黄土渠道高边坡渗控措施及边坡稳定研究

南水北调中线一期穿黄工程南岸连接渠道为深挖方土质边坡明渠,土体为黄土状粉质壤土,渠道边坡最大坡高超过50 m,地下水位较高,合理的施工开挖和降排水措施是保证边坡稳定的基础.在现场和室内试验的基础上,确定抗剪强度指标cd=17.0 kPa、(埃簧赶凳×10-4 cm/s;综合给水度为0.027.对施工期、完建期和运行期的渗流进行了分析,提出排水管网自排+检修期临时强(抽)排方案为渠道及进口边坡降排水的优选方案.     

井点降排水在渠道工程中的应用

人工降低地下水位的方法可以保证渠道等大型基坑的经常性排水需求,使开挖和渠道衬砌施工始终处于干地上进行。尤其是在砾质粘土、重粉质壤土这类地基的经常性排水施工时,运用人工降低地下水位法,可以有效避免由于基坑底面的下降、坑底与地下水位的高差加大、地下渗水压力作用加强而产生的边坡脱滑、坑底隆起等事故的发生。     

大型渠道基坑降排水设计优化

降排水是基坑开挖施工过程中的核心工作。在基坑开挖施工过程中,因地下水作用而导致渗透破坏,为保证边坡稳定和减少对周围环境的影响,需要选择合适的降排水方法进行基坑降水与排水。以南水北调某渠道工程基坑开挖为例,进行降排水方案设计并分析其降排水费用,以便进行方案优选,为工程设计提供理论依据。     

三峡船闸高边坡渗流场三维有限元分析

三峡永久船闸全部在山体中开挖形成，主体结构总长１６０７ｍ，开挖边坡最高达１７０ｍ。船闸区域裂隙及陡倾角断层比较发育，渗流问题是影响船闸高边坡稳定的关键因素之一。对船闸区域高边坡裂隙岩体中的渗流场进行了三维有限元计算，分析了船闸区岩体开挖前后的渗流分布规律和在开挖边坡岩体中设置不同排水设施的排水效果。分析结果表明：船闸开挖后，边坡岩体内的地下水位比较高，出逸点高出闸底板２０￣８０ｍ。在边坡岩体中同时     

管井井点降水在南水北调倒虹吸施工中的应用

在南水北调倒虹吸施工中,常遇到基坑开挖深度大、地下水位高和地下水丰富的施工环境,降排水成为影响工程进度及质量安全的一个主要难题。阐述了管井井点降水在南水北调焦作1段三标李河渠倒虹吸中的研究与应用。通过管井井点降水的研究与应用,确保了李河渠倒虹吸基坑处于干燥状态、边坡稳定,减轻了对周边环境的影响,确保了和谐施工。     

砂砾石填筑引水渠道边坡稳定性分析

砂砾石层地质边坡在开挖过程中岩体性质及岩体结构变化较大,设计阶段要对砂砾石地基防渗填筑引水渠道的边坡渗流及稳定性进行计算分析。文章就渠道渗流计算和边坡稳定计算过程中的注意事项进行阐述,为设计方案优化提供充分数据支撑。为边坡加固处理设计施工提供有利资料支撑。     

南水北调中线总干渠高地下水位内排渗控研究

南水北调中线工程总干渠渠线长,沿线工程地质、水文地质条件复杂,部分输水明渠地下水位高于渠底高程,通过设置砂砾料排水垫层、透水软管及逆止阀等工程措施将地下水排向渠内,以消除或减轻地下水压力对渠道稳定的不利影响。高地下水位渗控设计是确定不同工程地质、水文地质条件下排水垫层厚度、透水软管及逆止阀布置方式的前提,是高地下水位渠段地下水内排设计的一项重要内容。结合南水北调中线总干渠高水位渠道渗控设计实例,分析了高地下水位内排渗控设计方案的影响因素,对高地下水位内排渗控措施布置原则、渗控设计的一般程序、渠道衬砌板抗浮稳定性分析方法以及地基渗透稳定性分析方法进行了探讨,研究成果可供高地下水位渠道的渗控设计借鉴参考。     

降雨入渗条件下兰溪市某防洪古城墙稳定性分析

基于ABAQUS有限元软件,建立了兰溪市某防洪古城墙渗流边坡稳定分析模型,采用渗流应力耦合计算方法模拟了在降雨入渗条件下古城墙边坡孔隙水压力变化过程,并比较分析了有防渗设施、有排水设施和无排水设施对墙后土体渗流特性和古城墙稳定性的影响。结果表明:在降雨入渗条件下,有防渗设施和无排水设施的古城墙边坡土体的孔隙水压力不断增大,倾覆力矩也不断增大,不利于古城墙的稳定;有排水设施的古城墙边坡土体的孔隙水压力通过排水通道得到了大幅度的降低,倾覆力矩也随之减小,更有利于古城墙的稳定。     

锦屏一级水电站左岸边坡渗流计算及稳定性分析

基于锦屏一级左岸高边坡基本工程地质条件,深入研究了边坡岩体的渗透特性.结合雾化降雨试验资料,利用非饱和渗流有限元方法,计算并得出了边坡雾化雨条件下渗流场的变化规律:雾化雨将显著抬高边坡浅层地下水水位,在边坡平缓处和坡脚处会出现暂态饱和区;不考虑防排水措施时,坡脚最大水位升幅在135 m左右,暂态饱和区水平深度在20～40 m之间;边坡上部压力水头受影响的水平深度在80～100 m,深部渗流场几乎不受降雨入渗影响;坡面防水和坡体排水措施可有效抑制地表入渗引起的压力水头升高和暂态饱和区范围扩大.同时借鉴非饱和强度理论运用Sarma法分析了雾化雨对边坡稳定性的影响.降雨条件下浅部滑动模式稳定系数由1.223降至1.054;深部滑移模式则由1.455降至1.416.渗流及稳定性研究成果可供雾化区边坡渗控和锚固工程设计参考.     

地下引水隧洞施工期渗流分析

地下水位较高的引水隧洞开挖易受隧洞周围渗流场影响，存在渗透破坏风险。为研究高地下水位下施工期隧洞渗流场演变规律，以西霞院穿沁隧洞为依托，建立隧洞施工期三维渗流有限元分析模型，开展隧洞五个主要施工阶段渗流分析。结果表明:各施工阶段隧洞渗流场分布规律合理，检修井施工对原渗流场位势分布影响较大；沁河正常蓄水位下，各施工阶段隧洞渗流稳定满足要求；当水位上升至设计洪水位时，洞身开挖至６８４ｍ和１２５７ｍ阶段，最大渗透坡降超过土体允许渗透坡降，施工时应错开沁河高水位时期，并做好渗控措施；沁河正常蓄水位下各施工阶段隧洞渗流量最大单宽流量为２．７７ｍ２／ｄ，随水位上升，流量增加明显；隧洞各阶段施工前后，计算区域最大渗透坡降和单宽流量有所增加。研究成果可为相似引调水工程的设计和施工提供依据。     

南水北调中线一期工程膨胀土渠坡渗流系统分类及其控制措施

由于膨胀土对于水的敏感性,膨胀土渠坡及其衬砌结构的稳定性是南水北调中线一期工程建设和运行遇到的重要挑战之一。在地层结构分类基础上,开展了膨胀土地区的渗透结构分类、渗流系统分类以及膨胀土渠坡渗流系统分类研究。针对各类膨胀土渠坡渗流系统,分析了渠道工程对渗流场的改造作用,归纳了各自的渗流控制任务,提出了渗流控制措施的应用原则:非饱和带设置排水垫层以利于含水率的长效控制,合理设计马道以减轻对渗流控制的负效应,合理运用排水孔和减压井控制地下水流场及水压力,地下水动态变化与渠道水位变化范围交叉渠段应合理设置逆止阀并保障其灵敏性和可靠性,工程长期运行过程中跟踪研究渗流控制效果和适时有效调控渗流场。     

水位变化下膨胀土岸坡渗流场和稳定性分析

河水位的升降变化对含裂隙的非饱和膨胀土岸坡稳定性有着显著的影响。水位的变化引起岸坡内地下水位的变化是非饱和到饱和的过程。运用非饱和渗流理论,模拟了在河水位升降过程中膨胀土岸坡暂态渗流场的变化,分析水位变动时孔隙水压力的变化,同时对某岸坡进行了稳定性评价,研究了在水位变化以及裂隙深度变化条件下的岸坡稳定性。结果表明:水位升降对岸坡内部渗流场的影响具有明显的分带性,在经过水位变化过程后,岸坡稳定性有降低趋势,且岸坡表层的裂隙对稳定性的影响没有水位变化的影响大。     

库水位下降时土坝上游面渗流稳定性研究

大坝迎水坡的最不利工况是长期蓄水(高水位运行)后水位骤降,影响此时上游坡土体稳定性的因素有水位降落速度、土体特性等。借助于渗流分析软件Geoslope和unsst2,不仅从渗流稳定性出发,说明了坡面渗水的危害;从防止大坝上游坡在库水位下降时产生自由溢出点出发,拟合了不同κ/μυ时库水位下降的临界高度;而且考虑了由于各种...     

背河坑塘水力条件对河道边坡稳定性的影响

靠近渠堤的坑塘是影响和危害河渠工程安全的严重隐患之一。以引江济淮工程中涉及坑塘和膨胀土的某一河道为例,运用GeoStudio软件建立了耦合渗流和稳定性分析的河道边坡计算模型,并对该边坡提出了相应的支护方案,分析了边坡支护前后的抗滑稳定性,并研究了填塘范围、坑塘水深及土体渗透性对边坡渗流和稳定性的影响。研究结果表明:按支护方案进行支护后,各种工况下的渠道边坡稳定性均满足规范要求;填塘处理能够显著降低坑塘渗流在坡面的出溢点高程、减小渗漏单宽流量,进而提升河道边坡的稳定性;不同河道水位工况下,坑塘水深对坑塘水分在边坡内渗流和边坡稳定性的影响均较小;膨胀土渗透系数越低,坑塘渗流在坡面的出溢点高程越低,渗漏单宽流量也越低,安全系数越高,膨胀土渗透性对坑塘水分在边坡内渗流和边坡稳定性的影响均十分显著。研究成果可为类似河道边坡的支护设计、填塘处理提供参考和借鉴。     

隧洞开挖渗流场变化对滑坡稳定性的影响数值模拟分析

为研究隧洞开挖对滑坡渗流场、坡体变形及稳定性的影响,在对某滑坡滑体物理力学及水理性质进行研究的基础上,采用Modflow有限元差分三维软件对隧洞开挖前后的地下水位进行数值模拟计算,分析隧洞开挖后渗流场的变化,并以此结合Geo-Studio软件对滑坡处于天然及开挖情况下水位变化后的稳定性及变形进行了分析研究。结果表明:隧洞开挖后地下水渗流场发生改变,隧洞开挖处产生明显涌水现象,开挖2 a后地下水位降低约20 m,开挖区形成明显“落水洞”,地下水位变化主要体现在滑坡前缘;隧洞上部2^#次级滑体在抗滑力减弱和有效应力增大的双重作用下变形加剧,其下滑带动1^#次级滑体变形。隧洞上部2^#次级滑体最大变形量12.42 cm,但滑坡的稳定性变化较小。     

非稳定渗流作用下边坡稳定性试验研究

水位下降时产生的非稳定渗流不利于堤坝边坡稳定,是一个与水力学和土力学有关的复杂问题。开展了非稳定渗流作用下的边坡稳定模型试验,研究了不同土力学条件和水力学条件下,渗流对边坡稳定性的影响,探讨了水位降落指标k/μv与边坡稳定性之间的关系。结果表明：在边坡稳定性分析中,渗流方向是边坡稳定分析的关键,水位降落时渗流向上游方向,边坡安全系数远低于其他渗流方向。边坡失稳发生在水位降落过程中临水坡的渗透力或渗透坡降达到最大的时刻。不考虑渗流方向的计算结果不能正确反映边坡的稳定性,建议边坡稳定分析须正确考虑渗流作用。     

水位降落条件下非稳定渗流试验研究

水位降落时产生的非稳定渗流场对坝坡的渗流和稳定影响较大。通过砂槽模型室内试验模拟了粉砂、细砂、黏土等多种材质的边坡在水位降落过程中的非稳定渗流物理过程,分析了水位降落过程中上游边坡的渗流场特点,比较了不同边坡材料、渗透特性、坡比和水位降落速度的泄水过程中边坡渗流场自由面形式和等势线变化特点,重点研究了给水度μ、渗透系数k、库水位降落的速度v对自由面最高点、上游边坡中的孔隙水压力、坡降的影响,定量分析了水位降落时k/μv判断骤降、缓降、快降的标准,探讨了非稳定渗流浸润线的计算公式。结果表明：渗透系数小、给水度大的土坡在水位降落过程中产生的上游边坡孔隙水压力值和渗透坡降较大,非稳定流场自由面最高点位置也更高;水位降落时的上游边坡渗流方向指向坡面;浸润线最高点高度与坡前水深的比值h0/H与降落时间t/T间存在线性关系,k/μv作为判断骤缓降的指标与其线性系数呈指数关系。     

不同降雨类型对边坡稳定性的分析与研究

强降雨或长时间降雨引起的边坡破坏对人类生命和财产造成了重大损失,分析降雨过程中边坡渗流场和稳定性随时间和空间的动态变化对边坡稳定性研究和预测有重要意义。不同降雨类型是边坡失稳破坏的主要因素之一,结合饱和-非饱和渗流理论,研究不同降雨类型下边坡渗流场的变化规律。结果表明:不同降雨类型条件下,计算时间停止后,边坡入渗深度有很大差别,边坡稳定安全系数随降雨循环次数增大而逐渐减小;体积含水率和孔隙水压力改变深度随降雨循环次数增大而逐渐增大。     

地震作用下孔隙水压力对边坡动力稳定性的影响

以某水库堤坝为研究对象,研究了地震作用下孔隙水压力对边坡动力稳定性的影响。先分析地震荷载引起的渗流场时程变化,再与应力场进行耦合,分析坝坡稳定性。渗流场和震动场分析采用有限元法,坡体稳定性分析采用极限平衡法。结果表明:地震作用会激发超孔隙水压力的增长,是否考虑地震荷载和孔压变化的耦合效应会使得稳定性分析结果有较大差异。不考虑该耦合作用时,边坡易发生浅层滑动,滑动面较平坦,易高估堤坝的抗震稳定性;考虑该耦合作用时,滑面位置明显深入,易发生深层滑动。孔压的累积效应可能是两相介质边坡动力失稳的关键因素。因此,地震作用下孔隙水压力对边坡动力稳定性分析具有至关重要的作用。     

降雨条件下浅层滑坡渗流模拟与稳定性探讨

为探讨降雨条件下浅层滑坡的渗流情况和稳定性评价方法,采用了geo studio软件的seep/w、slope/w模块以及规范折线法进行研究。结果表明:在模拟的降雨强度和持时下,随着降雨的不断持续,坡体内负孔隙水压力线逐渐消失,孔隙水压力增大;坡体不同位置基覆界面处孔隙水压力值随降雨时间的持续,表现出坡底和中部变化较大,坡顶变化较小;而不同位置坡体表面孔隙水压力随降雨时间的持续大致趋于同一个稳定值;坡顶表面垂深6 m内孔隙水压力变化较大,6 m以下变化微弱。对比2种稳定性评价方法,得到边坡在天然工况下处于稳定状态,在暴雨工况下逐渐趋于不稳定状态。