考虑随机横向节理的反倾层状边坡倾倒破坏分析

实际边坡工程中,横向节理极其发育,且节理位置分布随机,节理长度也各不相同,随机横向节理对反倾向层状边坡倾倒破坏的影响规律尚不清楚。为此,通过计算机随机生成了横向节理的位置系数和长度系数来表征横向节理的随机特性,建立随机横向节理反倾向层状边坡模型。应用该模型探讨边坡发生倾倒破坏的启动条件和破坏机理,并基于极限平衡理论确定岩层的破坏模式和破坏位置。以皖南山区的典型反倾向层状板岩边坡为研究对象,分析横向节理位置和横向节理长度对边坡倾倒破坏的影响规律。结果表明：无论横向节理如何分布,岩层(从坡脚至坡顶)发生破坏所需的层间力总是先增大后减小;当横向节理位置或者横向节理长度发生改变时,潜在破坏岩层的层间力也随之发生改变,且其数值随横向节理长度的增加而明显减小;当横向节理位置和横向节理长度都随机改变时,层间作用力曲线形状变化较大,个别岩层发生破坏时所需的层间力差值较大。研究结论对反倾层状边坡倾倒破坏机理的认识与地质灾害防治有参考价值。     

降雨条件下水库滑坡变形特征及形成机制分析

河西水库滑坡位于云南省保山市昌宁县田园镇,其后缘存在明显的拉张裂缝和错坎,岸坡挡墙和截水沟开裂变形,严重威胁溢洪道和坝体安全。从滑坡基本形态特征、地质环境条件出发,结合工程地质勘察资料,分析了滑坡的变形特征和诱发因素,判断该滑坡为大型厚层牵引-推移式顺层滑坡。在不同降雨强度和库水位变化条件下,通过Geo-Studio数值软件模拟了坡体孔隙水压力和安全系数的变化,并对其稳定性进行分析评价。结果表明:持续降雨作用使库水位上升,软化坡体前缘土体强度,坡体内孔隙水压力增大,产生自然卸荷作用,致使下滑力增加,加剧了坡体变形破坏失稳。在库水位骤降过程中,库水反压作用弱化,先期坡体水分渗透作用产生动水压力,更容易导致此类滑坡的发生。滑坡区陡坡地形和下覆岩层顺向构造为滑坡的发育创造了有利条件,而持续降雨是造成滑坡的主要因素。采用削坡反压联合抗滑桩的方式是防治该滑坡的有效手段,研究结果可为水库日常运行管理及库区类似滑坡的分析、判断和及时防治提供理论参考依据。     

红黏土介电常数模型试验研究

土体介电常数模型反映体积含水率与介电常数的关系，通过探地雷达可快速、便捷、无损地获取土层的含水状况，建立合理、可靠的红黏土介电常数模型对土体含水状态预判、监测及其土壤水分运移研究具有重要的意义。以云南红黏土为例，综合考虑影响红黏土介电特性的关键物理因素(含水率、干密度、温度),通过重塑红黏土开展介电常数室内测试研究，模拟对比分析现有土体介电常数经验模型对红黏土含水量的预估精度，最终提出红黏土多变量介电常数经验模型。结果表明，红黏土相对介电常数随体积含水率、干密度和温度的增加呈现逐渐增大的趋势，已有模型对红黏土含水量预测结果存在较大误差；在考虑干密度影响的土体介电常数模型(Malicki模型、周建平模型)基础上，引入温度因素构建的红黏土介电常数模型对含水量的预估效果有明显提升，预估精度由高到低为：多变量模型、Zhao Yun模型、Malicki模型、周建平模型、Topp模型、廖红建模型、Herkelrath模型。该模型拟合精度较高，可为不同地区红黏土介电常数模型的构建提供参考，为区域工程性红黏土含水状态检测、监测及高效用水提供便捷途径。     

非饱和红黏土受压过程中的电阻率特性及其模型试验研究

文章从现有的三相介质导电模型出发，假定非饱和黏性土存在四种电流导电路径，理论推导得出非饱和黏性土的三维电阻率模型。基于改进的土体固结压缩电阻率测试装置，探讨了红黏土受压过程中的饱和度、孔隙率及电阻率特性的变化规律，结合红黏土的电阻率测试结果对理论模型进行验证，构建未受压、受压情况下的非饱和红黏土三维电阻率模型。结果表明：在连续分级荷载作用下，红黏土电阻率及其结构特性参数(结构因子F、形状因子■以及各向异性系数A)随着荷载的逐渐增大呈现出减小趋势，当荷载较大时电阻率变化不明显；在红黏土压缩过程中，伴随着孔隙率的减小，饱和度逐渐增大，且电阻率随着饱和度的增大而逐渐减小；采用三元相图分析了非饱和红黏土三维受压导电模型的可靠性，该模型能较好的揭示荷载作用下红黏土电阻率的演化过程。可为以红黏土为建筑材料的碾压工程压实度评价提供理论模型，有利于拓展高密度电阻率法在碾压工程质量检测、监测及其评价方面的应用研究。     

考虑含水率变化影响的红黏土边坡双强度折减法研究

针对双折减系数法分析红黏土型滑坡过程中的两个关键问题:(1)如何确定黏聚力和内摩擦角两个折减系数的比例关系;(2)如何通过两个不同的折减系数确定边坡的综合安全系数。考虑到含水率变化对红黏土黏聚力与内摩擦角的折减效应,提出一种基于含水率变化影响的双折减系数法。通过拟合含水率控制下红黏土黏聚力与内摩擦角衰弱曲线,设计对应配套折减方案,并以抗剪强度参数衰减的程度作为权重定义综合安全系数,表征边坡整体安全储备。借助FLAC 3D平台自编FISH折减程序,通过均质算例与实际边坡验证了方法的可行性。结果表明,该方法有效地解决了双折减系数法如何确定折减路径与折减比例的问题,计算综合安全系数较同步折减法更为合理,与极限平衡法相比误差更小。同时,为双折减系数法应用于边坡防治工程提供了一种新思路。     

昆明原状与重塑红黏土剪切特性对比分析研究

以昆明红黏土为研究对象,分别研究在不同粒径级配和含水率的影响下,原状与重塑红黏土剪切特性的差异性.结果表明,在不同粒径级配和含水率下,原状与重塑红黏土在剪切特性方面有着明显差异.根据试验结果,基于数理统计分析,得出黏聚力和内摩擦角在上述影响因素下的量化模型,并通过所得量化模型进行数据修正,在一定程度上提高了原状土样的物...     

宽级配砾石土中降雨入渗的优先流模型

宽级配砾石土的级配较宽,孔隙尺度跨越几个数量级,降雨入渗易形成空间上的不均匀入渗,即优先流入渗。基于孔隙结构的分形特征,定量研究降雨在宽级配砾石土中的入渗规律。根据多孔介质分形理论及Hagen-Poiseulle方程,水在不同尺度的孔隙管道内入渗率的量级不同,将土体的孔隙部分划分为2个区域—基质区和优先流区,这2个区域所占的比例随雨强的变化而变化。基质区内各孔隙管道的入渗率均达到其最大的入渗率,但各不相同,孔隙管道的直径量级小,入渗率量级小,优先流区各孔隙管道的入渗率相同且均未达到其最大入渗率,孔隙管道直径量级大,入渗率的量级远大于基质区,据此特征从理论上推导了降雨在土体不同孔隙区域内的入渗量和入渗率的表达式;基于此研究了基质区和优先流区的面积在孔隙中所占比例随雨强的变化特征及相应入渗量和入渗率的变化特征。结果表明：降雨在土体中的入渗呈现出优先流区高速入渗,基质区入渗相对缓慢的特点;随着雨强的增大,优先流区域的入渗率也随之增大。降雨入渗优先流现象产生的根本原因是土体多尺度的孔隙结构和无压力的自由入渗边界2个因素,其大小和分布受到土的饱和渗透系数和降雨强度的影响。从孔隙结构的角度解释了降雨入渗优先流的产生机制。     

热解过程中油页岩弹性模量变化规律

为预测原位热解工艺带来的采区水文地质环境变化,通过控制热解温度和时间以研究不同热解程度油页岩的弹性模量变化规律。分析了油页岩弹性模量变化机理,结合油页岩热解反应速率方程,提出了热解过程中油页岩的弹性模量定量计算模型。将弹性模量试验值与计算值进行了对比分析,结果表明:计算值与试验值较为吻合,两者误差较小,提出的定量计算模型能较准确地估算热解过程中油页岩弹性模量。该模型对油页岩原位热解采区孔隙率、渗透率、地下水污染物运移模拟研究具有一定借鉴意义。     

地震作用下反倾向层状岩质边坡弯曲倾倒稳定性分析

当前关于弯曲倾倒破坏的研究鲜有涉及到地震荷载,地震荷载对反倾向边坡弯曲倾倒稳定性的影响规律尚不清楚。为了解决上述问题,提出一种分析地震作用下反倾向层状边坡弯曲倾倒稳定性的极限平衡方法,该方法认为边坡发生破坏时,坡体内部应力达到极限平衡状态,即基于边坡破坏面计算得到的坡脚岩层剩余下滑力(倾倒力)为0。基于静力等效替代思想推导了推力线高度的计算公式;通过严格的力学推导确定岩层的稳定区域、破坏区域及破坏区岩层的破坏模式,并通过逐步迭代的方式计算坡脚剩余下滑力(倾倒力)。选用皖南板岩边坡作为工程实例,计算结果表明采用本文方法得到的边坡破坏面和稳定系数是合理可信的。通过地震影响系数的敏感性分析发现,随着地震影响系数的增大,坡脚剩余下滑力(倾倒力)增大,而边坡稳定系数减小,边坡更容易发生浅层破坏,变得愈发不稳定。