正常蓄水位时的13倍,进行稳定计算时必须考虑动水压力的影响。最后对降低地下水位工程措施实施后的渗流场也进行模拟,为治理工程设计提供科学依据。     

三峡库区香溪河吴家沟滑坡成因机制分析

三峡库区吴家沟滑坡原先是处于稳定状态的松散堆积岸坡，在工程活动、暴雨、库水降落等综合作用下失稳破坏。以勘察、现场监测等手段查明岸坡地质结构特征，运用极限平衡分析法评价地形、暴雨、库水对岸坡稳定性的影响，探讨了滑坡的形成机制。结果表明，吴家沟滑坡主滑面为粉砂质粘土岩弃渣与基岩层的接触带，受库水长期浸泡软化，力学强度降低，为香溪河河岸人工堆积岸坡易滑地层；岸坡上进行的坡顶堆载、坡脚卸载等工程活动，使岸坡局部形成“上陡下缓”地形，为滑坡的形成和发展提供了临空地形条件；库水位降落到对岸坡最不利水位，与同时发生的暴雨共同诱发滑坡。研究成果可为后续库区工程建设提供借鉴。     

考虑地下水位变化的边坡稳定性分析

基于渗流原理以及现有的研究成果,考虑地下水位变化对边坡安全系数的影响情况,采用基于拉格朗日差分法的FLAC分析程序,通过强度折减方法,对地下水位变化影响下的均质边坡进行了稳定性分析。结果表明边坡内部水位上升和土体内渗透压力增大对边坡的稳定性不利,易引发坡体失稳;坡体前缘水位变化对边坡稳定性影响较大;地下水位升降对安全系数的影响与渗流路径和潜在滑动面之间的相对位置有关。     

三峡库区塔坪H2古滑坡台阶状复活变形的库水–降雨耦合作用机制

三峡水库蓄水以来,出现了大量大规模的老滑坡体复活现象。较多大型复活滑坡体的监测位移–时间曲线呈台阶状阶跃变化。此类滑坡的稳定状态识别难度较大,严重影响治理方案及治理时机的选择。以巫山曲尺塔坪H2滑坡为例,通过地质、位移监测及数值模拟方法,研究了此滑坡在实际降雨与库水涨落条件下渗流场、稳定性以及变形场演化规律。在汛期及库水位变动时期滑坡会发生变形,特别是库水位下降诱发滑坡前缘变形,并对后部坡体产生牵引作用。而降雨主要影响库水位变动带以上部分滑体的变形,并对前缘坡体产生推动作用。在周期性降雨和库水位涨落的循环作用下,滑坡体反复受到"推–拉"作用,导致滑坡的位移–时间曲线呈现台阶状阶跃特征。总体来说,库水位涨落是滑坡变形的主要因素,而降雨促进了滑坡变形进一步发展。     

泄滩污水处理厂不稳定斜坡地下水动力学参数反演

三峡水库蓄水运行后,三峡库区泄滩污水处理厂岸坡在库水位变化条件下发生较大的变形,目前,该岸坡已成为不稳定斜坡。本文基于流固耦合理论,采用有限元法、神经网络与遗传算法相结合的综合智能反演方法,依据该不稳定斜坡在一个库水位变化周期内的地下水位和变形监测资料,对该不稳定斜坡在一个库水位变化周期内的地下水动力学参数进行反演分析,获得该斜坡堆积体在库水位变化和降雨条件下的渗透系数和储水率动态变化特征,为该斜坡的稳定性评价提供依据。     

库水位骤变下滑坡–抗滑桩体系作用三维分析

库水位上升产生的浮力作用和库水位骤降时产生的渗透动水压力,将改变原有的水–边坡作用环境与条件,不利于库区边坡稳定。结合三峡库区马家沟I号滑坡的现场监测成果以及库水位波动数据,利用数值模拟方法,建立真三维模型。采用有限差分程序软件内置的Fish语言将分别考虑库水位上升和下降对坡面产生的静水压力作用、动水压力作用耦合于有限差分程序软件,对滑坡在库水位骤然上升与下降的位移和应力场进行分析,研究应力–渗流耦合作用下抗滑桩加固库区滑坡位移和受力特征,探讨滑坡–抗滑桩相互作用体系的防治效果。结果表明：抗滑桩与土体形成土拱效应以及抗滑桩阻滑效应相互作用下防治滑坡效果明显;库水位骤降产生的动水压力相比于库水位骤升产生的静水压力对滑坡–抗滑桩作用体系的减弱作用更大;数值模拟方法为对库水位骤变下滑坡–抗滑桩体系相互作用三维分析具有一定的指导意义。     

基于改进破坏接近度的千将坪岸坡失稳机制分析

千将坪滑坡是三峡水库蓄水后库区发生的首个特大型岩质顺层滑坡。以往大量的研究认为,水库蓄水和降雨是诱发该滑坡发生的2个主要因素,但关于这2个诱发因素对岸坡失稳影响程度大小的问题仍存在2种不同的观点:(1)水库蓄水的影响大于降雨;(2)降雨的影响大于水库蓄水。为了弄清该问题,选取千将坪滑坡前缘缓倾角非连续结构面岩桥附近的岩块,开展库水浸泡对岩块强度和变形影响的三轴压缩试验;建立千将坪岸坡的有限元模型,基于流固耦合理论,采用ABAQUS软件分别对该岸坡在三峡水库蓄水、降雨及两者共同作用下岸坡的地下水渗流场和应力场进行计算;基于试验测得的岩块应力–应变关系,改进破坏接近度指标,并将其用于定量分析评价水库蓄水、降雨及两者共同作用对千将坪岸坡稳定性的影响程度。研究结果表明:受水库蓄水的影响,岩块经历库水浸泡后其弹性模量、抗剪强度会显著降低;潜在滑动面(指岸坡中后部的层间错动带及前缘的缓倾角非连续结构面)的危险程度在水库蓄水、降雨及两者共同作用的3种情况下依次增大,降雨对千将坪岸坡稳定性的影响大于水库蓄水,并且仅在水库蓄水和降雨共同作用下潜在滑动面才贯通。岸坡前缘缓倾角非连续结构面中岩桥在水库蓄水后,受库水浸泡影响强度逐渐降低,加之降雨增加了促滑段(中后部层间错动带)的下滑力,最终岩桥剪断,千将坪岸坡发生失稳。     

库水位升降作用下库岸边坡渗流特征研究

以某库岸边坡工程为例,在对其地质环境调查研究的基础上,运用GEO-SLOPE软件中SEEP/W模块,较为全面地模拟了库岸边坡库水位升降下的渗流场。从库水位上升、水位保持及水位下降三阶段出发,分析了库区内分布较广的强风化泥质砂岩、泥灰岩类型的岸坡在水库升降变化作用下其渗流特征及分布变化规律、水岩相互作用;分析了该库岸边坡的孔隙水压力变化特征和渗流速度动态变化规律,为进一步渗流与变形耦合分析提供了依据。     

库区水位变动下白沙碉变形体稳定性研究

渗流场与应力场的耦合分析是库区水位变动下变形体稳定性研究的热点和难点问题。基于岩体不连续性的离散元方法可以模拟流体在不透水岩体之间的裂隙中的流动,是一种完全的流固耦合分析方法。以金沙江溪洛渡水电站右岸白沙碉变形体为研究对象,通过岸坡岩体力学特性试验给出参数建议值;在充分考虑岸坡区域地质条件特征的基础上,采用离散元方法的应力–渗流耦合分析理论,结合溪洛渡水电站水库调度曲线,研究库水位变动下变形体的稳定性变化过程,并开展基于渗流场计算的极限平衡对比分析。分析结果表明,随库水位增加,变形体的孔隙水压力不断增大,稳定性则逐渐减低;当水位为600 m时,变形体发生失稳;离散元与极限平衡分析结果基本一致,但离散元动态地反映水在裂隙中的流动过程,相对极限平衡分析更能反映实际情况。     

水库水位上升条件下渗透系数对顺层滑坡的稳定性分析

为了分析水库水位上升对顺层库岸滑坡稳定性产生的不利影响,以某典型顺层库岸滑坡为工程背景,采用GEO-SLOPE计算软件,计算了不同渗透系数的边坡岩土体在库水位上升时的渗流场,在此渗流场基础上,对顺层滑坡的稳定性进行了数值计算,并对计算结果进行了分析,得到了顺层滑坡在库水位变化条件下的安全系数和边坡岩土体的渗透系数之间的关系,为顺层库岸滑坡的边坡稳定性分析提供了可靠依据。     

库水位升降作用下土质岸坡变形特征实验研究

库水位升降作用下三峡库区土质岸坡坡体吸水、应力集中及滑移变形,形成不同时段和不同空间部位的裂缝体系。通过模型试验的方法,分析了土质岸坡在一个蓄水降水循环周期内裂缝体系的时空演化分期配套规律。试验结果表明:蓄水初期,裂缝主要出现在岸坡前缘水位线附近,且出现频率高、规模逐渐增大,岸坡出现局部坍塌破坏;蓄水中期,岸坡前后缘均有裂缝出现,但出现频率低、规模减小;蓄水后期,前缘裂缝发育基本消失,后缘裂缝继续发育,岸坡以沿滑动面整体蠕滑为主;水位上升过程中暂停蓄水时裂缝发展缓慢。降水阶段,拉张裂缝主要出现在岸坡坡体后缘,初期降水裂缝出现频率较低,发展缓慢;后期降水裂缝出现频率、规模变大,产生下座变形及下错台坎;水位下降阶段岸坡沿滑动面发生整体缓慢蠕滑。