植物根系对土质边坡浅层稳定性影响分析

植被护坡工程中,先锋植物发达的根系能对边坡土体产生一定程度加筋作用而提高边坡的浅层稳定。用理正岩土软件和Ansys10.0数值计算软件,计算分析了一简单土坡潜在薄弱面的位置和状态。再以根系加筋理论为基础考虑边坡坡顶加筋、坡脚加筋和全坡面加筋3种工况,分析了根系加筋对边坡土体稳定性提高的幅度以及根系加筋对边坡体影响范围,以此来评价护坡植被根系提高土质边坡浅层稳定的效应,并为先锋物种的选取和搭配提供相应理论依据。     

植被根系形态对边坡稳定性的影响分析

针对裸露边坡大量增加导致破坏自然植被、威胁边坡稳定性等问题,以植被护坡的力学效应为重点,采用的经典WU模型对植被根系附加凝聚力进行数值模拟,并在工程常用岩土软件Geo Studio的基础上建立了基于二维有限元方法的植被护坡模型。应用植被护坡模型分析了不同乔木类型以及不同边坡类型对边坡稳定性的影响,对JI模型和ZHANG模型进行模拟计算,验证了模型的可行性。结果表明:无论是直坡还是阶梯状边坡,植被根系都可以提高边坡稳定性,安全系数增量最高可达39.7%。相同附加凝聚力下,Tap型根系对安全系数的提高效果大于Plate型根系。黄土边坡平整为阶梯状后安全系数提高(刺槐坡安全系数增量为8.3%,侧柏坡为8.2%);砂土和粉土的直边坡更稳定。研究成果对植被根系护坡模拟和生态护坡基础建设具有重要的借鉴意义。     

植物根系吸水对边坡稳定性的影响

植物蒸腾作用导致根系吸水对边坡稳定性起着至关重要的作用。为了量化根系吸水的影响效果,采用有限元方法模拟了均布形、三角形、指数形、抛物线形4种植物根系的吸水作用,同时分析了根系形态、深度对于孔隙水压力分布的影响,并对边坡稳定性进行了定量计算。研究结果表明:随着根系吸水的不断进行,浅层孔隙水压力逐渐减小,基质吸力增大,非饱和土体剪切强度增加,边坡安全性逐渐提高;4种形态植物根系的孔隙水压力及安全系数比的包络线与根系分布形函数基本相同;指数形根系的地表孔隙水压力最小,安全系数比最大,对于边坡加固效果最明显;在根系总量一定时,植物根系深度越大,其影响范围(深度)相应增大,而对于地表根系土剪切强度增量的作用越小,相应边坡安全系数增量也越小。     

块石含量对土石混合体边坡稳定性影响的数值研究

为克服有限元法和颗粒流方法在模拟土石混合体边坡稳定性存在的不足,提出了一种新的土石混合体有限元数值模型随机生成技术,运用此技术生成土石混合体边坡数值模型,并运用强度折减法开展块石含量对边坡稳定性影响的分析。结果表明:随着块石含量的增加,土石混合体边坡内部应力场分布不均匀及多剪切滑动面的特征逐渐加强;土石混合体边坡的安全系数随块石含量的增加整体上逐渐提高,在边坡块石含量不超过40%时,安全系数提高较为缓慢,边坡块石含量在40%~55%之间时得到快速提高,随后基本上保持不变。     

基于三维数值模拟的土-岩复合边坡稳定性分析

运用有限差分强度折减法对肯斯瓦特水利枢纽工程联合进水口土-岩复合边坡的稳定性进行了模拟分析。模拟结果表明:联合进水口土-岩复合边坡在坡脚和坡面浅表层由于剪应力和局部的拉应力作用发生过微弱的塑性位移,下部白垩系下统呼图壁河组(k1h1)岩质边坡基本上处于弹性变形,上部卵砾石土质边坡形成最危险的滑移面;从演变过程预测,坡顶处第四系中～上更新统(Q2-3al)松散层和第四系上更新统(Q3al)胶结层会出现蠕动滑移和崩塌的危险。模拟结果将对土-岩复合边坡的稳定性控制具有重要的参考作用。更多还原     

坡体形状对边坡稳定性影响研究

边坡结构是一种广泛分布的地质体,在世界各地均有大范围的分布.为了研究坡面形状对边坡稳定性的影响,采用自适应网格划分的方式,基于强度折减法对句容市某边坡支护工程进行研究.结果表明,采用强度折减法分析边坡稳定性,不仅可以获得边坡的安全系数,同时可以获得边坡的剪切破坏面位置;"坡下内凹-坡上外凸"时,边坡的安全系数最低;"坡...     

库水位变化对岩质边坡稳定性影响的数值分析

以某水库库岸边坡为研究对象,基于强度折减理论,采用有限差分法FLAC3D对库岸边坡稳定性进行数值分析计算,利用fish语言编程建立位移与折减系数关系,将位移不连续作为边坡失稳判据。进而得出随库水位上升,边坡位移逐渐增加,在1/8~3/8满水位下边坡位移增加不明显,水位上升至满水位的6/8后边坡位移变化趋缓,对应的水位为126 m库岸边坡临界稳定水位。基于试验数据拟合出饱水-失水循环次数n与岩石强度指标的关系,得出水位的循环变化对边坡稳定性影响较大,且最低变化水位线越高边坡的安全系数变化越明显,水库蓄水、放水过程中最高水位不应超过满水位的6/8,建议为满水位的1/2左右。     

根系长度对边坡稳定性影响规律分析

为了深入分析植物根系的护坡机理,文中结合相关工程,通过MIDAS有限元软件研究了不同根系长度对根-土复合体抗剪强度的影响规律,基于计算结果建立根-土复合体加固边坡表层土体模型,探究不同根系长度对边坡位移场安全系数的演化规律。研究结果表明,根系加固土较素土体抗剪强度更高;随着根系长度增加,复合体的黏聚力有明显的提升,摩擦角的变化不大。在边坡表层设置根-土复合体可以控制边坡的位移,提高边坡稳定性。分析结果对植物护坡实际工程应用有一定指导意义。     

某水电站变形体及枢纽联合进水口边坡三维稳定性分析

某水电站枢纽联合进水口边坡发育有变形体及3条断层,对工程影响较大,采用MIDAS GTS软件通过强度折减法对边坡的稳定性进行分析研究。根据变形体在历史最大地震工况反算得到其临界参数,在确定了天然状态边坡模拟与实际类比相符的基础上,指导边坡开挖设计及评价其稳定性,为工程提供有益参考。     

边坡坡面浅层加固稳定性分析及设计参数探讨

基于有限差分的强度折减法,探讨坡面浅层土体加固边坡的稳定性,并针对地基与边坡土质相同和采用岩石地基2种工况,综合分析边坡加固区宽度和土体黏聚力、加固区进入地基土深度和边坡几何参数等因素对稳定性和滑动面的影响。结果表明:当地基与边坡土质相同时,不同加固宽度下边坡安全系数随加固区土体黏聚力增加均呈先减少后增加的趋势,且当土体黏聚力达到临界值时安全系数趋于稳定;随着加固区土体黏聚力的增大,边坡由浅层滑动变成深层滑动并最终完全不通过加固区,通过将加固区适当深入地基土可以提高边坡安全系数;当采用岩石地基时,随加固区土体黏聚力增加,安全系数总体上呈现先减少后近似线性增加,相同几何尺寸和土质条件下边坡安全系数比地基与边坡土质相同时整体上提高了0.5~1倍,加固区土体黏聚力越大即抗剪强度越高时,边坡安全系数越高。     

网格划分对边坡稳定有限元分析的影响

网格划分对边坡稳定性有限元分析的准确性有很大影响,而目前对此影响的研究相对不够。以有限元强度折减法在边坡稳定性分析中的一标准算例为依据,探讨ABAQUS中网格划分技术、网格形状、网格密度、局部加密网格、网格生成算法和单元积分方法对边坡稳定性计算的影响。最后用一复杂土坡案例分析以上诸因素对边坡稳定性分析的敏感性,得出在适当范围内加密网格可节约计算时间,二次积分单元计算精度高但更耗成本等结论,对边坡稳定分析的网格划分具有一定参考价值。更多还原     

整体与局部强度折减法在边坡稳定分析中的对比研究

基于FLAC3D建立边坡数值模型,分别开展整体强度折减法和局部强度折减法两种方法对边坡稳定性的对比分析,研究两者在不同本构基础、边坡体是否含软弱结构层等因素对边坡的稳定安全系数和极限位移值的影响。研究结果表明:局部强度折减法相对于整体强度折减法更适应于边坡稳定性研究,本构模型的选择对研究边坡稳定性也有着一定影响;软弱结构层是边坡失稳的重要因素,两种强度折减法对含软弱结构层边坡的折减对象是软弱结构层,且所得到的安全系数和位移值基本一致。     

上覆土层节理岩质边坡稳定性数值分析

采用Mohr-Coulomb和Ubiquitous-Joint本构模型,运用强度折减法,研究节理面倾向与倾角、土层与岩层的厚度比例对上覆土层节理岩质边坡稳定性的影响。结果表明: 节理面顺倾角度大小与岩体中岩石的内摩擦角接近时,坡体稳定性较差,破坏区域较大;节理面反倾角度与坡体潜在破坏裂隙近似正交时,坡体稳定性较好; 随着坡角的增大,节理面倾角变化对坡体稳定性的影响逐渐减弱;当节理面倾角大于坡角时,边坡角度是影响坡体稳定性的主要因素; 上覆土层厚度小于4m时,安全系数随土层厚度的增加而增大,土层厚度大于4m时,安全系数随土层厚度的增加而减小;上层土体的厚度较小时,应重点对坡脚处进行支护;上层土体厚度接近或超过坡高一半时,应重点对上层土体临空侧进行支护。     

运用优化方法研究土坡稳定分析圆弧法的数值解

运用最优化方法,研究了土坡稳定分析圆弧法数值解的如下问题:(1)分条数对土坡稳定分析计算结果的影响;(2)土坡坡度和内摩擦角对最危险滑弧位置的影响;(3)综合考虑土坡粘结力、内摩擦角、容重和坡高的影响(包括无孔隙压力和有孔隙压力两种情况)时最危险滑弧位置的变化。     

土坡稳定分析有限元强度折减法的失稳判据探讨

基于土坡的变形破坏特点,并结合一算例,研究了强度折减过程中最大等效剪应变ε qmax等三个变量随折减系数F sr的变化规律,提出以F sr～ε qmax曲线发生"突变"作为土坡失稳的判据,并通过与极限平衡法计算结果的比较验证了判据的可靠性.     

岩质边坡稳定性的有限元分析和数值模拟

基于岩质边坡滑动面和稳定性主要由岩体结构面强度决定的实际,作者首先采用有限元应力分析方法估算了岩体结构面的稳定安全系数,进而利用有限元强度折减法对岩质边坡稳定性进行了数值模拟研究。研究结果表明,采用有限元应力分析方法和强度折减法相结合的方式能快速有效地求解岩质边坡的稳定安全系数,并可为岩质边坡稳定性评价提供一定的指导依据。     

某水电站右坝肩边坡岩体稳定性研究

某水电站右坝肩边坡发育有顺坡向f1断层,破坏了 边坡岩体完整性并由此带来稳定问题。采用三维大变形有限差分法（FLAC -3D）对边坡稳定 性进行了计算研究。结果表明,边坡开挖过程中,断层上盘岩体内部出现一定的拉应力区, 并发生屈曲变形;由于边坡开挖完成后断层下部大部分出露,断层上盘岩体将发生大变形滑 移而失稳。通过强度折减法计算得到安全系数小于1.0,并可通过应变局部化带显示出 滑移失稳区位置。断层采用阻滑键加固可使其稳定,并讨论了渗流对边坡稳定性的影响。f1 断层的延伸是边坡稳定性的关键所在,因此需对其性状进行进一步探明。