折线河岸边坡稳定性的研究

河流水流因素、河岸几何条件、河岸岩土体性质及边坡坡顶裂缝的产生是河岸边坡失稳的重要影响因素。通过建立河岸边坡在临坡水位升降、坡趾淘刷、车辆荷载、偶然作用等多因素影响下失稳的概化理论模型,采用极限平衡法,计算了折线边坡在多因素条件下的边坡抗滑稳定系数。重点分析了临坡河流水位、坡趾淘刷及裂隙水位对于边坡抗滑稳定系数的影响。结果表明：边坡抗滑稳定系数随着临河水位的升高先减小后增大,在这过程中存在一个最不利的水位;同时,随着裂隙水位的增高,边坡抗滑稳定系数逐渐变小;边坡坡趾淘刷对于河岸边坡抗滑稳定性非常不利,随着淘刷高度及切入深度的增大,边坡抗滑稳定系数逐渐变小。     

基于离散元的高陡堆石边坡失稳过程模拟

鉴于工程中出现的越来越多的高陡堆石边坡工程,其稳定性、失稳过程、影响范围对工程的运行安全至关重要,采用离散元数值模拟方法开展高陡堆石边坡失稳过程模拟。以某抽水蓄能电站工程为例,建立高陡堆石边坡离散元模型,通过模拟极限工况下的边坡失稳过程,分析该高堆石边坡的堆石运动、挡墙受力以及边坡整体变化情况。根据平均不平衡力比,将堆石边坡失稳过程划分为5个阶段,并重点分析各阶段内边坡体型、堆石位移、堆石速度等的变化;通过监测堆石边坡能量、挡墙受力等变化情况,进一步揭示堆石边坡的失稳机制;通过对比初始状态和失稳后块石位移与越过特定位置的块石数量,论证挡墙措施的阻滑作用;结合到达河床底部的颗粒数量和挡墙受力变化情况,认为堆石边坡底部的混凝土挡墙迫切需要加强,通过对高陡堆石边坡进行离散元数值模拟,明确了边坡失稳过程、影响范围,并提出了混凝土挡墙的建议高度。     

高挡墙堆石混合坝静动力稳定分析

针对岩坡上的高挡墙堆石混合坝——江苏宜兴抽水蓄能电站上库主坝的结构进行了静动力稳定分析．依据边界元法确定结构的动力放大系数，采用有限元分析法确定挡墙的土压力分布，从而计算挡墙的抗滑稳定性，并通过拟静力法分析堆石体的抗滑稳定．计算结果显示，该坝型的抗滑稳定安全系数满足规范要求．还提出了加强地基处理、加强下游坝面保护及增强堆石坝体的抗滑稳定能力等工程建议．     

遗传算法在非线性强度指标的边坡稳定分析中的应用

堆石的抗剪强度并非与应力成比例,而是呈非线性关系。这种非线性关系将对边坡的稳定产生重要的影响。从DeMello及DuncanJ等对堆石破坏条件方面的研究成果及其表达式出发,运用遗传算法结合瑞典及毕肖普法对堆石边坡进行稳定分析,以寻求此类边坡的真实安全系数及其临界滑面。算例表明了非线性强度指标的影响及遗传算法的优越性。     

国外过水堆石围堰块石护面试验研究情况介绍

过水堆石围堰应用块石护面,由于利用当地材科,施工较易,造价也较低,因而被广泛地采用。过水堆石围堰(图1)过水时,部份水流沿着下游坡面急剧下泄,能量不断增加;另部分水流渗入堆石体产生渗透力。因此,下游坡护面块石的稳定性就成为围堰能否正常工作的决定因素。本文仅就国外一些典型实例、护面块石稳定性试验成果以及对试验成     

自密实混凝土重力坝浇筑层间稳定性分析研究

自密实混凝土重力坝是用流动性较强的混凝土在堆石之间填充并分层浇筑而成。为了研究浇筑层间的稳定性,采用刚体平衡原理和第三强度理论分别对自密实混凝土重力坝层间的抗滑稳定性和堆石间拉力情况进行了分析研究。结果表明：随着坝体层间堆石相对接触面积α的增大,层间抗滑稳定系数K逐渐增大,但是增加的幅度处在一个稳定的范围之内;随着堆石相对超出高度β的增大,堆石间的拉力逐渐增大,β=15%可以作为自密实混凝土重力坝设计的上限值;地震工况对于坝体层间抗滑稳定系数K和堆石间拉力大小的影响较大,该工况抗滑稳定系数K减小了15%以上,堆石间拉力最大增大约2 MPa。     

采砂对天然河床断面演变及堤防稳定影响分析

近些年,建筑行业对河砂的需求量急增,导致部分河道采砂量远大于其河流天然泥砂淤积量,河床主断面下切,河道深泓向堤岸移动。过量、无序的采砂已成为影响河道防洪安全及堤防边坡稳定的重要影响因素。以天然河段为研究对象,简单用水流模型模拟了采砂坑附近水位、流场变化影响。根据水下实测资料,分析人工采砂对河床纵、横断面形态及堤防边坡抗滑稳定性的影响。结果表明:人工采砂促使河道河床局部下切,最大下切深度达17 m,对河道纵横断面演变产生重要影响。近岸采砂改变了原有河床边界条件,降低了泥沙水下稳定休止角,堤防边坡抗滑稳定性系数急剧下降,严重威胁堤防安全稳定,控制采砂、保护堤岸安全是非常迫切的。     

非对称高面板堆石坝应力变形特点及改善对策

给出了陡边坡、非对称、窄深河谷的量化定义,通过算例研究了陡边坡、非对称、窄深河谷上高混凝土面板堆石坝的应力与变形特点,由于左右岸非对称,堆石体存在不均匀沉降;受窄深河谷力拱效应的影响,堆石体的"后期沉降量"仍然较大;受陡边坡的影响,坡度较陡一侧(右岸)的混凝土面板的轴向位移及变形梯度均比另一侧的大。提出分区调整碾压参数,减小堆石体的不均匀沉降;充分加水碾压,减小堆石体的"后期沉降量";适当调整面板宽度及垂直缝宽度,以减小两岸边面板的拉应力和中间面板的挤压力等应对措施。     

GIS技术用于边坡楔体稳定性分析及加固设计

边坡三维稳定分析是一个复杂问题,以某大型溢洪道边坡楔体稳定性研究为工程实例,基于GIS数据平台进行边坡三维稳定极限平衡分析,经过数据的获得、空间处理、模型建立和安全系数计算,不仅得出了边坡的安全系数,而且给出了危险滑动面的滑动力大小和滑动方向分布,并根据锚索与软弱地层的空间位置关系,给出了锚索支护的调整方案。     

枕头坝水电站江沟渣场排水洞出口消力池左岸 深厚堆积体支护处理设计

枕头坝水电站江沟特大型渣场采用排水洞泄水排洪,出口地形狭窄、地质条件及外围条件复杂。因消能建筑物及5#公路的布置,需在其左岸堆积体处开挖填筑形成约23 m高的永久高陡边坡,且河床覆盖层深厚、水量丰富的条件下,采用钢筋混凝土灌注桩、桩顶联接梁、桩顶锚索及贴坡混凝土对消力池左岸边坡进行联合支护处理,有效地解决了堆积体垂直开挖、5#公路基础填筑、堆积体边坡施工、运行期稳定及消力池左岸防水流冲涮问题。本文介绍了钢筋混凝土灌注桩在边坡抗滑稳定中的应用,可供类似工程借鉴参考。     

基于强度折减法的土石坝边坡稳定分析与探讨

在传统的土石坝边坡稳定分析中,通常采用简化毕肖普法或瑞典圆弧法,分别计算上、下游边坡的滑动安全系数,然后根据规范评判边坡的稳定性.本文应用有效应力原理,以初始应力方式将渗流场导入到位移应力分析中,基于强度折减法对坝体整体进行弹塑性分析;分别采用塑性区贯通和位移突变失稳判据,得到坝坡的最小安全系数,并将其与简化毕肖普法计算结果相比较.研究表明:采用强度折减法进行土石坝边坡稳定分析虽然是可行的,但仍存在一些问题.最后,对强度折减法在土石坝边坡稳定分析中存在的两个问题进行了初步的探讨.     

基于非线性抗剪强度指标的面板堆石坝坝坡稳定有限元分析

面板堆石坝坝坡稳定分析的关键是如何合理选择堆石材料的抗剪强度指标,以及如何选用能合理反映坝坡失稳破坏机理的抗滑稳定分析方法.本文结合工程实例,以面板堆石坝坝坡稳定安全系数为研究对象,通过与按线性抗剪强度指标计算结果的比较,研究论证了采用非线性抗剪强度指标的合理性.在采用非线性抗剪强度指标的前提下,通过与传统的刚体极限平衡法计算结果的比较,分析说明了有限元法计算结果的准确性与合理性.结果表明,对于面板堆石坝的坝坡稳定问题,采用基于非线性抗剪强度指标的有限元方法可以获得更为合理的结果.     

施工期临时断面挡水渡汛对于面板坝坝坡稳定的影响研究

面板堆石坝施工期采用临时断面挡水度汛方案时,由于临时断面上游尚未施工混凝土面板,因此临时断面的大部分区域及坝基材料将处于饱和状态,这种状态有可能对大坝竣工期的坝坡稳定产生某种影响。为研究临时断面挡水度汛对于大坝竣工期坝坡稳定的影响,本文结合一工程实例,首先采用有限元法进行了临时断面挡水度汛情况下的渗流分析,然后采用非线性有限元法对临时断面是否挡水度汛两种情况下大坝竣工期的坝坡稳定性进行了比较研究。结果表明:采用临时断面挡水度汛施工方案对于大坝竣工期上游坝坡抗滑稳定的影响要大于对于下游坝坡的影响,但其影响是有限的。     

基于MSC.Marc的边坡渗流及稳定有限元分析

利用MSC.Marc软件提供的用户子程序,对MSC.Marc进行二次开发。采用死活单元技术和折减过渡单元虚区高斯点渗透系数的方法对边坡的稳定渗流场进行分析,由各节点水头值分析单元所受渗透力,并以其代替周边孔隙水压力施加于土体单元,最后采用有限元强度折减法进行渗流作用下边坡的稳定性分析。算例表明,基于MSC.Marc软件分析边坡的渗流及稳定是可行的。     

应用PLAXIS有限元程序进行渗流作用下的边坡稳定性分析

为了进行渗流作用下的边坡稳定性分析,必须考虑 渗流场与应力场之间的相互耦合作用。目前对渗流作用下边坡稳定性的分析一般都是通过自 编程序进行的,通常都是先对渗流进行有限元数值模拟,然后再对边坡采用条分法进行稳定 性分析。目前国际上关于渗流作用下边坡稳定性的分析方法发展较快,已经可以采用有限元 强度折减法来进行分析计算,尤其是PLAXIS有限元程序对于这方面有较好的适用性。应用PL AXIS有限元程序采用有限元强度折减法,进行了渗流作用下的边坡稳定性分析,并用ADINA 和GEO -SLOPE程序进行了验算。     

积石峡面板堆石坝复杂渗流场有限元精细模拟

运用自主研发的三维渗流有限元可视化分析软件GWSS,对积石峡面板堆石坝的坝体（包括面板、过渡层、排水层、堆石料等）、坝基、防渗帷幕以及泄洪洞和底孔排沙洞等结构进行了精细建模。在此基础上采用求解有自由面的改进截止负压法、隧洞子结构法和求解大型稀疏矩阵的预处理共轭梯度算法对积石峡面板堆石坝复杂渗流场进行了数值模拟。重点研究了面板和防渗帷幕联合作用下渗流场分布特征和防渗效果,以及泄洪洞和底孔排沙洞对大坝渗流场的影响等。计算结果表明,在正常运行条件下,面板结合防渗帷幕能够起到很好的防渗作用,坝体内自由面较低,左岸底孔排沙洞和泄洪洞也起到了很好的排水作用,大大降低了左岸山体的地下水位,有利于大坝和岸坡的稳定。     

基于强度折减法的土石坝坝坡稳定性分析

基于边坡稳定性能的评估问题,介绍有限元强度折减法的基本原理以及在有限元软件上求解边坡安全系数的过程。通过对工程实例计算分析得到最危险的滑动面和安全系数。计算结果与瑞典条分法进行坝坡稳定性分析结果对比表明:两种方法所得的安全系数相差1.47%,滑动面形状、走向和位置一致,并且数值模拟显示的土石坝塑性渐进变化过程符合实际工程塑性变化过程。因此,基于有限元强度折减法对土石坝坝坡等类似工程边坡最终状态稳定性评估分析具有一定的实用性和可靠性。     

不同坝高对复合土工膜防渗斜墙应力变形的影响

根据复合土工膜防渗体应用于土石坝时的防渗特点,结合工程实例,采用三维有限元方法对坝体和复合土工膜进行了数值模拟,分析了不同坝高条件下对土工膜防渗斜墙应力变形的影响。结果表明:与低土石坝应用复合土工膜防渗的情况相比,随着坝高的增大,复合土工膜不仅在坝顶锚固区处的应力应变较大,而且两岸锚固处的应力应变也随着坝高的增大而增大,在两岸坡脚锚固端处应力应变达到最大,对实际工程的设计具有一定的积极意义。     

磷石膏渣坝的稳定分析研究

为研究磷石膏渣坝的稳定问题,利用ABAQUS有限元分析软件进行参数研究,通过编制相应的Python脚本文件,在ABAQUS中实现了自动强度折减法,并以此计算了某磷石膏渣坝渗流作用下的边坡稳定。根据渗流场的分布提出在初期坝上游以及磷石膏下游的底部设置排渗棱体。计算结果表明该处理措施能大幅降低浸润线,并提高边坡稳定性能,且该排防体系的布置造价较低,具有实际工程意义。     

利用PLAXIS软件计算考虑降雨的边坡稳定性

降雨条件下的边坡稳定性分析,需要同时考虑水的渗流与边坡内力进行耦合计算。非饱和土的特殊性质增加了计算难度,其渗透性、强度都会随含水量的变化而变化。介绍了非饱和土的有效应力原理,并比较了PLAXIS和Geo-Studio两款软件使用的有效应力原理和破坏准则的异同。PLAXIS软件中用有限元法计算非饱和土的渗流问题,利用简化的Bishop有效应力公式进行固结、变形及边坡稳定性计算,土体本构关系根据需要选用;Geo-Studio软件中也使用有限元法计算非饱和渗流,但其边坡安全系数计算方法为极限平衡法,强度准则为Fredlund双变量理论。最后结合算例详细介绍了PLAXIS软件中进行非饱和土边坡计算的建模方法。算例显示,PLAXIS软件中建立的计算模型可以准确反映降雨过程中边坡安全系数的变化规律。今后的工程设计中,可以考虑使用这一软件进行非饱和土边坡设计计算。