冻融循环过程中渠道土质边坡水分场变化特征的试验研究

以辽宁省灯塔灌区总干渠为工程背景,利用低温环境模拟试验箱内的边坡模型试验,分析冻融循环对土质边坡的水分场的影响。结果表明:边坡表层的水分与气温有比较明显的关联,这种变化会随着深度的增加而减小,同时还呈现出愈加明显的滞后效应;在冻结过程中,受到温度势的影响,土壤水分表现为向冻结锋面迁移;在融化过程中,土壤水分则表现为向土体表面迁移。因此,经过多次冻融循环之后,土体水分场的分布呈现出趋向均衡的态势。结果对相关理论研究和工程实践具有重要的借鉴价值。     

土质边坡开挖试验及其数值模拟研究

通过室内土质边坡开挖试验,研究了加载和开挖条件下边坡变形和应力变化规律,并通过数值模拟方法,探讨了边坡失稳的应力-应变机制,最后分析了开挖对坡体稳定系数的影响。结果表明:顶部载荷和坡底开挖均会降低边坡的稳定系数;初始条件下边坡的稳定系数为1.84,加载120 kg重物后减为1.332,开挖15cm后减为1.093,坡体处于失稳边缘状态;坡体应力在靠近荷载处变化最大,越远变化越小,开挖主要造成坡体竖向受力逐渐减小。     

变水位多工况下大型渠道土质边坡的稳定分析

以南水北调东线穿黄河工程南干渠0+420标段特征断面为例,分析大型渠道土质边坡的极限坡高与设计坡角,确定合适的开挖坡度与坡高。根据三轴试验确定岩土体力学参数取值,并结合国内类似边坡工程取值经验寻求合理的计算参数。建立考虑不同条件下的安全系数表达式,搜索该边坡在地下水位变化条件下多种工况的最小安全系数及相应的危险滑面,并进行对比分析,得到对大型渠道土质边坡稳定性研究有益的结论。     

冻融循环对玄武岩纤维水泥土力学性能的影响试验

对素水泥土及玄武岩纤维水泥土进行了冻融循环作用前后的无侧限抗压、劈裂抗拉试验,探讨并对比了冻融循环次数、养护龄期、水灰比、纤维掺量等因素对两种水泥土力学性能的影响规律。结果表明:掺入玄武岩纤维后水泥土的冻融强度损失率降低;水泥土的冻融强度损失率随水灰比的增大而增大,随龄期的增大而减小;冻融后水泥土的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度与其受到的冻融循环次数之间的关系可用双曲线拟合;水泥土的劈裂抗拉强度与无侧限抗压强度的比值在14%～17%之间。     

寒区土质边坡冻融滑塌影响因素的研究

目前研究寒区土质边坡冻融滑塌的方法很多,大多没有考虑坡端阻力的影响。基于块体的极限平衡理论,在假定春融期边坡的滑移面为平行于坡面的平面且滑动体下部受坡端阻力作用的条件下,用极限平衡法推导了寒区土质边坡冻融滑塌安全系数的解析表达式,并讨论解析式中的各项参数对边坡稳定性的影响,表明春融期粘聚力c对边坡安全系数的影响显著。通过对工程实例的计算分析,比较了理论公式和数值模拟计算结果的差异,证明了理论公式可以应用于实际工程之中,对春融期土质边坡滑塌治理有很好的指导意义。更多还原     

南阳膨胀土冻融循环后的土水特征试验研究

南水北调中线工程的膨胀土渠道容易遭受季节性冻融的影响。为探究冻融作用对膨胀土土水特征的影响规律,以南阳膨胀土为试验对象,采用滤纸法测定经历不同冻融次数的膨胀土土样的总吸力和基质吸力,绘制其试验散点图,并分别采用VG模型和幂函数模型对基质吸力及总吸力与土体含水率的关系进行拟合。结果表明:随着冻融循环次数的增加,基质吸力和总吸力土水曲线整体向左下方偏移,进气值逐渐减小,持水性能降低;渗透吸力在含水率增大时逐渐减小,但不同冻融次数的渗透吸力数值并无显著差别;采用VG模型和幂函数模型分别拟合本试验中的基质吸力土水曲线和总吸力土水曲线,相关系数高,形式简单,模型参数在冻融循环中逐渐趋于稳定值。研究成果可供处在季节性冻土区的膨胀土工程建设及维护提供参考。     

降雨对非饱和土质边坡含水率的影响分析

降雨对边坡的稳定性具有重要影响。在降雨作用下,土体含水率增加,抗剪强度降低。基于土 水特征曲线压力板仪试验系统并结合ＧｅｏＳｔｕｄｉｏ中的ＳＥＥＰ／Ｗ提供的典型土－水特征曲线建立非饱和渗 流模型,分析了不同降雨历时下,土体渗透系数对非饱和土质边坡含水率分布的影响。结果表明:当土 体渗透性较差时,入渗深度较浅,且在短期内入渗深度即保持稳定;但当土体渗透性较好时,入渗深度和 达到入渗深度稳定的降雨历时都随之增加。坡脚部位由于受坡体上部结构坡表径流及下渗水补给,土 体含水率最大,应保证该部位排水设施的通畅,防止坡脚部位下渗水导致土体含水率过大,影响边坡稳 定性。     

高含水量的土质边坡开挖支护方法

大方量的土质边坡开挖,保证边坡稳定性最为重要,而高含水量的土质边坡,开挖过程中,因地下水作用,极易造成边坡垮塌危险,通过采取排水管、喷护、钢管桩等多种措施支护后,可大大提高边坡的稳定性,保证施工安全。     

典型库岸土质边坡的物理特性研究

本文以江西省典型库岸土质边坡为例,结合库岸的地形地貌、发育地层、岩性、坡体结构和物质组成等,分析其工程地质特征,并利用室内外试验成果,研究其抗剪强度特性和渗透特性,得出典型库岸土质边坡的物质组成及结构特征,为实现对库岸边坡稳定性进行有效监控、科学预报,并采取合理的处治措施提供科学依据.     

冻融循环作用对堆石料渗透特性影响试验研究

冻土区土石坝在上覆压力下,冻融循环作用对其渗透特性影响较大.依托西南区一心墙堆石坝料场,开展冻融循环下不同上覆荷载的模型渗透试验.研究结果表明:当上覆压力保持不变时,堆石料的渗透性随冻融循环次数的增加而增大,且在冻融循环次数较小时其影响更为显著.当冻融循环次数一定时,堆石料的渗透系数与上覆压力呈幂函数降低的变化趋势.     

库水位升降作用下土质边坡渗流场动态变化研究

为探索水库边坡尤其是土质边坡在库水位升降条件下渗流场的变化规律及边坡的稳定性,建立了较大比例尺的库岸土质边坡地质试验模型。用孔压计测得试验模型的孔隙水压力随水位升降的变化值,以非饱和渗流理论为基础,并结合试验所测数据,用Geostudio有限元数值分析软件SEEP/W 模块进行水位升降条件下的瞬态渗流场模拟。结果表明：坡体孔隙水压力随试验水位的升降而变化,坡体位置高程越高,孔隙水压力和基质吸力变化的滞后性越明显。孔隙水压力模拟值与计算值基本一致,表明模拟所选参数和水土特征曲线能反映模型试验情况。     

北引渠道土质对边坡稳定的影响分析

通过对黑龙江省北部引嫩工程(简称北引)渠道土质特性的分析, 归纳出区域内土质特性的影响因素,提出了北引渠道滑坡的防护措施.     

库岸边坡变形场与水分场光纤监测技术研究

三峡库区滑坡灾害频发,采用高效的滑坡监测技术对预防和降低滑坡灾害十分重要。本文介绍了ROTDR(Raman Optical Time-Domain Reflectometry)、BOTDR(Brillouin Optical Time-Domain Reflectometry)和FBG(Fiber Bragg Grating)这3种光纤感测技术,以及课题组基于这3种技术研发的滑坡体变形场与水分场监测技术。以三峡马家沟I号库岸滑坡为例,介绍了相关的DFOS(Distributed Fiber Optic Sensing)监测方案、传感器布设工艺、光纤的保护方法和部分水分场及变形场监测结果的分析成果。监测结果表明:DFOS技术应用于库岸滑坡变形场和水分场监测可行,可为研究库岸滑坡演化机理及其预警预报提供一个新的监测手段。     

考虑倾角的土质边坡Green-Ampt改进入渗模型

针对传统Green-Ampt入渗模型忽略坡角和土体非饱和区对边坡降雨入渗的影响这一情况,利用倾角对土体入渗势能梯度进行修正,并将入渗时边坡土体按含水率划分为饱和层、过渡层和未湿润层,建立考虑倾角的土质边坡分层假定入渗模型,推导边坡降雨入渗深度与降雨历时的关系,并通过入渗实例将新模型与传统模型进行比较。研究结果表明:分层假定模型预测的坡面产流时间及湿润锋深度与降雨历时的关系较传统Green-Ampt入渗模型（简称为GA模型）更接近实测值;自由入渗阶段,分层假定模型的湿润锋扩展深度与GA模型一致,但入渗速率低于GA模型;积水入渗阶段,分层假定模型的湿润锋扩展深度及入渗速率均大于GA模型,湿润锋扩展深度的差值随着降雨历时的增大逐渐增大,而入渗速率差值的变化呈相反趋势。根据新模型,分析了倾角和雨强对边坡降雨入渗的影响,发现随着边坡倾角的增大或雨强的减小,雨水入渗到坡体内相同深度所需的降雨历时增加,这种现象在倾角大于60°或雨强小于20 mm/h时尤为明显。     

冻融循环条件下土质类型对衬砌与土体接触面力学特征的影响

在北方寒区的输水渠道工程建设中,衬砌混凝土和基土接触面的剪切破坏对衬砌结构安全存在显著影响.文章研究通过室内模拟实验的方式,研究了不同土质类型下渠道混凝土衬砌和基土接触面的力学变化特征,对在寒区输水渠道工程建设具有一定的指导意义,特别是利用砂土换填粉质粘土可以获得更好的地基防冻胀效果.     

冷却塔中配水的试验研究

本文给出了一个冷却塔的配水模型试验结果。我国过去多采用槽式配水，现在多采用管式配水。此试验为槽、管结合型，试验结果与原体很一致。由于配水网的复杂性，水力计算很难算准，本文可作为设计计算的参考。     

类土质边坡失稳机理分析与稳定性研究

类土质边坡工程特性及稳定性明显区别于一般的均质土边坡和岩质边坡,实际生产项目中,工程技术人员多将其视为一般的均质土边坡进行勘察、设计,造成了设计浪费或设计失败,因此对类土质边坡变形的地质力学模式及失稳机理的研究具有实用价值。以重庆市合川区狮滩镇洞堂湾边坡为地质原型,在对边坡赋存的地质环境条件、边坡的坡体结构特征、变形破裂特征分析的基础上,得出该类边坡变形的地质力学模型为渐进后退式蠕滑-拉裂;边坡失稳机理分析结果表明该边坡多发生在暴雨或持续降雨期间,有一定的滞后特征,边坡失稳多受坡体中倾外的缓倾结构面及陡倾的裂隙面控制。最后采用平面滑动法对该边坡进行稳定性分析和评价,计算结果与边坡的变形破裂特征基本相互吻合。     

基于AHP-CRITIC的公路土质路堑边坡风险评估模型

公路沿线边坡具有数量多、灾害频、危害大等特点,如何快速分析评估公路土质路堑边坡安全风险性等问题尤为紧迫。通过总结公路土质路堑边坡的破坏模式与稳定性影响因素,归纳出该类边坡风险评估的关键因子与评估指标,引入层次分析法并基于指标的数据波动性与相关关系,构建出公路土质路堑边坡风险评估模型,通过CRITIC法,利用数据的差异性与冲突性对评估模型各指标权重进行优化。结合指标权重法提出的防护工程评价模型,完善公路土质路堑边坡评估体系,最终通过深圳市S359省道11个公路土质路堑边坡进行评估验证。评估结果显示：评价结果与专家判断结果的相似度达到90.90%,说明公路土质路堑边坡风险评估模型较为可靠。该风险评估体系弥补了边坡风险评估中将自然条件、危害程度与防护工程综合评估的空白,可为实际工程评估提供方法理论支撑。     

基于冻融循环试验的季节性冻土区边坡稳定性分析

内蒙古包头地区属于典型的季节性冻土区,冻胀和融沉是冻土危害产生的主要原因,也是人们面临的重大难题。通过建立非饱和粉砂土黏聚力、内摩擦角与冻融循环参数之间的定量关系,探索冻融循环对粉砂土抗剪强度的影响规律。通过对不同含水率、不同干密度的土样进行不同次数的冻融循环分析并总结其变化规律,研究发现:不同干密度、不同含水率的土样,黏聚力都会随着冻融次数的增加不断减小;内摩擦角会随着冻融次数的增加逐渐趋于稳定,波动的幅度在5°之内;抗剪强度的变化趋势受黏聚力的影响较大。最后,用岩土工程软件进行有限元分析,利用折减系数法计算边坡的安全系数,以此为包头地区季节性冻土的研究提供更好的理论基础。     

高土质边坡蠕变状态下加固设计方法研究及应用

本文以锦屏水电站某营地后边坡为例,在营地场平开挖施工导致后边坡蠕变后,通过地质勘探、监测资料分析,明确了边坡深覆盖层地质条件及潜在滑移面。结合高土质边坡、营地生活区及现场地形实际情况,综合考虑规范要求、边坡高度及失稳模式,将营地后边坡进行分区,分别选取了合适的设计标准,遵循"固脚、强腰、锁头、排水"分层支护及全面治理的加固原则,采取锚筋桩贴坡挡墙加锚索、框格梁加锚索及地表截排水的加固设计方法。加固措施完成后,通过毕肖普法(Bishop)边坡稳定性计算、分析,结合监测数据收敛情况表明,加固后的边坡整体稳定,可为类似工程提供借鉴。