降雨前、后夯实填土边坡破坏模式试验研究

依据相似模型原理,通过室内大型试验箱试验模拟了7 d持续降雨及随后2 h强降雨条件下夯实填土边坡的变形、破坏特性,并与非降雨条件下的结果作了对比分析,探讨了此类边坡在降雨前、后的破坏模式,指出夯实填土边坡在降雨前取平面–凸弧面组合破坏模式,降雨后取平面–悬链面(一支)组合破坏模式,它们均为复杂破坏模式,以往近似地沿用圆弧破坏模式对其进行稳定性分析和支护参数的计算是不尽合理的。     

某复杂高边坡支护结构设计及变形监测分析

某复杂建筑高边坡紧邻深基坑,边坡采用锚喷支护结构和毛石挡土墙支护结构,基坑采用桩锚支护结构。在基坑开挖过程中,进行了变形和锚索轴力监测,重点对水平位移、深层土体位移及裂缝进行了监测。结果分析表明,桩锚支护结构能有效控制基坑变形,基坑呈倾覆破坏趋势,边坡呈滑动的破坏模式,且滑动面在不断扩展并形成新滑移体。降雨导致坡体易发生突发性变形,由降雨产生的边坡变形占总变形的比例可达50%以上;在支护结构全部锚索张拉锁定后,基坑开挖对坡体的变形影响较小。在边坡发生单次大变形后,软弱结构面以及岩土体的蠕变仍会形成较大坡体的变形。     

珠海某隧道洞口崩塌边坡稳定性分析

隧道洞口边坡发生崩塌对隧道结构及道路车辆人员构成威胁,及时分析边坡稳定性,并采取行之有效的治理方案至关重要。利用理正软件分析边坡稳定性,再利用Geo Studio软件分析边坡在暴雨工况下的渗流特征。由稳定性计算结果可知该边坡5-5′剖面在地震工况下稳定系数为0.963,为最危险剖面。由渗流计算结果可知：该崩塌边坡在降雨初期,雨水从坡面覆盖层渗入坡体,易发生浅表层滑移;持续降雨条件下,雨水通过岩体结构面持续向边坡内部入渗,边坡抗剪强度降低,雨水软化坡脚填土,边坡底部失去支撑,易发生整体滑坡。针对上述特征提出以下治理建议：采用放坡和锚杆格构梁进行治理,并对坡脚进行反压及水泥硬化,同时对坡面进行硬化或绿化,完善截排水系统。     

220 kV盐津变电所开挖边坡变形机制分析

 针对220 kV盐津变电所开挖边坡,通过调查地质条件、分析变形迹象、查明岩土体的应力–应变特性及数值模拟求证等方法,发现影响边坡稳定的不利因素主要是凹状地形地貌、不良地质结构和地下水,指出该边坡整体上为开挖造成的坡体中前部牵引变形破坏,易软化泥岩控制着边坡的整体稳定性。边坡具体变形机制为：(1) 场地开挖形成临空面,坡脚因应力集中在重力作用下发生小规模坍塌;(2) 开挖后阻滑力降低、剪应力增大,发生剪切变形,原已被地下水软化的泥岩因剪切变形的发展导致抗剪强度再次降低,同时受重力牵引,坡体前缘出现裂缝;(3) 受不利动、静水压力作用、坡面临空效应及软化泥岩的控制作用,覆盖层中部拉剪破坏,然后覆盖层中前部随下伏全～强风化泥岩滑动而协同变形。研究变形机制的方法给今后类似研究提供了借鉴意义,并且该实例表明在工程中应重视泥岩的软化特性。     

边坡动力破坏特征的振动台模型试验与数值分析

采用大型振动台模型试验,输入幅值逐级增大的地震波,直到边坡破坏,得到边坡动力破坏特征:上部拉裂缝和下部剪切滑移面形成贯通的破裂面,滑体上监测点位移和加速度响应突变,表明边坡已经发生破坏,且坡顶局部块体在地震作用下发生抛射现象。采用FLAC动力差分软件通过逐渐加大输入地震波幅值,模拟模型边坡振动台试验过程,证实拉裂缝与剪切滑移面贯通是边坡动力破坏的必要条件,位移和加速度响应突变可以作为边坡动力破坏的判据。振动台试验和数值计算在边坡动力破坏三个特征上吻合较好,证明振动台模型试验结果的合理性,也证明数值分析方法的可靠性。     

唐家山滑坡后壁残留山体震后稳定性研究

 在对残留边坡现场地质调查基础上,根据坡体表部裂缝分布、延伸长度和贯入深度,结合唐家山高速滑坡形成机制,推测残留山体除表层零星塌滑外,仍存在较大规模滑坡的可能,其破坏模式以坡顶拉张裂缝贯穿下错→坡体中部沿顺层滑移→前缘切层剪切破坏的拉裂–滑移–剪断三段式为特点。根据该破坏模式,对残留山坡分别考虑在天然、持续暴雨以及地震等不同工况下,按二维和三维折线型潜在滑面进行稳定性计算和分析。结果表明,残留山坡整体稳定,但浅表部稳定性差。在此基础上,对残留山坡提出相应的整治措施建议。     

降雨入渗对边坡稳定影响的实例分析

以东江-深圳供水改造工程金湖泵站左岸边坡为例，分析影响边坡稳定的主要原因是地层岩性软弱，地区降雨量大，降雨入渗边坡后无法排出，聚集在混凝土防护层下，土体吸水软化，强度降低，导致坡面附近安全系数降低，边坡失稳。采用线弹性有限元及Mohr-Coulomb屈服准则进行土体应力、应变和破坏接近度计算，结果表明，边坡开挖后在自然状态下基本稳定，但随着降雨入渗边坡深度的增大，边坡坡面附近破坏接近度不断提高，破坏范围逐渐增大，边坡将町能由局部破坏发展为整体滑动破坏。     

汤屯高速公路顺层岩质边坡变形机制分析及治理对策研究

通过对汤屯高速公路顺层边坡现场工程地质条件的系统调查,首先对边坡的岩体结构类型及其成因机制、结构面与坡面组合特征进行细致研究,在此基础上通过FLAC^3D数值模拟,结合工程地质条件分析,对其变形破坏机制进行深入探讨。研究结果表明,边坡处于滑移弯曲–滑移拉裂复合型滑坡的初始阶段,边坡的变形受层间软弱夹层及岩体结构控制作用明显,坡体中上部块体沿层间软弱夹层产生滑动,受下部岩体约束,在坡体最薄弱部位–开挖面附近产生弯曲变形;受弯曲部位推力作用,第一级边坡碎裂岩体中逐渐产生剪切滑动面,并与弯曲部位岩体中滑移切出面贯通,最终破坏。基于变形机制分析的治理措施将重点放在控制碎裂岩体和潜在剪出口的变形上,监测结果表明,边坡达到稳定性要求。     

考虑张拉–剪切渐进破坏的边坡强度折减法研究

针对边坡渐进破坏过程中局部岩土体强度参数不断劣化现象,采用应变软化模型代替传统的理想弹塑性模型,提出一种考虑张拉–剪切渐进破坏的强度折减法。从劣化函数、破坏判据、折减系数、滑动面显示和折减范围等方面对该方法进行研究;以极限塑性应变作为边坡点破坏准则,将破坏点从坡脚到坡顶贯通作为边坡整体破坏判据;基于弹塑性计算的初应力法,提出一种边坡张拉–剪切全滑动面定量显示指标I_(cs)。结果表明,应变软化模型所得塑性区明显小于理想弹塑性模型,考虑张拉破坏的边坡安全系数偏于危险;I_(cs)指标能同时显示并区分边坡潜在滑动面的张拉与剪切部分。该基于应变软化模型的计算方法进一步完善了边坡稳定性分析的强度折减法理论。     

岩质边坡水力驱动型顺层滑移破坏机制分析

顺层边坡的稳定性主要取决于滑动面的物理力学性质和地下水对边坡岩体的水压力。在分析顺层边坡水力驱动型滑移破坏的形成与演变的基础上,探讨了地下水对顺层边坡稳定性的影响机制;指出地下水在边坡后缘张裂隙和滑动面形成的渗流通道中运动时,对滑体将产生3个方面的力学作用:张裂隙静水压力、滑动面扬压力和拖曳力;推导了边坡极限平衡状态下张裂隙临界充水高度和临界降雨强度的计算公式。分析结果表明,边坡后缘张裂隙充水高度直接决定了3种水压力的大小,当张裂隙充水高度达到临界值后,边坡在水压力作用下发生滑移破坏;且张裂隙充水高度与降雨强度呈线性关系。最后建立了顺层边坡水力驱动型滑移破坏判据。     

破碎岩质边坡排水隧洞效果监测分析

 通过实际工程,研究降雨量、地下水位、排水隧洞流量的监测数据资料。对比实施地下排水工程措施前后滑坡体的地下水位监测结果,表明破碎岩质边坡中采用地下排水隧洞,可使坡体中的地下水位明显下降。分析坡体地下水位与降雨的相关性,表明所研究滑坡的地下水位上升一般滞后于降雨过程,但在有前期降雨积累时,后期的强降雨可能即时提高边坡地下水位而诱发滑坡。排水隧洞流量与降雨过程关系分析结果表明,各时段的排水隧洞流量变化与降雨过程基本同步,并且当降雨量大于某个阀值时,才会引起排水隧洞流量的变化。分析对比排水隧洞流量和坡体地下水位各自的变化过程,可以发现,降雨首先是引起排水隧洞的流量增加,而坡体地下水位上升有一定的时间滞后,即排水隧洞流量增加先于地下水位上升,表明排水隧洞的排水作用能有效地降低一次降雨过程可能引起的地下水位上升的最大高度。研究结果表明,在破碎岩质边坡中实施地下排水隧洞措施是合理有效的,对类似边坡的防灾治理可提供借鉴。     

不同降雨条件下顺层边坡力学响应模型试验研究

 为研究降雨条件对顺层边坡坡体内部力学响应特征的影响,结合叠加喷洒降雨技术和光纤光栅监测技术,开展不同降雨类型及支护条件下顺层边坡的地质力学模型试验,分析雨水入渗对于坡体位移、孔压力以及支护结构受力的影响等。试验结果表明,对于无支护边坡,在短时间暴雨条件下,位移和孔压力变化主要发生在降雨期间的坡体表层附近,坡体表层前端处雨后位移的增幅较大且孔压力的消散较快,坡体稳定性的主要影响因素是超孔压的累聚和消散;在长时间小雨条件下,位移和孔压力的影响范围逐渐向深部扩展,雨后位移仍保持较大的增长速率但孔压力消散较慢,坡体稳定性的主要影响因素是雨水入渗软化软弱夹层。相对于无支护边坡,有支护边坡的坡体位移和孔压力均显著减小,这主要是由于支护结构的施加限制坡体表面裂缝的扩展,从而减弱雨水的入渗,在总降雨量相同的情况下,短时间暴雨条件时支护结构的受力较快达到稳定,长时间小雨条件下支护结构的受力调整的速率较慢,在降雨试验结束6 h后,坡体前端推力最大值出现的位置不同,前者最大值出现在顶层,后者最大值出现在中层,且后者相应位置处的数值是前者的1.5～1.7倍。试验成果对于类似边坡工程的施工设计及加固维护具有参考意义。     

降雨特性对土质边坡失稳的影响

 通过降雨诱发土质边坡失稳的模型试验及已有研究成果来探讨降雨特性对边坡失稳的影响,并以此来选取出合适的雨量预警参数。研究结果表明：高强度降雨较易使边坡产生流滑破坏且冲蚀现象较为明显;而低雨强长历时的降雨较易使边坡深层土体的孔隙水压力增加,因此较易产生滑动型破坏且滑坡体的规模也较大;此外,降雨型滑坡存在“门槛累积雨量”。该研究成果揭示了降雨入渗对边坡稳定性的作用机制,并以此建议采用降雨强度与累积雨量作为雨量预警基准所需的参数,其中降雨强度参数可用时雨量表示,时雨量可用以衡量流滑型滑坡和泥石流灾害,而累积雨量则有助于评估滑动型滑坡的灾害。     

降雨条件下清江古树包滑坡体稳定性有限元分析

位于清江岸边的古树包滑坡曾使水布垭面板堆石坝工程对外交通一度中断。依据古树包滑坡体的地质背景与工程地质特征，在对其成灾原因进行研究的基础上，应用非线性有限元方法对降雨条件下古树包滑坡体的稳定性进行了研究。探讨了降雨在坡体中形成的暂态饱和区对滑坡体稳定性的影响，研究了该滑坡体再次启动的条件，并对其加固措施提出了建议，为该滑坡体的防治工程提供了重要参考。     

浙江下山滑坡特征及稳定性分析

新生代玄武岩在浙江省分布广泛,玄武岩台地型区滑坡是浙江省的重要滑坡类型之一,危害性很大。下山滑坡是浙江省迄今为止发生的最大滑坡,具有玄武岩台地型区滑坡的典型特征。用有限元方法对下山滑坡3条剖面的深部和浅部滑面进行数值模拟分析;应用蠕变模型对滑坡位移进行模拟;采用极限平衡法对滑坡在最高水位、常水位、枯水位时的稳定性进行定量评价,并使用滑坡监测资料进行验证。结果表明:(1)滑坡处于蠕滑状态;(2)降雨及地下水是造成下山滑坡产生滑移的主要因素;(3)滑坡治理中应以排水工程作为核心措施。     

土水特征曲线在滑坡预测中的应用性探讨

 通过模型试验与数值分析方法的结果对比,研究土水特征曲线中的主要增湿路径与主要减湿路径对降雨型滑坡预测的影响。研究结果表明,采用不同状态路径的土水特征曲线来进行降雨条件下边坡的有限元渗流分析,会得到不同的基质吸力和孔压变化趋势,进而影响强度折减有限元法的计算结果;而对于相同的基质吸力条件下,采用主要增湿路径所预测的非饱和渗透系数会低于主要减湿路径的预测值,使得主要减湿路径预测滑坡破坏时间较主要增湿路径快。此外,若边坡产生滑动型破坏,则实际滑坡发生时间在主要减湿路径与主要增湿路径的预测值之间。研究成果说明,采用作为界限的主要增湿和主要减湿路径作为土水特征曲线的滞后模型,对降雨型滑坡灾害的防灾预警具有一定的实用价值,可利用主要增湿与减湿路径预测滑坡发生的时间差,规划与建立合适的滑坡雨量预警基准。     

罗山矿区滑坡灾害发生机制与监测预警技术研究

 随着矿山开采规模的日益扩大,罗山矿区已经形成滑坡体I,II,III,IV(体积约405.2×105 m3),严重制约着下方金、钼等多金属矿产资源的可持续安全开采。为能够对罗山矿区滑坡灾害进行超前预报,正确指导井下矿产资源的合理开采,首先,运用工程地质学、采矿学等理论分析罗山矿区滑坡体的形成机制,认为滑坡体松散–脆弱的地质结构和不合理采矿顺序是滑坡产生的主要原因,再加上降雨的催化作用加速滑坡的发生。其次,提出利用采矿治理滑坡的新思路,及时调整采矿顺序,从坡顶向坡脚开采,促使边坡向稳定方向发展。最后,以下滑力大于抗滑力是滑坡产生的充要条件作为滑坡体滑动的主要判据,应用滑坡远程监测预警系统在罗山矿区滑坡体上构建系统的滑坡体远程监测网。通过近10个月的现场试验,发现采用新的开采方案后,滑坡体朝着有利于边坡稳定的方向发展,从而证明采矿治理滑坡的科学性和可行性。     

华南典型巨厚层红层软岩边坡降雨失稳的模型试验研究

 针对华南巨厚层红层软岩边坡在强降雨条件下极易致灾的问题,采用相似理论,通过制备可表征软岩遇水软化特性的相似材料,构建巨厚层红层软岩边坡相似模型,研究其在中小雨(雨强Id＜25 mm)、大雨(25 mm≤Id＜ 50 mm)、暴雨(50 mm≤Id＜100 mm)等降雨模式下的灾变过程和规律。结果表明：(1) 该类型边坡的变形破坏受降雨模式的影响较大,大雨和暴雨等强降雨条件下边坡岩体逐渐崩解软化,在坡脚处首先达到饱和,产生初始裂缝,在重力及渗透力作用下,裂缝进一步扩展贯通,产生局部破坏,这样,坡脚之上的部分失去支撑,导致整个坡体产生牵引式滑坡。(2) 降雨入渗主要分为无压渗流、有压渗流与饱和渗流3个阶段,边坡表面裂缝主要出现在无压渗流阶段并在有压渗流阶段逐渐扩展贯通、在饱和渗流阶段发生破坏;降雨过程中超孔隙水压力的累积和消散改变了边坡有效应力场的分布,从而引起其位移。(3) 临滑阶段,有效应力和孔隙水压力比位移、位移变化速率等参数对边坡的破坏响应更敏感,因此提出基于应力监测的边坡灾变过程安全预警新思路。     

库水位下降对滑坡稳定性的影响

三峡水库2003年蓄水后，滑坡将可能成为三峡库区最严重的地质灾害之一，库水位下降和暴雨是导致滑坡的主要因素。根据三峡库水位调控方案考虑库区极端暴雨情况，利用有限元模拟库水位在175～145m波动和降雨时红石包滑坡Ⅲ的暂态渗流场，将计算得到的暂态孔隙水压力分布用于滑坡的极限平衡分析，并考虑基吸力对非饱和土抗剪强度的影响。探讨不同降雨速度、降雨条件对滑坡稳定性的影响。研究表明：库水位下降对滑坡稳定性的影响受控于滑坡土的入渗能力和滑坡结构形态，当暴雨强度为300mm／d时，红石包滑坡Ⅲ的临界降速1m／d。其成果将为库区滑坡治理提供科学依据。     

板梁状滑坡形成条件、成因机制与防治措施

 以发生于四川省南江县兴马中学滑坡和大河中学滑坡这2个新老滑坡为典型案例,通过详细调查和分析解剖,提出一种新的平推式滑坡类型——板梁状滑坡。板梁状滑坡平面上呈扁长矩形,纵向长度远小于横向宽,剖面上呈薄板状。其主要发生于由近水平巨厚层砂岩和薄层泥岩构成的斜坡陡崖附近,坡内存在一组平行于坡面的长大陡倾结构面。在强降雨条件下,平行于坡面的张裂缝被快速充水至某一临界高度后,强大的静水压力将外侧岩体整体平推出去,形成平推式滑坡,而后随着裂缝内水头的骤降,滑体很快会自行止动。在较系统地研究并查明形成板梁状滑坡必须具备的岩性条件、坡体结构条件、裂缝储水条件以及强降雨触发条件的基础上,针对板梁状滑坡的后续变形破坏模式,提出加强截排水,消除在裂缝内形成高水头的条件;在板梁外侧根部采取短桩或抗滑键阻止板梁进一步向外滑动;顶部采用连梁或锚索约束其倾倒变形等有针对性的工程治理措施。