植被根系对黄土边坡稳定性及固土效果的影响

为了研究植被根系对黄土边坡稳定性及固土效果的影响,通过室内直剪试验、模型试验及数值模拟方法,研究了植被根系对黄土强度、边坡抗冲刷能力、边坡渗流场的影响。结果表明,植被根系可明显提高黄土抗剪强度,且随着植被根系数量的增多,黄土的最大抗剪强度和残余抗剪强度均有明显增大;坡表种植植被后,黄土边坡表面的抗冲刷能力增强,在相同的水流冲刷条件下,原状黄土的冲刷深度为20cm,种植植被后冲刷深度仅为1.5cm,可见植被根系对黄土具有较好的保持作用,渗流数值模拟发现坡面种植植被后,防渗效果明显提高。     

不同植物根系对岸坡土体抗剪强度的影响

干旱地区植被根系在增强土体抗剪强度方面具有显著作用。为探究塔里木河下游植物根系对岸坡土体抗剪强度的影响,明确植被对岸坡防护的作用机理,以红柳、芦苇、骆驼刺、梭梭4种典型荒漠植被为例,开展室内根系拉伸试验和直接剪切试验,对比分析了4种植物根系对土体抗剪强度的影响规律。结果表明,4种根系的直径与抗拉力和抗拉强度均呈幂函数关系,其中与抗拉力呈正相关,与抗拉强度呈负相关,当根系直径>1.5 mm后抗拉力差异性显著提高;根系体积密度(R_RVD)对根—复合体的抗剪强度影响呈非线性。4种根—土复合体增加相同R_RVD时,对抗剪强度的提高程度依次为红柳>芦苇>骆驼刺>梭梭,表明红柳和芦苇在提高抗拉力和土体粘聚力方面具有显著优势,可作为沿岸固土防蚀植被推广种植。     

含水率和干湿循环对人工填土边坡稳定性的影响

基于土体Mohr-Coulomb准则做了重塑土直剪试验,获得了不同含水率和干湿循环次数下粘性土抗剪强度参数及其变化规律,即随着含水率的增加,粘聚力先增大后减小,内摩擦角逐渐减小;随着干湿循环次数的增加,粘聚力先剧烈下降后趋于稳定,内摩擦角变化较小;含水率和干湿循环次数的增加,均使得土体抗剪强度降低。将试验结果应用于边坡稳定性计算中表明,含水率增加会导致边坡稳定性系数急剧下降,干湿循环次数增多也会导致边坡稳定性下降,但循环5次后,边坡稳定性基本保持不变。     

考虑饱和度影响的红壤土抗剪强度模型及应用

鉴于降雨入渗过程中土体饱和度变化对库区边坡稳定性的影响,基于Bishop非饱和土抗剪强度理论和van Genuchten土水特征曲线模型,建立了直接考虑饱和度影响的多参数土体抗剪强度理论模型,并采用三峡库区红壤土设计了土水特征曲线试验和三轴剪切试验,获得了基质吸力和抗剪强度随饱和度变化的试验结果,进而验证了模型的合理性。结果表明,模型预测值与试验实测值的吻合度较好,建立的模型能较好地预测三峡库区红壤土的抗剪强度。进一步分析可知,红壤土抗剪强度指标——粘聚力和内摩擦角均随饱和度的增加呈非线性递减;在净总应力一定的情况下,红壤土抗剪强度随饱和度的增加呈对数关系递减。     

单洪峰作用过程河道岸坡冲刷量估算方法

山区洪水爆发后通常会造成河流大量塌岸和岸坡失稳,单次洪峰形成过程对冲刷起重要作用。为了估算单次洪水作用过程中的冲刷量,利用山区洪水过程概化模型推导了洪峰形成过程冲刷量方程,采用粒子群算法对洪水过程概化模型参数进行拟合,取得较好的一致性,并研究了洪峰流量为600m~3/s、单洪峰作用12h过程冲刷量主要影响因素。结果发现,三角形与梯形河道断面随土体抗剪强度变化,边坡坡脚冲刷量在0.55～0.70m~3之间,随河道比降变化,边坡坡脚冲刷量在0.5～1.5m~3之间,相同条件下梯形河道断面坡脚的冲刷量低于三角形河道,河道比降参数对冲刷量的影响大于土体的抗剪强度。     

降雨入渗对浅埋偏压隧道洞口边坡稳定性的影响

以四川绵阳九岭岗隧道为背景,基于非饱和土流固耦合理论,采用MIDAS GTS NX有限元软件研究了降雨入渗对隧道边坡塑性区、整体位移及安全系数的影响,并根据数值分析结果探讨了不同支护措施的加固效果。结果表明,在降雨入渗条件下,左线隧道边坡及右线洞口浅层土体极易发生塑性破坏;随着降雨时长增加,边坡土体抗剪强度降低,整体位移明显增大,安全系数不断减小;对比分析锚索与抗滑桩对边坡位移的控制效果,最终选用锚索加固隧道边坡。     

三峡库区秭归地区某碎石土岸坡稳定性分析及防治对策

为研究三峡库区岸坡在不同状态下的稳定性,选取三峡库区秭归地区某碎石土岸坡做了快剪试验,获得了该碎石土在天然状态和降雨状态下的抗剪强度指标,并运用SLOPE/W软件模拟边坡,采用Bishop方法计算了两种状态下的安全系数,发现天然状态下边坡稳定,降雨状态下边坡不稳定,进而采用抗滑桩模拟治理不稳定边坡的稳定性,并给出了抗滑桩的设计尺寸。     

基于正交设计的土坡稳定影响因素敏感性分析

以西昌昔格达组地层边坡为例,采用正交设计和方差分析研究了土体参数、坡面结构及地质结构对土坡稳定性影响的敏感性,通过比较同一因素在不同水平下计算获得的试验指标平均值,分析了显著影响边坡稳定因素的敏感性.结果表明,土体参数和坡面结构对土坡稳定性影响显著;土体重度减小、抗剪强度指标提高、坡度变缓、马道变宽、单级坡高变小等均使土坡趋于稳定.     

根系退化对根土复合土体的影响

为探索根系自然腐烂对其自身抗拉能力及根土复合体力学性能的影响,测定了种植狗牙根的红粘土的基本物理力学性能指标,并制备狗牙根自然退化0、3、6个月情况下的重塑含根土、原状含根土试样进行三轴试验。结果表明,狗牙根根系进入退化状态后,抵抗拉力的能力随时间明显降低,退化6个月时根系已腐烂,完全不具有力学性能;退化3个月时,重塑含根土和原状含根土的抗剪强度均发生不同程度的衰减;退化6个月的根系使根土复合体降低52%左右的强度,对土体造成极大损伤。     

基于Copula函数的长江堤防岸线土体参数分布模型研究

针对二维独立分布不能考虑变量间相关性，导致堤防边坡稳定性的可靠度计算结果不够准确的问题，基于171组长江堤防岸线土体抗剪强度试验数据，采用Copula函数研究长江堤防岸线土体抗剪强度参数间相关性，利用AIC、BIC准则识别最优边缘分布与Copula函数，构建二维联合分布模型，并分析数据量对参数间相关结构识别的影响。结果表明，基于Copula函数的二维联合分布模型能够较准确地表征长江堤防岸线土体参数间的相关性；当数据量大于24组时，AIC、BIC准则可准确识别最优Copula函数，为堤防边坡可靠度计算和Copula函数模型的构建提供参考。     

基于统一强度理论的非饱和土斜坡稳定性分析

基于双剪统一强度理论与非饱和土抗剪强度公式,结合Sarma法的思想,推导考虑中间主应力效应和条间基质吸力的非饱和土斜坡稳定性计算公式,并将其应用于工程实例进行验证。结果表明,非饱和土斜坡稳定性系数与中间主应力参数b和基质吸力成正相关关系,二者均对斜坡的稳定性产生贡献;与传统方法相比,在基质吸力等于50kPa时,同时考虑中间主应力效应和条间基质吸力方法的稳定性计算结果增大27.6%,能够更加经济、合理地评价非饱和土斜坡稳定性。     

黄河防汛抢险铅丝笼稳定性分析及对策

为了弄清黄河防汛抢险中抛投的铅丝笼"走失"的根本原因,以铅丝笼为例,建立了水流作用下堤坝边坡上铅丝笼的稳定受力模型,分析了铅丝笼受力及运动状态,推导出了铅丝笼在水流作用下的位移计算公式,定量地研究了流速v、水深h和坡度i对铅丝笼稳定性的影响规律。结果表明,汛期流速v的增大、水深h的增加、堤坝边坡坡度i的减小均能导致铅丝笼顺着水流方向位移的增加,即铅丝笼的稳定性变差。采用增大铅丝笼体积和重量、预留抛投距离和链接、摩擦、系桩等约束铅丝笼的方法均能减小铅丝笼的位移,增强黄河抢险中铅丝笼的稳定性,减少黄河防汛抢险中铅丝笼的大量走失,从而提高抢险效率、节约抢险时间、降低抢险成本,实现黄河抛投抢险的集约化。     

堤防软土高边坡重建稳定计算土力学参数探讨

为分析堤防软土高边坡重建过程中土力学参数的选取对边坡稳定性的影响,以上海市黄浦江堤防某失稳边坡为例,分析了滑坡原因,构建边坡重建方案,分别通过刚体极限平衡和有限元法对比分析了十字板与快剪、反演等强度指标计算安全系数的差别,并探讨了差别产生的原因。计算分析和堤防成功重建表明,在软土高边坡重建稳定分析中采用十字板指标更符合工程实际,更经济合理。边坡重建为类似软土高边坡重建提供了经验,为十字板指标在水利工程中的应用提供了经验。     

基于随机场理论的强降雨条件下花岗岩残积土边坡的稳定性分析

花岗岩残积土具有明显的空间变异性,采用随机场方法研究了土体力学参数空间变异性对强降雨条件下花岗岩残积土边坡的稳定性的影响。采用湿润锋模型模拟强降雨条件下边坡中孔隙水压力分布,采用随机场模拟土体强度参数的空间变异性,采用强度折减法计算边坡的安全系数。研究表明:土体空间变异性可改变边坡的失效模式,随着土体空间相关距离的减少,滑体体积减小;考虑土体空间变异性后,边坡的失效概率对湿润锋的增加更为敏感,忽略土体内聚力和内摩擦角之间的负相关性会高估边坡的失效概率。     

基于双折减系数法的边坡动力稳定分析

鉴于传统强度折减法对岩土体强度参数(粘聚力和内摩擦角)进行等系数折减,难以真实反映岩土体稳定性的缺点,以某库岸复杂岩质边坡为例,运用大型有限元软件ADINA,建立边坡有限元模型进行动力分析,采用双折减系数法计算地震荷载作用下边坡的地震响应,研究粘聚力和内摩擦角的折减关系,得出了边坡的动力稳定安全系数,并与传统的强度折减动力分析法进行对比。结果表明,传统的强度折减动力分析法可能稍有夸大边坡的安全裕度;采用双折减系数法进行动力稳定分析可行且更合理。研究成果可为边坡动力稳定分析提供参考。     

基坑不同水位降速下土石围堰松散粘质边坡渗流特性与开挖稳定性研究

研究基坑排水后覆盖层堆积下的边坡全过程施工卸荷时土体承载变形规律,对准确判断堰坡开挖稳定性及制定合理施工方案具有重要意义.以邕宁水利枢纽一期临时土石围堰工程为例,应用非线性有限元法计算了基坑抽水期不同水位降速下的土石围堰渗流—应力场演化规律,分析了坡脚开挖变形与塑性分布、潜在塑性滑动面及失稳滑塌范围的影响.结果表明,过...