渗流条件下露天矿边坡坡角和土体强度的优化计算

从边坡几何设计要素出发,针对降雨渗透对露采边坡土体的物理力学作用和稳定性特点,得到了圆弧滑动整体安全系数的叠加计算式。根据均质饱和土体渗流理论,结合边界条件,获得了考虑土体颗粒结构变化的饱和渗流方程,并探讨了降雨渗流对边坡土体的增荷和抗剪强度减弱效应,通过最小二乘法得到了内聚力和内摩擦角的折减计算式。实验和算例分析结果表明:年降雨量与边坡土体的综合内摩擦角和稳定边坡角具有非线性衰减关系,当年降雨量达到700mm时,综合内摩擦角和稳定边坡角的减小量均会超过10%以上,呈加速衰减趋势,且前者较后者衰减得更快。同时该渗流计算模型还能完全反映露采边坡的渗流特征和稳定过程,且具有物理力学参数少、计算结果可靠的优点,可为同类边坡工程的几何设计提供借鉴。     

不同降雨强度条件下排土场边坡渗流可靠度研究

结合GEOSTUDIO软件的渗流有限元法和蒙特卡洛法,建立了不同降雨强度条件下某矿山排土场边坡渗流可靠度计算模型。采用Van Genuchten模型估算排土场边坡的水土特征曲线和渗透系数函数,计算了矿山排土场边坡在天然状态下最危险滑面上边坡的安全系数,研究了降雨入渗作用下排土场边坡稳定性和可靠度的时程变化规律以及不同降雨强度对排土场边坡稳定性和可靠度的影响。研究结果表明:随着降雨强度的增大,排土场边坡体内的浸水面深度不断增加,孔隙水压力增大,安全稳定性系数逐渐降低,边坡趋于失稳。     

降雨条件下边坡稳定性评价方法研究

以某露天边坡为例,考虑不同降雨强度下边坡流固耦合渗流特征,并采用强度折减法分析降雨量分别为5、17.5、37.5、75、175mm/d条件下降雨历时5、10、15、20h时边坡岩体内孔隙水压分布特征以及变形规律,探讨降雨-自重耦合作用下边坡失稳显现特征。分析结果表明:降雨对边坡安全系数降低作用明显,但当降雨持续至20h后边坡安全系数受降雨强度影响不再显著,而降雨量对边坡变形的作用显著,且降雨量与边坡整体位移呈正相关关系;从不同降雨历时下孔隙水压分布特征可知,降雨量越大岩体达到饱和状态历时越短。因此对边坡在降雨条件下的稳定性评价应综合考虑边坡变形特征、渗流规律以及安全系数等因素。     

基于灰色关联度分析的某矿山排土场边坡稳定性数值模拟研究

采用Geo-Studio有限元软件中的SEEP/W和SLOPE/W模块,对某露天矿排土场边坡进行了不同降雨类型(前峰型降雨、后峰型降雨、中峰型降雨、均匀型降雨)条件下的稳定性数值模拟研究,结果表明:不同降雨类型对边坡内部渗流特征影响程度不同,其中前峰型降雨的渗流特征变化幅度最大;边坡安全系数的变化与渗流特征变化趋势相同,渗流特征变化幅度越大,边坡安全系数下降越快。为确定边坡稳定性影响因素的敏感度,基于灰色关联度分析理论,采用正交试验对各因素进行了灰色关联度分析,结果表明:各影响因素的敏感度排序为内摩擦角>内聚力>土体容重>降雨强度>排土体渗透系数,其中土体容重和内聚力的关联度相差不大。     

降雨历时对边坡稳定性的影响

本文以非饱和土力学理论为基础,考虑了降雨入渗过程中的渗流-应力耦合过程,采用Geo-studio软件对非饱和土边坡进行数值模拟分析,得出不同降雨历时对边坡孔隙水压力和位移的影响规律,以及边坡稳定性系数的变化。该研究成果为正确认识降雨条件下滑坡发生的机理提供了科学依据,为降雨型滑坡的监测预警分析提供了基础。     

降雨渗流作用下残积土边坡的数值分析

介绍了某残积土边坡受降雨影响的变形特点及边坡渗流分析计算理论,得到了残积土边坡降雨作用下的稳定渗流场,编制了考虑降雨渗流引起渗透力作用的边坡非线性有限元计算程序,计算模型采用Duncan非线性弹性模型和修正v值的Duncan模型。根据计算结果,分析了降雨渗流对残积土边坡的应力和变形的影响。边坡应力水平较小,但应重视边坡变形引起裂缝的防治。     

降雨入渗作用下排土场边坡稳定性分析及可靠度研究

为探究大气降水对排土场边坡安全及其可靠度的影响规律,采用数值模拟软件Geostudio进行了排土场边坡在两种降雨工况下的二维渗流与稳定性分析。通过Seep/W分析了排土场边坡渗流特征,将Seep/W瞬态分析所得孔隙水压力与体积含水率分布导入Slope/W,通过Slope/W内嵌的MCS程序获得边坡在不同时刻的失效概率与可靠度指标。研究结果表明:雨水入渗使得边坡土层的体积含水率与孔隙水压力逐渐变大,土体抗剪强度减弱,边坡安全系数与可靠度指标也随之降低,边坡失稳概率增加。相同降雨时长,降雨强度大的工况下边坡失稳的可能性更高;相同降雨总量时,降雨持续时间越长,边坡失稳的可能性越高。安全系数高于允许最小安全系数时,边坡的可靠度指标与失效概率仍可能超出可接受范围,边坡破坏概率最大时的安全系数不一定最小,安全系数并不能完全反映边坡的实际稳定状态。两种方法结合使用,可以更好地指导边坡工程设计,降低潜在失稳风险。     

不同降雨条件对边坡稳定性的影响研究

降雨是导致边坡失稳进而引发工程事故的主要因素之一，以荆州边坡工程为例，以非饱和土的渗流理论为指导依据，结合ABAQUS有限元模拟软件，探究降雨对渗流场和应力场的相互作用和影响，分析降雨强度和降雨历时对边坡稳定性的影响。结果表明：随着降雨时长的增加，孔压逐渐上升，造成边坡失稳破坏；随着降雨强度的增加，孔压逐渐上升，边坡安全系数大幅降低，从而导致边坡失稳破坏；降雨时长越久，对边坡安全性构成的威胁越大。     

雨水重分布下排土场边坡稳定性可靠度分析

为了探究降雨诱发的滑坡具有滞后性的原因,基于饱和-非饱和渗流理论,建立了排土场边坡雨水重分布数值模型,结合可靠度分析方法,研究了排土场边坡在降雨过程中以及结束后一段时间的稳定性。结果表明:前期降雨强度对雨水入渗过程有重要的影响,前期降雨越大,降雨入渗到土壤中的雨水越多,边坡稳定性降低得越快;在降雨结束后雨水重分布过程中,排土场边坡的稳定性先降低后逐渐趋于稳定,可以解释降雨时滑坡的发生具有滞后性的原因;排土场边坡的稳定性变化规律与湿润锋下移的深度和速率的特性基本一致,故可用湿润锋下移的深度和速率作为衡量边坡稳定性变化的重要指标之一。     

离析对湿热地区沥青混合料长期水稳定性的影响

为探究离析对湿热地区沥青混合料长期水稳定性的影响,分别设计了级配离析、温度离析两种模拟方案。通过排水法测试沥青混合料的空隙率,采用浸水马歇尔试验测试沥青混合料的残留稳定度,基于非线性拟合法分析了不同干湿循环周期的沥青混合料残留稳定度数据,得到了各离析状态下沥青混合料水稳定性的衰减曲线及规律。结果表明:随着干湿循环的进行,不同离析类型的沥青混合料的空隙率均会增加,但增幅有限;细集料离析在干湿循环状态下不易出现强度损耗,第10次干湿循环后,残留稳定度为87.8%;而重度离析条件下,第1次干湿循环后残留稳定度仅为79.8%,第10次干湿循环后,残留稳定度下降到67.4%;无论是否有离析,干湿循环的作用效果都存在转折点,即干湿循环前期的作用显著,到达转折点后,作用效果明显放缓;随着离析程度的加重,残留稳定度下降的转折点将逐渐前移,表明其长期水稳定性也越差。     

水泥改性膨胀土在侵蚀环境下的干湿循环效应研究

为了研究水泥改性膨胀土在复杂环境条件下的稳定性及耐久性,设计了室内模拟试验,探讨了纯净水、不同浓度及不同种类的化学溶液在干湿循环作用下对水泥改性膨胀土的侵蚀效应.从初始至破坏状态,记录了试样的宏观裂隙开展过程及体积的变化情况,对比分析了相应的荷载位移曲线及峰值强度,得到了水泥改性膨胀土在不同侵蚀环境下的力学特性随干湿循环次数的变化规律,并对相应的作用机理进行了分析.试验结果表明,侵蚀环境的干湿循环作用对水泥改性膨胀土的力学特性有明显的影响,且随着侵蚀溶液的浓度和干湿循环次数的递增而变得愈加显著.     

黄土地区土质边坡稳定性的分析及评价

降雨会引起滑坡是工程施工中常见问题之一,滑坡常发生在降雨期或降雨结束后,同时降雨后地区滑坡体会随着雨水入渗逐渐发育。黄土地区土质边坡易受降雨冲刷而产生局部滑塌,坡面稳定性相对较差,长时间强降雨,更使坡体含水率与孔隙水压力增大,坡体抗剪强度缩小,随之引发边坡失稳。本文从某建筑场地边坡勘查工程出发,介绍了黄土地区土质边坡的基本特性,同时分析建设工程活动对边坡稳定性的影响,通过采用简化Bishop法,较为准确的分析和评价边坡的稳定性、安全性,并提出了防护和治理建议。     

多因素耦合条件下的边坡稳定性分析

为了研究多因素耦合条件下的边坡稳定性变化规律,基于极限平衡理论和瑞典条分法,给出了水压力的分布规律和计算方法,分析了地震力作用时的边坡力学结构并推导出稳定系数的修正公式。采用理论分析和数值模拟相结合的方法对芒来露天矿边坡稳定性进行研究,结果表明:水和震动耦合条件下边坡稳定系数随震动荷载的增大和水位的升高呈二次线性下降;芒来露天矿边坡危险区域集中在底部的高陡台阶,该位置是控制边坡稳定性的关键,在边坡结构优化调整时,重点考虑该区域的应力应变情况。     

石灰石露天矿高陡边坡稳定性计算分析

以西南某石灰石矿高陡边坡为研究对象,根据矿山边坡现状、边坡岩体结构和结构面发育特征因素对“现状边坡”和“终了边坡”进行地质分区,通过岩石室内物理力学试验获得坡体岩石物理力学参数,采用GSI法计算边坡岩体内摩擦角、粘聚力、变形模量和泊松比等参数,评估边坡地质强度特性,采用Morgenstern-Price极限平衡法分三种荷载工况分别计算“现状边坡”和“终了边坡”各分区稳定性系数。经分析,该石灰石矿各地质分区“现状边坡”和“终了边坡”稳定性好,采场边坡参数设计合理,可为矿山扩产安全设施设计和安全生产提供参考。     

地震作用下桩锚组合结构加固边坡稳定性分析

地震作用下,采用桩锚组合结构对边坡进行加固,是提升边坡稳定性、延长其使用寿命的关键。基于此,本文首先分析了桩锚组合结构加固边坡的机理,并从力学的角度,对加固问题进行了分析。最后,主要以某工程为例,总结了加固方案的优化方法。通过对工程加固效果的观察,证实了地震作用下采用桩锚组合结构加固边坡,在提升边坡稳定性方面的重要价值。     

降雨类型对土质边坡稳定性的影响研究

以某土质边坡为例,对不同类型降雨(均匀型、递减型、峰值型、递增型)作用下的边坡进行了稳定性计算分析,结果表明:在降雨量和降雨持时相同的条件下,递增型降雨对边坡稳定性的影响最大,而递减型降雨条件下边坡发生失稳时间最早。     

降雨作用下露天矿边坡流固耦合稳定性分析

以南芬露天铁矿为工程背景,结合其边坡工程地质与水文地质条件,依据非饱和渗流基本理论,利用渗流场与应力场的耦合原理和耦合数学模型,以通用Geo-Studio仿真模拟软件为分析平台,对露天矿边坡建立数值分析模型,得出不同降雨强度和有无流固耦合作用下的边坡安全系数。分析结果表明:降雨入渗及入渗结束后6h内,边坡安全系数随时间增加而变小,降低速率与降雨强度成正相关;在降雨入渗重分布过程中,考虑流固耦合作用时边坡的安全系数逐渐变小直至趋于稳定,不考虑流固耦合时边坡安全系数随时间增加先减小后增大,相对变化率很小,且始终比考虑流固耦合的大。     

海洋环境下干湿循环对结构混凝土性能影响的研究现状、存在问题及其发展趋势

干湿循环是导致干湿交替区混凝土劣化的主要原因.从海洋环境下干湿循环区结构物易遭受干湿循环-环境因素耦合作用破坏的现状出发,针对干湿循环破坏机理、影响干湿循环下混凝土性能的因素、干湿循环与环境因素耦合下混凝土力学性能、耐久性能演变规律等几个方面,对干湿循环影响海洋环境下结构物性能的研究现状进行了归纳与总结.分析了此研究领域存在的问题,提出了加强干湿循环条件、干湿循环-碱骨料反应共同作用对混凝土长期性能演化规律的研究,引入能更加准确反映干湿循环下混凝土材料力学性能损伤程度的指标,深入研究三轴应力状态下混凝土性能损伤变化规律等新的研究思路.     

基于Midas-GTS/NX的不同工况下某边坡稳定性分析及加固措施

采用Midas-GTS/NX软件中的有限元强度折减法、非线性时程等计算方法,分别对云南某边坡自然状态、降雨工况、地震工况下的稳定性进行了分析,得出边坡在连续降雨和地震工况下的安全系数分别为1.072、0.950,稳定性欠佳,需要采取加固措施.对潜在滑动面采取预应力锚杆加固,并对加固后的边坡稳定性进行了分析,结果表明,边...     

爆破振动对开挖边坡稳定性的影响研究

针对爆破振动对开挖边坡的稳定性影响展开研究,确立爆破振动监测方案,并实施现场监测,对监测数据进行回归分析,求出边坡的爆破地震波衰减规律;利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA建立含不同跨度的开挖边坡模型,分析边坡坡面内关键质点的最大振动速度和有效应力,以及开挖区顶板单元质点的峰值振动速度和位移变化规律。研究成果:a.边坡节点垂直方向的振速均比水平方向大,对边坡破坏最严重的是垂直分量;b.开挖区的顶底板振速水平分量对开挖区破坏最严重,随着开挖区跨度和埋深的逐渐变大,边坡节点振速水平和垂直分量均逐渐变小,爆破衰减因素K值和α值逐渐变大,减震效果越来越不明显,边坡坡面的应力变大,在顶板中央出现拉应力集中现象。