库水位骤降与降雨条件下深浅层边坡稳定性分析

为研究在库水位和降雨联合作用下某边坡体的渗透特性及相应的稳定性,根据非饱和渗流原理,利用有限元软件Geo-slope模拟了某边坡体在降雨和库水位骤降工况下的孔压变化及安全系数变化规律。结果表明,库水位下降速率越大,孔压变化越大,最小安全系数越小;静库水位越高,边坡体下部孔压越大,安全系数越低;降雨发生在库水位下降开始时刻对于上部浅层边坡和深层边坡来说较为危险,而降雨发生在库水位下降结束时刻对于下部浅层边坡来说较为危险;边坡的失稳先发生于边坡体的下部浅层,然后引起深层的整体滑动。研究结果为边坡工程治理提供了理论依据。     

基于灰色关联度理论的库水位变动-降雨联合作用下的边坡渗透稳定性研究

针对库水位+降雨条件下的边坡渗透稳定性研究缺少定量化敏感性分析的问题,利用Geostudio软件模拟了三峡库区某边坡在库水位骤降及库水位骤降+降雨条件下的渗透稳定性规律,同时基于灰色关联度理论对不同边坡物理力学参数进行了稳定性的定量化敏感性分析。结果表明,库水位骤降条件下不同监测点的孔压均随时间增加逐渐下降,在叠加降雨过程时孔压有一个"突升";库水位骤降下的安全系数先减小后增大,降雨发生在第18～20d时安全系数最小;粘聚力c、内摩擦角φ、饱和渗透系数k对边坡稳定性影响较大,而重度γ对边坡稳定性的影响相对较小。     

水位骤降时某冰水堆积体边坡稳定性分析

冰水堆积体在物理力学性质等诸多方面与一般松散堆积体差别显著,研究库水位骤降对冰水堆积体边坡稳定性的影响意义重大。采用有限元数值法耦合分析某冰水堆积体边坡在水位骤降时的渗流场、位移场,并结合极限平衡法研究该边坡稳定性。结果表明,地下水浸润线明显滞后于库水位;水位下降8 d时冰水堆积体边坡在前缘基覆界面至坡面范围产生最大位移,约0.07 m;稳定性系数先减小后增大,整体稳定性较好,冰水堆积体前缘安全储备较低。研究成果可为冰水堆积体边坡稳定性分析提供参考。     

库水位变动速率对某水电站坝前倾倒变形体稳定性的影响

澜沧江上游某电站坝前大面积发育倾倒变形体,边坡中的地下水对其稳定性有重大影响。为此,运用二维饱和—非饱和渗流有限元分析程序SEEP/W,并联合极限平衡法分析库水位变动期间库水位变动速率对倾倒变形体边坡渗流场及其稳定性的影响机理及规律。结果表明,水位变动速率对倾倒变形体的瞬时渗流场有较大影响,坡体表面形态在水位变动期间,对其水力梯度影响较为明显;水位上升阶段,水位变动速率与倾倒变形体稳定性呈现正相关关系,水位上升速率由0.5 m/d增大至5 m/d,稳定性系数上升了0.7%~2.0%,而水位下降阶段,水位变动速率与其呈现负相关关系,堆积体稳定性系数降低0.6%~1.6%,且其存在临界速率(2.0m/d)、水位(死水位以上3/8坡高处),速率、水位超过其临界值之后,稳定性变幅明显放缓甚至出现回升。     

某水库水位变化对库区围堰坝体边坡稳定性的影响

为查明水库围堰边坡设计的合理性及水位变化对边坡稳定性的影响,基于FLAC3D数值模拟软件,针对百色市某水库建立三维模型,模拟了围堰边坡在水位下降、水位上升和基坑排水3种情景下的变形情况,分析了水位变化对边坡稳定性的影响。结果表明,围堰边坡上游一、二级台阶及下游二级台阶区域易发生较大变形;库水位下降引起各监测点水平位移为40～230 mm、竖向位移为260～390 mm,库水位上升引起各监测点水平位移为60～360 mm、竖向位移约为150 mm,基坑排水引起各监测点水平位移为580～600 mm、竖向位移为21～57 mm,对围堰边坡变形的影响大小依次为基坑排水>库水位下降>库水位上升;边坡安全系数与水位变化呈正相关关系,安全系数增量随水位上升先增大后减小。研究结果为边坡设计和防护提供了理论依据。     

库水位变动速率对某水电站坝前倾倒变形体稳定性的影响

澜沧江上游某电站坝前大面积发育倾倒变形体,边坡中的地下水对其稳定性有重大影响。为此,运用二维饱和—非饱和渗流有限元分析程序SEEP/W,并联合极限平衡法分析库水位变动期间库水位变动速率对倾倒变形体边坡渗流场及其稳定性的影响机理及规律。结果表明,水位变动速率对倾倒变形体的瞬时渗流场有较大影响,坡体表面形态在水位变动期间,对其水力梯度影响较为明显;水位上升阶段,水位变动速率与倾倒变形体稳定性呈现正相关关系,水位上升速率由0.5 m/d增大至5 m/d,稳定性系数上升了0.7%～20%,而水位下降阶段,水位变动速率与其呈现负相关关系,堆积体稳定性系数降低0.6%～1.6%,且其存在临界速率（2.0 m/d）、水位（死水位以上3/8坡高处）,速率、水位超过其临界值之后,稳定性变幅明显放缓甚至出现回升。     

库水位升降条件下邻近坝址区堆积体边坡稳定性分析

针对某水电站蓄水后对坝址上游右岸堆积体边坡稳定性影响的问题,根据非饱和土体瞬态有限元渗流控制方程构建了堆积体边坡二维计算模型,再利用GeoStudio软件中的SEEP模块计算了不同库水位升降速率、不同边坡渗透系数条件下边坡内的渗流场分布规律,再采用摩根斯坦—普莱斯极限平衡法计算各瞬态渗流场下最危险滑带的安全系数。结果表明,不同库水位上升速率及渗透系数时随库水位的上升边坡安全系数增大,不同库水位下降速率及渗透系数时随库水位的下降边坡安全系数减小。     

库水位+降雨条件下四方井粘土心墙坝坝坡渗透稳定可靠度分析

针对粘土心墙坝坝坡稳定仅局限于确定性分析,考虑到尚缺乏研究坝体材料空间变异性的问题,以四方井水库粘土心墙坝为例,对库水位联合降雨工况下的坝坡渗透稳定性进行数值模拟,同时基于Monte-Carlo法分析了可靠度规律。结果表明,单纯的库水位骤降监测点孔压随时间呈单调下降趋势,库水位骤降速率越大,孔压下降速率越快。降雨联合库水位工况在降雨时刻孔压有一个突升的过程;库水位骤降情况下安全系数随库水位下降呈先下降后上升最终保持不变,库水位骤降速率越大,最小安全系数越小,出现的时间亦越早;不同类型降雨工况安全系数在降雨过程中有一个突降的过程,最终安全系数回升至初始值,其中后峰型降雨安全系数降幅最大,前锋型降雨安全系数降幅最小;降雨发生在库水位骤降后期最为危险,最小安全系数也越小;库水位骤降情况平均失效概率约为30%,不同类型降雨条件下平均失效概率基本小于10%,降雨发生在库水位骤降不同时刻下失效概率平均约为60%。对降雨发生在库水位后期的情况应加强监测,防止坝坡失稳灾害的发生。     

基于数值流形方法的水库岩体边坡稳定分析

利用数值流形方法可以模拟边坡大变形和连续—非连续变形的特点,分析了某一水库岩体边坡在库水位骤降时的变形规律,提出了利用边坡位移确定岩体滑动面内摩擦角的方法。利用传统安全系数的概念,考虑库水位骤降时的地下水渗透压力的作用,对该水库边坡的稳定性进行分析和评价。     

库水位骤降时某堆积体边坡稳定性分析及治理措施

库水位骤降时边坡稳定性对确保水库工程的正常运行十分重要。以某堆积体边坡为研究对象,根据地质资料给出的材料参数范围,对天然工况和暴雨工况下该边坡的最危险搜索滑带进行参数反演,综合选定合理的材料参数,进而通过极限平衡法分析了堆积体边坡在库水位骤降时的稳定性,验证了边坡在上述工况下的不利性,并提出了合理可行的治理加固措施。     

降雨类型对浅层深层滑坡渗流及稳定性的影响

为研究不同降雨类型对浅层及深层滑动面渗流特性及边坡稳定性的影响,采用有限元分析软件Geo-slope中的Seep/w和Slope/w模块,分析了相同降雨量不同降雨模式(平均型、前锋型、中锋型、后锋型)下浅层及深层体积含水率、孔压变化规律,得出了其安全系数随时间的变化曲线。结果表明,降雨期间边坡表面体积含水率增大至饱和,孔压趋向于0,停雨后边坡上部体积含水率及孔压逐渐减小,而坡脚处几乎不变,不同降雨模式影响了土体含水率及孔压的分布;下部浅层滑动面安全系数变幅大于上部浅层滑动面,深层滑动面安全系数变化滞后于降雨;平均型降雨对于深层滑动面安全系数影响最大,而后锋型降雨对于浅层滑动面安全系数影响最大。研究结果为边坡滑坡机理的认识及滑坡治理提供了参考。     

十里铺水电站库岸边坡稳定性分析

针对水库蓄水前后和库水位骤降等均会影响库岸边坡稳定性的问题,以十里铺水电站为例,根据地质资料,选取近库的、规模较大的水草坪滑坡体建立了计算模型,分析了水库蓄水前后和库水位骤降情况下该滑坡体的稳定性。结果表明,水库蓄水前水草坪滑坡体整体基本稳定,坡体上部局部失稳的可能性较大,水库蓄水后滑坡体稳定性下降,库水位骤降时将产生坡脚塌岸现象,并引发坡体上部失稳。     

库水位下降速率对库岸老滑坡间歇性复活的影响

库水位波动对库岸涉水滑坡的变形失稳有重要影响,以白家包滑坡为例,根据野外勘察资料和GPS监测数据分析滑坡变形特征,利用Geo-Studio软件对不同工况下滑坡渗流场和位移变形进行了模拟分析,并研究了滑坡在6种不同工况下的稳定性。结果表明,白家包滑坡位移变形呈阶梯陡坎状,间歇性增长,滑坡变形规律与库水位调度规律同步吻合;库水位下降主要影响滑坡前缘,库水位下降速率越大,位移变形速率越大,位移变形量越大;库水位下降时,稳定性系数一直减小,下降速率越大,滑坡越容易发生失稳破坏。     

饱和-非饱和非稳定渗流作用下岩质边坡稳定性分析

对岩质边坡在水位下降时坡体内的饱和—非饱和非稳定渗流和坡体稳定性进行了分析,渗流分析采用有限元法,坡体稳定分析采用有限元强度折减法。以塑性区位移突变作为边坡失稳判据,此时折减系数值即为坡体安全系数。以十里铺水库为例,对库岸岩体边坡进行了分析,并得出在水库水位降落影响下边坡的稳定安全系数随降落时间的增长而增大的结论。     

三峡库区奉节县新城植物油厂滑坡地下水动力场分析

三峡库区奉节县新城植物油厂滑坡大多处于三峡水库水位以下,库水位变化对边坡(滑坡)稳定性影响较大,尤其在库水位骤降时,坡体内将产生较大的动水压力,不利于边坡稳定.采用数值模拟方法模拟了边坡地下水渗流场.结果表明,库水位由175 m骤降至145 m时,植物油厂滑坡所受动水压力远高于正常蓄水位时所受的动水压力;采取降低地下水位的工程措施后,有效降低了正常蓄水位下边坡内的动水压力,为科学治理滑坡提供借鉴.     

库水位变动及降雨共同作用下心墙坝坝坡稳定性研究

为研究库水位变动和降雨共同作用对心墙坝上下游坝坡稳定性的影响,考虑渗流场和应力场的耦合作用,基于非饱和渗流原理,考虑不同降雨强度、不同降雨类型（4种）及不同库水位升降速率,对心墙坝遭遇库水位变动和降雨时的渗流和坝坡稳定性情况进行有限元模拟。结果表明,水位变动速率主要影响上下游坝坡安全系数趋于稳定的时间;降雨类型和降雨强度是影响心墙坝下游坝坡安全系数的主要因素,但对上游坝坡的安全系数变化影响较小;在下游坝坡安全系数〖JP2〗趋于稳定时,各降雨类型的安全系数大小为前锋型≥中锋型＞〖JP〗平均型＞后锋型;无论是水位上升阶段还是水位下降阶段,降雨都会降低下游坝坡的安全系数。该研究结果为心墙坝遭遇极端工况条件时进行风险分析和应急管理提供了参考依据。     

库水位骤降下除险加固后土坝安全性态响应及评价

为了研究库水位骤降对土石坝工程安全性态的影响,基于土体的非线性特性及渗透特性,利用有限元法模拟水位变动下的坝体渗流场及稳定性的响应情况,将得出的孔隙水压力、水面线等结果应用于上游坝坡的稳定性响应研究中。计算结果表明,水位降速越大,浸润线最高点越高,逆流越明显,上游坝坡稳定性越差,恢复至稳定的时间越久;坝体渗透系数越小,临水坝坡浸润线上凸现象越明显;坝内渗流场的变化滞后于库水位下降的时间。即便是除险加固工程,也要合理控制库水位的降落,为水位骤降时边坡类工程的合理运行与管理提供了可靠的依据。     

库水位升降对那板心墙土石坝渗流场及坝坡稳定性的影响

以那板心墙土石坝为例,基于多孔介质饱和—非饱和渗流基本原理,采用有限元方法对该坝在不同库水位升降速度条件下的瞬态渗流场进行了数值模拟,并将瞬态渗流场与极限平衡法相结合分析了坝坡的稳定性。结果表明,坝体渗流场的变化相对于库水位的变化具有明显的滞后性,该滞后性对库水位快速下降条件下的上游坝坡的稳定极为不利,而对库水位快速上升条件下的上游坝坡的稳定有利,为库水位变化对土石坝渗流场及坝坡稳定性分析评价提供了参考依据。     

水位变化对非均质库岸边坡稳定性的影响

在假定坡体内孔隙水水位为水平线且不考虑渗透作用影响的基础上,利用极限平衡法基于简化计算模型考察了库水位上升及下降的快慢对非均质库岸边坡稳定性的影响。对比计算表明:在库水位骤降或陡升的情况下,相同库水位对应的边坡安全系数基本上均小于水位缓慢变化情况下的安全系数。故工程实际中无论是排水还是蓄水,都应尽量保持库水位缓慢变化,这样才能尽量使库岸边坡处于相对较安全的状态。     

基于残余位移增量判据的土石围堰边坡稳定性分析

针对有限元强度折减法在复杂水文地质环境下土石围堰边坡稳定性评价中效果欠佳的问题,引入残余位移增量判据,基于有限元强度折减法,考虑深厚覆盖层土石围堰不同水位下的渗流特征,通过计算坡面节点平均残余位移增量,获取边坡稳定系数,进一步通过位移增量分布图,探讨了围堰边坡潜在滑面位置及其形成机制。结果表明,在复杂水文地质环境下的土石围堰边坡稳定性评价中,残余位移增量判据相较经典失稳判据适用性更强。研究结果能够为工程实践提供指导。