降雨作用下滑坡渐进破坏概率分析与应用研究

强降雨作用通常是触发大型滑坡的主要诱因，为更好地研究降雨条件下滑坡的变形破坏机理，分析计算降雨入渗作用引起的暂态孔隙水压力、岩土容重变化及岩土抗剪强度对滑坡稳定性的影响，将模糊随机可靠性理论引入滑坡的稳定性分析中去，探讨滑坡渐进破坏的时空演化特征。首先，推导了降雨作用下考虑基质吸力作用的滑带土条块安全余度的表达式，然后，在此基础上，同时考虑滑坡土强度参数及功能函数的模糊随机性，分别计算条块的局部破坏概率、渐进破坏概率和扩展破坏概率，从本质上研究降雨作用下滑坡时空演化过程。以河南嵩县白河滑坡为例，长期持续的强降雨入渗则是其诱发的主要因素，斜坡变形破坏模式属于孔隙水压力诱发的平推式地质模式，应用模糊模糊随机可靠性理论分析了滑坡发生→发展→破坏的动态演化过程，为支护设计提供理论依据。     

库水位变化和降雨作用下三门洞滑坡流固耦合分析

目前对三门洞滑坡的已有研究都重点关注稳定系数和变形特征,缺乏对孔隙水压力及应力演化特征的系统性研究。采用Abaqus建立滑坡的三维计算模型,推导库水位变化和降雨入渗的耦合边界条件,提出基于莫尔-库伦和最大拉应力准则相结合的复合准则,模拟滑坡在库水位变化和降雨共同作用下的变形演化过程。系统探讨了滑坡的孔隙水压力分布、位移场、应力场和塑性区分布特征,并综合数值模拟结果分析了库水位变化和降雨入渗条件下的边坡稳定性问题。结果表明:在强降雨和库水位缓慢下降综合作用下,三门洞滑坡在滑坡中后部和前缘分别出现局部的张拉和剪切破坏,滑体内渗流场发生较大变化,导致滑体内孔隙水压力、应力、位移和等效塑性应变整体增大,但并未出现塑性破坏区,边坡整体处于稳定状态。     

三峡库区黄土坡滑带空隙结构与渗流特性

黄土坡滑坡的稳定性对三峡工程的安全运行具有重要影响,一直受到广泛关注,但滑带的空隙及渗透特性对滑坡稳定性的影响机制尚不清楚。从地下水渗流对滑带土作用的角度,利用中国地质大学(武汉)巴东野外综合试验场,结合室内试验的方法开展滑带土空隙结构与渗流特性研究。结果表明:①滑带碎石磨圆度、碎石分布形态、碎石表面擦痕、滑带土层理结构以及基岩面擦痕等特征明显,表明滑坡证据显著;②滑带土致密,层理结构明显,且层理间空隙尚未形成优先导水通道,而滑带土上、下盘接触面均存在贯穿性空隙或裂隙带,说明滑带空隙具有明显的空间分布特征;③滑带土饱和渗透系数低于上覆松散滑坡堆积体地层和强风化基岩地层2~3个数量级,导致降雨在滑带上盘集中排泄,基岩裂隙水在滑带下盘集中渗流,且在基质吸力作用下,上、下盘水分同时缓慢入渗滑带土,说明滑带土对滑坡体降雨入渗以及基岩地下水渗流具有显著的控制作用;④滑带土渗透破坏比降超过16,滑带土在自然水头作用下难以发生渗透破坏,具有很强的抗渗透破坏能力,说明地下水对滑带土影响主要体现在增加滑带土含水量,降低其力学指标,而渗透破坏作用有限。该成果对地下水作用下的滑坡形成机理研究具有重要意义。     

降雨诱发全-强风化岩边坡浅层失稳模型试验研究

以珠江－西江经济带先行试验区典型降雨诱发型滑坡为研究对象,引入流体力学相似原理以韦伯准则作为降雨相似标准,开展了3组降雨诱发滑坡全过程物理模型试验。分析了边坡对降雨入渗的响应规律、入渗过程对边坡变形的影响、边坡破坏过程与破坏模式,初步获得华南强烈风化地区降雨诱发滑坡形成机理与成灾降雨特征:①浅层岩土体风化强烈造成的高孔隙率是试验区降雨诱发滑坡的物质基础,非饱和岩土基质吸力消散是试验区降雨诱发滑坡的本质原因,降雨入渗后特定的基质势(含水率)分布是降雨诱发滑坡的条件。②降雨诱发全风化花岗岩滑坡灾害所需累积降雨量比强风化碎屑岩小,强风化碎屑岩滑坡滑动影响范围比全风化花岗岩大。③强暴雨诱发滑坡灾害所需累积降雨量比间歇性降雨小,强暴雨更易诱发滑坡,且诱发的滑坡规模更大。     

考虑多层非饱和土降雨入渗的边坡稳定性分析

降雨是诱发滑坡的最主要因素之一,降雨入渗将显著降低非饱和土的基质吸力,从而降低边坡土体抗滑力。本文提出了考虑降雨入渗的多层非饱和土边坡稳定性分析方法。首先改进Green-Ampt入渗模型,提出适合多层非饱和土边坡降雨入渗的计算方法;然后得到各层土体在入渗各阶段的强度参数值;最后,采用强度折减法计算整个边坡在入渗条件下的安全系数。将本方法应用于广州大夫山滑坡案例发现滑动面和实际情况接近,为短期强降雨诱发的浅层滑坡。分析了不同降雨强度和历时对滑坡稳定性的影响,结果表明:降雨入渗导致边坡潜在最危险滑面的位置主要在浸润锋处或土体与基岩交界处。低强度长历时的降雨过程中,雨水入渗深度较大,易发生深层滑动;在高强度短历时的降雨过程中,雨水入渗深度较小,更易发生浅层滑动;随着降雨强度和降雨时间的增加,入渗深度增加,进而降低边坡的稳定性。     

基于前期雨型影响的汉江支流堵河左岸麻池村1号滑坡监测预警降雨阈值研究

【目的】降雨是诱发滑坡变形破坏的重要因素，不同降雨模式引起的降雨入渗类型对滑坡稳定性影响各不相同，由此形成的滑坡灾害经常造成严重的经济损失和人员伤亡，合理的考虑前期降雨是实现准确预警预报的前提。【方法】以麻池村1号滑坡为例，首先精细分析了降雨作用下滑坡的地表-深部位移变形特征，定性评价滑坡变形过程与降雨因素的响应关系，以此研究4种不同降雨型式下滑坡渗透稳定性系数的动态演变规律，探讨不同降雨模式对滑坡的影响，并通过滑坡阶跃区段位移与前期降雨指标的相关性分析，确定了对滑坡稳定性最不利的前期降雨型式下的降雨阈值。【结果】结果显示：GNSS监测系统自2019年6月首测以来，地表累积位移为881.22～1 067.88 mm,最大日位移速率达264 mm/d(G6),2021年汛期强降雨频次增高，滑坡各变形区域出现“整体阶跃”现象。【结论】结果表明：(1)滑坡受降雨因素影响，变形呈现阶跃型演化特征，深部位移曲线反映了不同岩土成分结构的水敏性；(2)递增型前期降雨对滑坡的稳定性尤为不利，递增型降雨更有利于地表雨水的入渗；(3)滑坡的前期有效降雨持时为10 d,其对应的7次“阶跃”变形与前期降雨型式...     

考虑岩土体参数变异性的滑坡破坏概率分析

稳定性系数评价滑坡稳定状况存在一定的缺陷性,将其与破坏概率分析结果相结合能够对滑坡稳定性状况作出合理可靠的评价。在分析府谷县新府山安居小区滑坡基本特征及成因机制的基础上,对滑坡在不同工况下的稳定性系数进行计算。考虑滑坡岩土体参数的变异系数和偏度系数,利用蒙特卡洛法(Monte-Carlo)对滑坡的破坏概率进行了计算。最终,将稳定性系数与破坏概率相结合,对滑坡的稳定状态做出了评价。结果表明,该滑坡在天然状态下处于基本稳定状态,而在暴雨或持续强降雨情况下,滑坡发生破坏的概率较大。     

滑坡渐进破坏运动过程的颗粒流仿真模拟

采用颗粒流离散元模拟滑坡的变形破坏全过程,不需要假定滑动面的位置和形状,颗粒根据所受到的接触力调整其位置,最终从抗剪强度最弱面发生剪切破坏。白河滑坡是受强降雨影响诱发的上部顺层、下部微切层的大型古基岩滑坡,滑坡的发生是其独特内外因共同作用的结果。据现场调查资料,总结了滑坡的成因与形成机制。运用基于离散元法的颗粒流（PFC）程序,引入平行粘结模型,通过数值模拟,确定滑带土细观参数与宏观力学性质的关系;据此建立滑坡模型;然后,运用颗粒流离散元法对滑坡运动渐进全过程进行数值模拟,对滑坡不同关键部位进行位移、孔隙率变化及应变监测,阐明其渐进发展过程,明确其时空演化规律。模拟结果表明：上部的土体沿基岩面先出现开裂,导致中部滑体产生剪胀,对下部古滑体产生推挤作用,导致新老崩积堆积区及白河中学食堂地区的失稳,形成整体滑动。通过对白河滑坡发生→发展→破坏的动态演化模拟,可为工程决策提供理论依据。     

基于降雨入渗的滑坡非稳定渗流分析

某在建水利枢纽工程大坝下游右岸分布一古滑坡,威胁泄水消力塘及下游泄洪河段。专题研究结果表明:滑坡体在天然工况和地震工况下稳定性系数满足规范要求,但在滑体局部充水,滑带土完全饱和工况下,滑坡体处于临界状态,存在滑坡失稳可能,须对滑坡体降雨入渗特性做进一步研究。本文在对滑坡结构特征进行详细分析的基础上,通过有限元模拟计算,对降雨工况条件下滑坡体的渗流场进行分析计算,结果表明降雨入渗至滑坡完全饱和的工况不存在。     

某古碎石土滑坡复活机制与稳定性研究

为研究某碎石土滑坡复活机制及主要诱发因素,通过工程地质分析、监测和数值计算,分析了其成因机制与发育规律,利用监测数据分析了滑坡位移与降雨量之间的对应关系,揭示了碎石土滑坡变形机制以及诱发因素,分析了降雨对碎石土滑坡稳定性的影响。得出以下结论:该滑坡是多期复合型滑坡,具有牵引破坏特征,且监测数据结果分析表明,滑坡变形与降雨具有较好的对应性,降雨是滑坡的主要诱发因素。运用研究结果对滑坡进行了稳定性分析,结果表明滑坡稳定性较好。     

静止励磁系统中晶闸管损坏原因分析与判断

静止励磁系统中晶闸管损坏是其常见故障之一，但造成晶闸管损坏的原因很多。为了找到晶闸管损坏的真正原因，除了要具备晶闸管的知识，更需要一些晶闸管的使用经验，还要借助于被损坏晶闸管的损坏情况来做出准确判断，并得到尽快修复，以避免相同故障的重复发生，防止事故扩大而使维修成本增加。     

全国水库溃坝统计及溃坝原因分析

针对所收集的国内1954～2006年发生的3 498座溃坝案例,分别从溃坝历史时期、省份分布、水库规模、坝高、坝型、溃坝原因、溃坝率等方面进行统计与分析.通过与国际上其它国家渍坝统计分析成果的比较,对我国溃坝率高的原因及其主要溃决模式进行了分析.     

冲积河流岸滩崩退模式与崩退速率

为研究冲积河流的侧向演变过程并开展模拟预测,采用河道冲刷及河岸稳定性等理论探讨岸滩的崩退模式和崩退速率。根据河岸崩塌机理及崩体塌落到水中后冲刷形式的不同,提出3种岸滩崩退模式,分别为挫崩滑塌冲刷崩退模式、挫崩倒塌冲刷崩退模式和落崩冲刷崩退模式。结合河岸的侧向淘刷、河床的纵向冲刷以及河岸崩塌的临界状态,推导了3种岸滩崩退模式的崩退速率计算公式,并利用长江和黄河的水文、河岸资料进行检验。结果表明:长江和黄河的河岸岸滩崩退速率估算值与实际崩退速率基本相符,所建立的岸滩崩退模式和崩退速率计算公式是合理的。     

三峡施工枢纽变电站全站停电事故的原因分析及对策

对三峡工程的枢纽变电站——220 kV陈家冲变电站发生的一起全站停电 事 故的原因进行了详细的分析。这起事故因保护误动引起，而交流电源失去后因蓄电池故障导 致的一系列现象使值班员未能正确判断事故的真正原因，从而延长了系统停电时间。为防止 类似事故的发生，文中提出了相应的对策。     

Hardfill 坝结构破坏模型试验研究

Hardfill坝是一种新坝型,有必要研究其结构破坏模式与破坏机理,评价结构安全度以促进新坝型的发展和应用。采用地质力学模型试验方法,进行了国内首次Hardfill坝破坏模型试验,分析大坝在外荷载作用下的变形、破坏特征及其演变过程。试验结果表明,Hardfill坝的破坏区域主要发生坝踵、坝趾及坝基面上,在超载过程中大坝经历了稳定、非线性变形以及失稳破坏3个阶段;大坝破坏模式为坝踵首先出现开裂,坝趾随即产生裂缝,最终坝体沿坝基面整体失稳,同时坝踵与坝趾附近部位开裂而形成了脱离坝体的三角形块体;坝踵、坝趾开裂超载系数K1=6.0～7.0,大变形超载系数K2=7.5～8.5,最终破坏超载系数K3=9.0～10.0。     

Hardfill坝结构破坏模型试验研究

Hardfill坝是一种新坝型，有必要研究其结构破坏模式与破坏机理，评价结构安全度以促进新坝型的发展和应用。采用地质力学模型试验方法，进行了国内首次Hardfill坝破坏模型试验，分析大坝在外荷载作用下的变形、破坏特征及其演变过程。试验结果表明，Hardfill坝的破坏区域主要发生坝踵、坝趾及坝基面上，在超载过程中大坝经历了稳定、非线性变形以及失稳破坏三个阶段；大坝破坏模式为坝踵首先出现开裂，坝趾随即产生裂缝，最终坝体沿坝基面整体失稳，同时坝踵与坝趾附近部位开裂而形成了脱离坝体的三角形块体；坝踵、坝趾开裂超载系数K1=6.0~7.0，大变形超载系数K2=7.5~8.5，最终破坏超载系数K3=9.0~10.0。     

具有多个失效模式的高拱坝失效概率计算

利用故障树分析法得出了高拱坝具有失稳溃坝、剪滑垮坝、超量开裂及毁坝等4种主要失效模式．以计算高拱坝剪滑溃坝发生概率为例，说明利用二阶矩法计算高拱坝各主要失效模式发生概率的步骤，进而求解各失效模式的相关程度及具有多个失效模式高拱坝的失效概率．     

锦屏二级水电站深埋完整大理岩破坏机制的断裂力学分析

针对锦屏二级水电站深埋完整大理岩拉张型板裂化破坏和剪切型破坏,从断裂力学的角度对其发生机制予以解释。断裂力学理论表明,岩石在足够大轴向力作用下,其内部微裂纹在发生摩擦滑动或剪切滑移和自相似扩展后进一步弯折扩展。隧洞开挖后洞壁围岩径向应力降低,切向应力增大。当径向应力为零时,弯折裂纹继续发展,围岩产生平行于洞壁的破裂面,即产生拉张型板裂化破坏;当洞壁围岩存在一定径向应力时,弯折裂纹停止扩展转化为剪切裂纹扩展,即围岩产生剪切型破坏。对锦屏二级水电站深埋完整大理岩破坏机制的分析,为类似深埋隧道工程围岩失稳破坏机理的解释具有一定借鉴作用。     

三维随机渗流场下英德北堤防护工程渗透破坏风险分析

基于随机有限元法对英德市北堤防护工程进行了渗透破坏风险分析,并对新堤的安全性进行了评价。在分析中选取了旧堤以及新堤的典型堤段并建立相应计算模型,考虑了背水坡和临水坡两种破坏模式,然后利用可靠度理论对旧堤及新堤的渗透破坏概率进行求解,通过对比得出新建堤防发生渗透破坏的风险概率明显降低,最后求得旧堤和新堤的综合风险概率,结果表明新堤能满足安全性要求。更多还原     

用三维随机有限元寻求结构的最大可能失效模式

本文首次提出了“条件可靠指标”的概念，并以此作为寻求结构最大可能失效模式的判断依据，较好地考虑了失效单元功能函数间相关性的影响。对于多个失效事件交集的计算，作者采用基于三维随机有限元的逐步等效线性化Ｊｏｈｎｓｏｎ求交法。算例表明，本文方法具有一定的实用价值。