黄土区水库库岸稳定分析

黄土区的水库岸坡失稳以塌岸形式居多,并且带来较大的危害。从岸坡临空面土体的土压力及水压力的角度对库岸失稳的机理进行分析,认为岸坡失稳的主要因素是水的作用,当水位骤降时,坡土体两侧的土压力和水压力平衡现象被打破,进而导致了塌岸现象的出现。     

非线性波浪作用下埋置管道周围土体渗流压力计算

由于浅水区波浪的非线性影响显著,浅埋管道受非线性波浪荷载的影响大,由于波浪的传播造成海床面波压力随周期变化,而波压力会进一步传递到海床中,管道周围的渗流压力会随波浪的传播发生变化,为了保证管道长期运行的稳定性,需要研究海底管道周围渗流压力的变化。基于Biot固结理论和一阶近似孤立波理论研究了非线性波浪作用下浅水区埋置管道周围的渗流压力分布,推导海床内管道周围的渗流压力解析解,并与已有的非线性波的试验结果及推进波的数值计算结果进行比较。计算结果表明,在孤立波的作用下,海底管道附近的渗流压力呈正弦分布,与试验结果一致。同时,根据不同波浪理论得出的渗流压力差别较大,工程计算中应根据海况条件合理地选择相应的波浪理论。     

波浪对任意形状的大型近海建筑物的作用

本文以“波源法”为理论基础,采用约翰(F.John)1950年提出的格林函数为波源函数,就波浪对任意形状的大型近海建筑物的作用提出一种数值计算方法。作者用本方法编制了计算程序,可用以计算作用在固定式建筑物上的波浪力和力矩、波压力分布以及建筑物表面的波浪爬高等。也可用于计算作用在漂浮物体上的扰动力(或激荡力)和力矩、附加质量系数和阻尼系数以及物体本身的运动等。作者就若干基本几何图式结构物上的波浪作用进行了试算,其结果与前人发表的理论研究成果及试验资料进行了比较,表明本方法计算成果是极令人满意的。     

水库初次蓄水中均质库岸塌岸现象试验研究

为了研究水库初次蓄水过程中均质岸坡的塌岸现象,在室内建设了 4 类 9 个物理模型进行试验。试验结果表明,岸坡坡角越大、岸坡土体颗粒粒径越小,塌岸现象越易发生;凸形坡面岸坡比凹形坡面岸坡更易发生塌岸现象;覆盖层下伏基岩界线倾角越陡,越易发生塌岸现象。试验测得浸润线与理论计算结果的比较分析表明,浸润线的理论计算方法由于没有考虑岸坡土体的非饱和状态,可能过高地估计浸润线的位置     

打桩对码头岸坡影响的不利稳定分析

分析打桩施工产生的超孔隙水压力,振动加速度,打桩速度等因素对岸坡稳定的不利影响,为实际工程中打桩时岸坡稳定性计算提供理论依据和计算方法.     

地震与波浪联合作用下斜拉桥桥塔的响应分析

为了研究跨海桥梁在地震与波浪联合作用下的响应规律与破坏机制,以一座斜拉桥为研究对象,选取了适用于3类不同场地的El-centro波、Taft波、天津波3条地震波,取不同的地震峰值加速度与无水、水深8 m、水深16 m和水深24 m组合成不同的工况,分别对斜拉桥进行地震和波浪联合作用下的动态时程分析和Pushover分析,并将两种方法的分析结果进行对比。结果表明：在地震与波浪联合作用下,地震加速度的峰值越大,动水压力对斜拉桥桥塔响应的相对影响越小;水深越深,斜拉桥桥塔受到动水压力的影响越大;在水深较浅的低海况下,地震力占主导地位;在水深较深的高海况下,波浪力占主导地位;Pushover方法与动力时程分析的结果相一致,在对斜拉桥进行地震与波浪联合作用下的非线性响应分析时,Pushover分析方法具有较高的精度且计算更加简便,更适用于工程实际。     

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。     

滑移型岸坡失稳机理及计算方法研究

滑移型岸坡失稳规模大、危害性强,针对其失稳的特点,阐明了其破坏均是沿结构面滑动,因此,在稳定计算中应该考虑软弱结构面的影响,该类型的破坏为典型的折线型滑动,在此基础上提出滑移型岸坡失稳计算应该采用自动优化法搜索最优任意滑裂面,并使得滑裂面尽可能穿过软弱结构面。采用提出的计算方法对某实际工程典型断面进行了稳定分析,并研究了水位的升降与D型排处理对滑移型岸坡稳定的影响。研究成果表明:滑移型岸坡失稳的主要控制因素在于软弱结构面的强度参数较低,水位的升降就可引起该类型的岸坡滑移破坏,造成大面积滑坡,仅采用D型排处理滑移型岸坡失稳是不可行的,建议采取表面抗冲刷与阻止其沿软弱层滑动的共同措施。     

桩基码头岸坡整体稳定分析的修正

针对桩基码头的岸坡稳定问题,在考虑了桩本身的特性和桩土相互作用的条件下,提出一种修正基桩抗滑效应的桩基码头岸坡整体稳定的计算方法,同时,采用了遗传算法确定最危险滑动面及其对应的最小安全系数,由此对现有规范中的相关规定提出了修正。该方法考虑圆弧滑动面,采用简化Bishop法计算岸坡稳定的安全系数,并在其中考虑基桩的抗滑作用;采用一种基于极限分析理论的方法确定滑动面以上的土体对桩的侧推力,对不同的圆弧位置,由各基桩的埋置深度及其与岸坡具有不同的安全系数确定其所能发挥的最大抗滑力;通过相关工程算例的计算与比较,表明本方法简便、快捷,且结果良好。     

六冲河特大桥岸坡稳定性评价参数反演分析

以赤水至望谟高速公路六冲河特大桥岸坡为研究对象,基于岸坡工程地质条件建立计算分析模型,运用有限元强度折减法,对工程所在区域织金岸C3错落体的错落面和滑动面综合力学强度参数进行了反演分析。利用已确定的节理强度和岩石抗剪断强度参数,结合不同的结构面贯通率的合理假设,考虑自然工况、暴雨工况和地震+暴雨工况的条件,经过大量的试算,得出了符合现场地质情况的错落面与滑动面综合强度参数,为进一步的岸坡稳定分析强度参数的取值提供了依据。     

裂隙岩体渗流-损伤-断裂耦合分析与工程应用

综合运用岩体结构力学、几何损伤力学及岩石流体力学理论,建立裂隙岩体渗流–损伤–断裂耦合数学模型(扩展FLAC3D模型),在FLAC现有计算模块的基础上,通过Fish研制了其分析程序。该模型的耦合机理:渗透水力梯度作为渗透体积力作用于损伤应力计算单元,裂隙渗透压作为面力作用于裂纹张开部分引起断续岩石裂纹的起裂,扩展导致岩体损伤演化;岩体裂纹的扩展引起岩体渗透系数的增加,导致渗流场的改变。对一复杂裂隙岸坡蓄水加载过程进行渗流–损伤–断裂耦合分析,得到不同蓄水时期,裂隙岸坡渗流场分布、损伤场的演化,初步探讨了水库蓄水过程中岸坡山体变形机制。耦合分析认为:山体变形是增量渗透力和增量浮托力共同作用于岸坡的结果;对蓄水相对高程较大的裂隙岸坡而言,库水位上升,裂隙渗透水压增加导致岩体裂纹起裂扩展,岩体损伤区增大且向岸坡深部扩展。高渗透压诱发岸坡不利断层带损伤区扩展,甚至贯通,可能是导致岸坡失稳的重要原因。     

水盘城际铁路北盘江特大桥岸坡岩体稳定性分析

北盘江特大桥是水(城)-盘(县)城际铁路的控制性工程,岸坡岩体的稳定性直接控制了桥梁选址方案的可行性.文章通过现场调查、现场试验和室内试验分析了岸坡的工程地质条件,基于地形地貌,结合岸坡岩体风化和卸荷特征,建立了岸坡的工程地质数值计算模型.采用结构面空间几何分析法及岸坡岩体应力应变的数值模拟相结合的方法,研究了岸坡岩体的变形破坏趋势及可能的失稳特征,对岸坡岩体的稳定性进行了定性和定量的评价.赤平投影分析的结果表明,边坡在自然状态下保持基本稳定;数值分析的结果显示,由于受到卸荷裂隙的影响,岩体的稳定性较差,优势结构面存在下滑的趋势,岸坡总体稳定性一般;建议设计时将桥墩基础埋深,并对桥墩处岸坡岩体采取必要的加固措施.     

巫山段消落带岸坡库岸再造模式及典型案例分析

三峡库区在库水季节性升降作用下,库岸边坡形成了一段高程约为30m的消落带。消落带是库岸边坡稳定性的敏感地带。在库水升降、波浪淘蚀等其它外力作用下,消落带库岸的岩土体不断地被冲刷和搬运,从而导致库岸后退,消落带岸坡不断地进行库岸再造。根据三峡库区巫山段消落带库岸考察结果,从地质因素和环境因素两个方面对库岸稳定性影响因素进行分析总结,归纳5类易引发消落带变形破坏的致灾岩组,总结岩质岸坡存在的3种岩体结构变形特征;在对库岸再造比较明显的15例消落带岸坡典型案例分析的基础上,提出5种巫山段消落带岸坡库岸再造类型;并在巫山段消落带岸坡灾害防治典型案例分析的基础上,提出了库岸边坡地质灾害防治的要点和岸坡防护的一些建议。     

规则波和不规则波在刚性植物区波能衰减的试验研究

为深入了解湿地植物对近岸波浪的耗散作用,通过物理模型方法,对规则波和不规则波越过岸坡前刚性植被水域的波能衰减进行了试验研究。结果表明:当波浪通过植物区时,有效波高在植物区内逐渐衰减,规则波和不规则波波高消减率分别为29.8%和31.4%;在植物分布密度、波浪周期等参数相同的情况下,刚性植物高度为40 cm,有效波高为8、6、4 cm时,不规则波衰减率分别为41.3%、37.3%和31.3%,规则波有效波高衰减率分别为35%、30.8%和26.1%,无论是规则波还是不规则波,可见入射波浪的波高越大,消波作用越明显;刚性植被高度为40、20 cm植物区的波高(6 cm)衰减率分别为32.3%和21.0%,植物高度越大,波能消减作用效果越好,同样的参数条件,波高h=30 cm的波高衰减率为14.6%,h=40 cm的波高衰减率为9.9%,水深为30 cm时的消波作用优于水深为40 cm时的消波作用,随着水深的增加消波效果降低。本研究结果对于湿地刚性植物与波浪间的相互作用研究提供了参考依据。     

规则波和不规则波在刚性植物区波能衰减的试验研究

为深入了解湿地植物对近岸波浪的耗散作用,通过物理模型方法,对规则波和不规则波越过岸坡前刚性植被水域的波能衰减进行了试验研究。结果表明:当波浪通过植物区时,有效波高在植物区内逐渐衰减,规则波和不规则波波高消减率分别为29.8%和31.4%;在植物分布密度、波浪周期等参数相同的情况下,刚性植物高度为40 cm,有效波高为8、6、4 cm时,不规则波衰减率分别为41.3%、37.3%和31.3%,规则波有效波高衰减率分别为35%、30.8%和26.1%,无论是规则波还是不规则波,可见入射波浪的波高越大,消波作用越明显;刚性植被高度为40、20 cm植物区的波高(6 cm)衰减率分别为32.3%和21.0%,植物高度越大,波能消减作用效果越好,同样的参数条件,波高h=30 cm的波高衰减率为14.6%,h=40 cm的波高衰减率为9.9%,水深为30 cm时的消波作用优于水深为40 cm时的消波作用,随着水深的增加消波效果降低。本研究结果对于湿地刚性植物与波浪间的相互作用研究提供了参考依据。     

浅谈有限范围填土土压力的计算

挡土墙后具有较陡稳定岩石坡面的有限范围填土土压力的计算已有文献[1～3]介绍,但墙后稳定岩石坡面较缓时的土压力计算,未见有文介绍。文章推导出可适用于稳定岩石坡面为任意倾角时的土压力计算方法,并通过算例分析了岩石坡面倾角和岩石坡面摩擦角对土压力及其对应破裂角的影响规律;拓展了有限范围填土土压力计算的适用范围,该方法已应用于理正挡土墙设计软件,可供工程设计应用。     

剩余推力法及其在岸坡稳定分析中的应用

针对第四系堆积岸坡土体地质结构较复杂、前缘将受三峡水库蓄水浸泡和施工开挖后出现局部变形的现状,基于剩余推力法原理分别模拟塌岸、施工开挖及可能的不同滑移面等多种工况,通过计算对比与敏感性分析,进一步验证了岸坡的变形原因与发展趋势。最后对岸坡防护及施工过程存在的问题,提出了合理的建议。     

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。     

金沙江特大桥岸坡稳定性研究

岸坡的稳定性能是影响桥梁工程使用寿命的重要制约因素之一,以金沙江特大桥左岸土质岩坡为例,采用Morgenstern-Price方法,按照不同的工况对左岸岸坡的稳定性能进行了计算。结果表明:金沙江特大桥左岸岸坡在最低通航水位(540 m),在地震作用下可能发生坡体表面碎石土的不稳定滑塌,在汛期限制水位(560 m)条件下,可能发生沿坡体表面的局部小型滑塌。因此,建议对按照设计坡率开挖后的岸坡进行防护,防护措施可采用浆砌片石抹面,必要时对第2级边坡深层土体进行适当的加固。     

建筑岸坡地基稳定分析

河、湖、河的岩坡上的建筑物,其皮地基稳定性考虑土坡自重、建筑荷重和地震作用造成岸坡失稳滑动,而岸坡土体依靠摩阻力、建筑桩基和设计斜骨力。本文研究分析了岸坡稳定的机理,提出了计算方法,并举工程实例分析海岸建筑物的边坡稳定性。