非饱和土边坡降雨入渗特征及其对斜坡稳定性的影响

降雨入渗是影响非饱和土斜坡失稳的主要因素,揭示了非饱和土斜坡的降雨入渗特征及其与斜坡稳定性的关系。首先采用试验的方法,研究了斜坡土体的渗透性变化特征,并揭示了土体含水率对其强度的影响;进而采用数值模拟的方法,研究了典型土质斜坡的降雨入渗过程,以及斜坡在降雨条件下的应力应变分布特征;最后采用极限平衡理论计算了不同降雨阶段的斜坡稳定性特征。     

土体强度指标的互相关性对堤防稳定性的影响

对黄河下游堤防各类土体凝聚力与内摩擦角之间的相关性及其对堤防稳定性指标的影响进行了分析，结果表明：土体强度指标的互相关性对黄河下游堤防边坡稳定性评价影响较大；采用固定的土性参数来计算其稳定性是不切合实际的；土体抗剪强度参数的相关性是计算边坡可靠指标的一个极其重要的因素。     

水分长期入渗诱发黄土滑坡的机理研究

以陕西省洛川县延炼黄土滑坡为例,通过实地调查和现场钻探,发现每年冬季热水管道凝结水的入渗导致了该滑坡的发生,分析探讨了这种长期间断性的水分入渗诱发黄土滑坡的机制。通过的室内试验获得用于斜坡渗流及稳定性分析的物理力学参数,将极限平衡法与有限元法相结合,计算不同渗水阶段斜坡稳定系数。结果表明:随着水分的入渗,非饱和黄土渗透性能的增强,长期间断性渗水过程中引起的斜坡水文响应明显;渗水期间,斜坡土体含水率增大,基质吸力减小,非饱和黄土的抗剪强度降低,局部地下水位上升,进而导致斜坡稳定性降低;停渗期间,土体含水率减小,基质吸力增大,非饱和黄土的抗剪强度升高,地下水位降低,斜坡稳定性升高;数十年的这种间断性渗水过程中,斜坡稳定性呈波动性降低,直至破坏。     

土坝坝基液化稳定分析

本文探讨了土体动力稳定性的强度分析方法在评价土坝坝基液化中的应用，分析了坝基液化对坝坡整体稳定性的影响。以辽河石佛寺水库枢纽一期工程为计算实例，进行了地震反应分析和动力稳定分析。     

倒T型导管墙桩基防波堤循环承载力有限元分析

为考虑软土地基循环软化效应,通过二次开发将软土的循环强度嵌入大型通用有限元软件ABAQUS平台中,基于拟静力分析建立倒T型导管墙桩基防波堤结构稳定性计算模型。通过有限元法分析了结构在波浪荷载作用下的循环承载力,并探讨了土体循环软化效应对结构破坏模式产生的影响以及结构尺寸参数对循环承载力的影响。研究结果表明:考虑土体循环软化效应时倒T型导管墙桩基防波堤结构的循环承载力较不考虑土体循环软化效应时极限承载力明显降低,降低程度在28.72%~41.20%之间;考虑土体循环软化效应后,该结构破坏模式有可能发生改变,其破坏模式可能由桩身屈服引起结构失稳转化为土体强度不足导致结构破坏。     

试验室测试土的抗剪强度指标的方法及其应用

1　前言土的抗剪强度是土体抵抗剪切破坏的极限能力 ,是土的一个重要力学指标 ,在估算地基承载力 ;评价地基稳定性 ;计算码头、路堤、土坝等斜坡稳定性以及挡土建筑物的土压力时 ,都需要土的抗剪强度指标。测定土体抗剪强度指标的试验称剪切试验。为了近似模拟土体在现场可能受到的受剪条件 ,把剪切试验按固结和排水条件的不同分为不固结不排水剪切 (快剪 )、固结不排水剪切 (固结快剪 )、固结排水剪切 (慢剪 )。不固结不排水剪切 (快剪 )试验是用来模拟粘土地基受到建筑物的快速加荷或土坡在快速施工中被剪破的情况。固结不排水剪切 (固结…     

考虑土体非饱和特性的斜坡降雨入渗模型及边坡稳定性分析

降雨入渗是诱发滑坡的关键因素,研究斜坡降雨入渗规律对于滑坡的预测与防范具有重要意义。传统的Green-Ampt模型及改进的Green-Ampt模型均假定入渗过程为均匀饱和入渗,忽略了入渗过程中湿润锋锋面上方非饱和区的存在。针对这一不足,首先,基于达西定律分析斜坡内基质吸力的分布规律;然后,结合非饱和土VG模型得到了斜坡内湿润区含水量沿深度变化的函数关系;最后,基于改进的Green-Ampt模型推导了考虑土体非饱和特性的斜坡降雨入渗模型,并将其引入到无限斜坡稳定性分析当中。研究结果表明:与数值解和现有模型相比,考虑土体非饱和特性的降雨入渗模型能更加准确地反映降雨入渗的过程,基于改进模型计算的稳定性系数较好地揭示了恒定降雨强度下斜坡稳定性的变化规律,证明了该方法的正确性和适用性。     

有限元强度折减法应用的几个问题及拓展

随着计算机技术的发展,有限元强度折减法作为边坡稳定性分析的重要工具日益得到重视。介绍有限元强度折减法的应用和发展现状,以及强度折减法的原理。采用有限元强度折减法对网格密度、坡型、斜坡变形及破坏机理进行了研究,并与极限平衡法进行了对比。结果表明:有限元网格密度越大与极限平衡法越接近;不规则坡形会降低斜坡稳定性;采用强度折减法可以清楚地展示斜坡的破坏过程和机理,为预测和监控斜坡土体破坏提供了一条新的途径。     

考虑含水率变化对黄土结构强度影响的边坡稳定性分析

实际工程中广泛应用简化Bishop法计算黄土边坡稳定性,但忽视黄土结构强度对土体稳定性的影响,因此无法真实反映土体的稳定特性。因此通过虑黄土结构强度的非饱和土抗剪强度公式和简化Bishop法,计算得出安全系数与坡高、坡角及含水率之间的函数关系。结果表明:含水率变化对安全系数影响显著,且明显强于地震荷载作用;随着含水率增加,安全系数变化速率均表现为逐渐减小,即降雨作用将对初始含水率偏小的土坡稳定性影响更为显著。更多还原     

基于模糊数学方法的巴东斜坡稳定性研究

针对三峡库区移民新城巴东环境地质问题-斜坡稳定性进行了研究.采用模糊数学方法对巴东斜坡区域进行工程地质环境质量综合评价.根据详细的斜坡工程地质资料和已有的研究成果,针对前人在斜坡稳定性模糊评判方面的不足,从松散堆积体的厚度、岩土体抗剪强度、库水位浸泡带埋深、库水变幅带岩土体性质、开挖卸荷影响程度等评价因子进行了补充,总...     

降雨入渗过程中土质边坡稳定性计算

在室内试验资料基础上,提出了土体抗剪强度与降雨入渗时间以及土体含水率的函数关系,修正了考虑土条间相互作用力的简化毕肖普方法,使之能够体现边坡土体含水率变化引起的土体强度降低现象。采用Fortran语言设计平台,开发了耦合饱和-非饱和渗流有限元计算与边坡稳定极限平衡方法(修正的简化Bishop方法)的计算程序,考虑边坡土体抗剪强度参数随着降雨入渗发展、含水率变化而变化,采用饱和-非饱和渗流计算降雨期间边坡土体含水量变化以及扩展过程。计算了物理试验模型在降雨条件下,土坡内部渗流发展过程,以及边坡安全度的变化情况。计算结果与试验结果吻合,与修正前简化Bishop方法计算得到的边坡安全系数相差35%左右。本文提出的计算方法为降雨诱发土质滑坡研究提供了一种新的可供参考的定量分析方法。     

孤立波作用下海底管道允许悬跨长度简化计算

分析海底管道稳定性时,需要重点考虑管道发生悬空的情况。由于我国油田大多建设在近海地区,因此在考虑管道悬空问题时需考虑浅水区波浪的特点。基于孤立波理论,考虑浅水区波浪的特点,给出浅水区管道悬空段所受的动水作用力。针对常见的悬空形式,从管道最大静弯曲应力不超过材料许用应力的角度出发,推导出浅水区管道允许悬空长度的计算式。最后结合渤海湾某油田海底管道工程,计算出该海区管道的允许悬跨长度,认为该海区有部分管道已超过计算的允许悬跨长度,应进行加固处理。     

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。     

有限元强度折减法进行土坡稳定分析的精度研究

有限元强度折减法分析土坡稳定性的结果受到有限元单元类型、网格密度和土坡边界范围的影响。为了得到上述因素合理的确定方法以提高计算精度,借助ABAQUS结合强度折减法进行了分析,结果表明采用二阶四边形单元,对土坡滑动区域的边界进行网格加密可以获得很好的精度,土坡边界范围建议取稍大于坡体破坏区即可,同时评价了三种失稳判据的优劣。更多还原     

强度参数对土坡稳定可靠度指标的影响分析

 从影响土坡稳定的主要因素——强度参数c,φ出发,建立考虑数值变化的定值模型、建立考虑变异性及互相关性的随机变量模型和建立考虑自相关性的随机场模型,采用简化毕肖普法和Rosenbleuth法,着重研究强度参数c,φ对土质边坡可靠度指标的影响。从研究成果中并获得了一些可供工程设计借鉴的有益结论：c对土坡稳定影响较小,但φ在边坡稳定的计算中是最敏感的因子,其数值和变异性对安全系数和可靠度指标计算结果影响很大,在作计算时要求所提供φ的数据应更为精确;在实际工程计算中未考虑强度参数c,φ的互相关性和自相关性得到的可靠度指标较实际工程中的要小,是偏安全的,可作安全储备。     

黏土海床管道局部冲刷的模拟研究

基于黏土的流变特性,将黏土视为一种流体,用Herschel-Bulkley模型模拟,采用计算流体力学(CFD)软件Fluent建立二维管道冲刷模型,结合SST k-ω湍流模型以及VOF两相流模型对黏土海床上管道局部冲刷进行数值模拟研究。研究分析表明:海底管道的存在增加了海流对海床的剪切应力,随悬空高度增大,海床剪应力逐渐减小。管道冲刷深度主要受黏土的不排水抗剪强度和流场流速的影响,管道的局部冲刷深度随土体强度的增大而减小,屈服应力为150 Pa时其冲刷深度为0.63D,约为屈服应力为600 Pa时的2倍。管道的局部冲刷深度随流速的增大而增大,流速每增加0.2 m/s其管道下方的冲刷深度平均会增加0.16D。受管道对流场的扰动,管道下游的尾流冲刷深度对流场流速大小更为敏感。     

海底管道与海床相互作用研究综述

随着海上油气田的快速发展,目前我国已建海底管道超过6 000 km。近年来,管道事故时有发生,管道工程的安全性和管道的稳定性问题得到越来越多研究学者的重视。鉴于海底管道与海床的相互作用是研究管道稳定性问题的关键,阐述了海底管道在波浪作用下与海床间相互作用的试验研究现状,包括机械加载式试验、水槽模型试验、离心模型试验等;以及理论研究现状,包括解析方法和数值方法等。最后对波浪作用下海底管道和海床相互作用尚待研究的问题进行了展望,研究分析认为正确建立管道与海床本构模型等问题是未来研究海底管道稳定性的重要方向。     

饱和-非饱和渗流下膨胀土坡稳定性评估的有限元法

总结了膨胀土坡饱和-非饱和渗流场中影响边坡稳定性的一些因素,建议了饱和-非饱和渗流下考虑强度降低、密度变化等稳定性影响因素的膨胀土坡稳定性评估三维强度折减有限元方法,研制相应的强度折减有限元程序。通过与传统极限平衡法分析结果对比研究,对抗剪强度折减有限元法分析边坡稳定问题的适用性进行了评价,得出采用三维强度折减有限元法确定考虑饱和-非饱和渗流场的膨胀土边坡稳定性安全系数是可行的结论。     

复杂渠坡稳定性分析方法比较

目前边坡稳定性分析方法主要有刚体极限平衡法、有限元极限平衡法以及有限元强度折减法3种.为了分析这3种方法以及不同屈服准则在边坡稳定计算中的差异性,以南水北调工程中某典型复杂渠坡为例进行比较计算.结果分析表明,3种计算方法所得渠坡稳定安全系数相近,其中强度折减法中不同的屈服准则对计算结果影响较大.鉴于M-C准则在应力空间中屈服面棱角会对数值计算稳定性产生影响,建议优先采用与M-C准则相匹配的D-P3或D-P4作为强度折减法的屈服准则,由此计算得到的边坡稳定安全系数合理,且参数折减时能保持计算过程具有良好的稳定性.     

极旱后强降雨条件下的黏土坝坡基质吸力变化研究

为跟踪极旱过程中黏土坝坡裂缝发展过程,以白龟山2014年遭遇极端干旱为例,通过模型试验,模拟强降雨及极干旱天气,测得试样土体在吸湿-脱湿过程中的基质吸力值并研究其变化情况,由此获得土样的土-水特征曲线用以分析坝坡稳定。研究结果显示:短期的干旱导致坝体表面失水,并不会影响到坝坡的稳定,而长期干旱生成的裂缝会在强降雨时成为雨水渗入坝体的快捷通道,使得坝坡土体的强度急速降低,严重影响大坝的稳定。当不断遭遇干旱降雨循环后,坝坡土体会变得松散,即使不遭遇极干旱天气也会很容易产生裂缝,给坝坡稳定埋下隐患。考虑到裂缝发展与含水率的变化密不可分,且裂缝又直接影响到坝坡土体的强度,因此可根据不同时段的土-水特征曲线判定大坝的稳定情况,据此可提出相应的保护措施。