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     

对岩体边坡抗滑稳定安全系数取值的商榷

《水工预应锚固设计规范》（ＳＩ２１２－９８）关于岩体边坡施加预应力锚因徨的抗滑稳定安全系数取值条件笼统。边坡采用预应力锚固时，涉及两个方面的安全系数，即这坡稳定」安全系数和预应力锚杆体安全系数，两者需分别考虑。通过对其他规范和资料中对边坡安全系数的要求及部分已建工程的取值分析，建议规范对这坡安全系数的取值不作具体规定，由设计人员视具体条件综合论证，选取较为合适的数值。     

基于简化的Bishop法的河道边坡可靠度分析

传统的极限平衡方法常将边坡中力学参数取为定值,通过求解安全系数来衡量边坡稳定性。忽略了实际工程边坡力学参数取值的不确定性。本文以巢湖流域派河段典型河道边坡为例通过河道边坡饱和状态下对应的简化Bishop安全系数公式积分形式,并基于可靠度理论建立考虑土体力学参数不确定性的简化Bishop安全系数积分形式的功能函数,利用改进响应面法及改进的一次二阶矩法研究不同坡度条件下边坡可靠度指标。研究结果表明,今后应从综合考虑满足安全系数标准与边坡可靠度指标两个方面,对河道边坡工程进行安全性设计。     

基于强度折减法的转角边坡三维稳定性分析

采用有限元软件ＡＢＡＱＵＳ建立三维土质边坡模型,基于强度折减法研究了边坡稳定性与坡转角的关系,以及坡转角对边坡稳定性与坡高、坡角和边坡长度关系的影响。结果表明,边坡安全系数随着坡转角的增大会逐渐降低;坡转角对边坡安全系数与坡高、坡角关系的影响较小,但对于边坡安全系数与边坡长度关系的影响较大,且当坡角较大时,坡转角对安全系数与边坡长度的关系的影响就较小;当坡角较小时,坡转角对安全系数与边坡长度的关系的影响就较大。     

考虑降雨入渗的某矿区滑坡数值模拟分析

矿区坡体土质粘粒较少,在二次翻采、随意堆弃工况下,极易造成滑坡区土质疏松、加大土体的孔隙率。根据矿区滑坡坡体的工程地质及工况特点,考虑土体内应力场与渗流场之间的流—固耦合作用,采用有限元法,对比分析了某矿区滑坡体的边坡在降雨前、后的边坡安全系数.数值分析表明,考虑降雨入渗的情况下边坡安全系数明显下降.     

库水位骤降条件下涉水边坡抗滑桩加固效果

针对工程实践中涉水边坡抗滑桩设计技术规范欠缺、计算模型过于简化等问题,采用强度折减拉格朗日差分法模拟分析水位骤降速度、水深坡高比、抗滑桩桩位等因素对涉水边坡抗滑桩加固效果的影响。结果表明:库水位骤降速度越大,抗滑桩加固后的边坡安全系数越小;与抗滑桩加固前相比,抗滑桩加固后水深坡高比与边坡安全系数的关系发生了较大变化,应计算最大库水位骤降速度工况下不同水深坡高比对应的边坡安全系数,取其中最小的边坡安全系数作为边坡稳定性判别依据;库水位骤降条件下,抗滑桩布设的位置对边坡加固效果具有较大影响,可根据不同桩位条件下的水深坡高比与边坡安全系数的关系曲线确定合理桩位。     

非线性强度指标边坡稳定安全系数取值标准的研究

从强度指标的取值原则和边坡稳定的风险分析两方面，论述对土石坝堆石材料进行非线性强度的稳定分析时安全系数的合理取值原则。通过对以往工程硬岩堆石料的非线性强度试验数据统计分析和实际算例，说明使用非线性参数的安全系数和可靠度指标与传统的线性参数相应值处于同一量级：因此，在进行非线性分析时，同样可以使用现有规范对坝坡允许安全系数所规定的标准。     

交通荷载下岩坡疲劳劣化及其服役寿命研究

基于坡体材料的疲劳试验与边坡结构应力分析,采用S-N曲线与Miner疲劳累积损伤准则进行交通动荷载下边坡疲劳寿命的估计,提出边坡疲劳稳定性分析方法,建立"岩土参数-安全系数-疲劳寿命"关系。研究结果表明,边坡岩土参数与安全系数随着疲劳荷载循环作用而逐渐下降,边坡疲劳寿命的消耗对于岩土参数和安全系数的影响具有初期不敏感,后期敏感度迅速加剧的特征,该特征反映了疲劳破坏的突然性。提出的疲劳安全因子可用来实现边坡工程抗疲劳耐久性设计的量化,实现稳定性与疲劳寿命两方面控制边坡工程的安全性与耐久性。更多还原     

基于圆弧-平面组合滑动模式的路基土质边坡浅层稳定分析

为了合理评估降雨诱发的路基土质边坡浅层稳定性,针对路基边坡浅层稳定分析简化法在滑体端部抗力计算方面存在的局限性,开展了由滑体上缘张拉区和下缘挤压区为异心圆弧面、中段主滑区为顺坡平面的“圆弧-平面”组合滑动模式分析。基于边坡“圆弧-平面”组合滑面几何方程和滑体静力平衡方程及刚体极限平衡条件,推导了饱和渗流条件下的路基土质边坡浅层安全系数积分表达式,并结合实例工点验证了该方法的可靠性。结果表明:路基边坡浅层“圆弧-平面”失稳模式下,土体抗剪强度参数的获取应与低应力水平相适应;若直接套用与应力水平不相符的常规压力段抗剪强度参数,结果将高估安全系数达2. 5倍以上。该方法有效地解决了传统分析方法力学上的弊端,与有限元法计算结果基本吻合,但较有限元法简单实用,能直观反映参数间变化对安全系数的影响规律,具有一定的工程应用价值。     

复杂双面边坡整体稳定性分析

实际工程中边坡常呈现出复杂的几何结构,利用有限元强度折减法讨论了3种边界条件下凹凸坡结构和不同坡度组合情况双面边坡的安全系数和破坏特性,并与单面平直边坡进行对比分析。研究发现:在本次计算条件下,双面边坡垂直放坡时,单面平直边坡的安全系数大于凸坡;对于凸坡其他情况,全约束边界条件下安全系数最大,与平直边坡相比提高了约3%。所有形式的凹坡的安全系数均大于平直边坡,其中,全曲面凹坡在全约束边界条件下安全系数提高了近10%,约为其余形式凹坡的2倍。当双面边坡横纵坡度不等时,边坡沿危险坡面产生滑移,决定边坡整体稳定性的因素为较陡的坡度;坡度相等时,边界条件对双面边坡破坏模式的影响较为明显,不同边界条件将导致边坡不同的破坏形态,在半约束条件下,双面边坡只沿法向约束一侧产生滑移破坏,而另外两种约束条件下,其破坏区域均为对称形状。     

边坡形状对崩塌的影响

边坡形状是影响崩塌的因素之一，通过现场统计资料分析认为坡度，坡高和坡面形态对边坡崩塌的影响很大，故利用崩塌模拟实验进行了不同坡度，不同坡面形态的对比试验，观测了边坡内部孔隙水压力随时间的变化过程和土体移动量随时间的变化规律，并对崩塌的形式和部位进行了定性描述，从而为进一步建立边坡崩塌预测模型和确定防灾对策提供了科学依据。     

垃圾填埋场封盖土坡系统的地震稳定性

采用极限平衡法推导了垃圾填埋场封盖土坡系统在渗流作用、地震作用下的安全系数计算公式,同时给出了屈服加速度的计算方法。不同参数下的封盖土坡系统的地震稳定性分析表明:浸润面高度显著影响封盖土坡系统的稳定性和屈服加速度。认为在填埋场设计中,必须高度重视渗流影响,以保证封盖土坡系统长期有效的设计排水能力。     

含砾土坡坡面降雨和坡脚浸泡模型试验研究

降雨是诱发边坡失稳的重要因素,为此开展了含砾量分别为10%,20%和40%的含砾土坡的坡面降雨和坡脚浸泡的模型试验。利用体积含水率和吸力传感器测试了含砾土坡的水土特性,观测了边坡湿润锋的发展过程,利用PIV技术研究了边坡的位移变形过程;通过控制坡脚水位及坡顶后续加载研究了坡脚浸泡作用下土坡的沉降变形规律。试验结果表明:降雨条件下,含砾量越高,土坡坡面侵蚀发育越缓慢,边坡的细粒土越容易达到完全饱和状态;坡土饱和后,含砾量10%的土坡主要以坡面侵蚀和变形为主,不易发生整体破坏,含砾量20%和40%的坡土均发生了整体滑移破坏。坡脚浸泡过程中,含砾量越高,边坡变形量越小,在水位下降过程中基质吸力恢复越快,在浸水过程中边坡吸力丧失范围越小。在坡脚浸泡及后续坡顶加载作用下,含砾量10%的土坡会产生较大变形,含砾量20%的土坡最容易发生破坏,含砾量40%的土坡稳定性良好。     

土质边坡归一化变形量失稳判据研究

为建立土质边坡失稳的微观机理和宏观位移之间的关系,应用有限元强度折减法,分析了失稳过程中土质边坡土体单元应力状态和整体稳定性的联系,定义了边坡渐进破坏时潜在滑动面上土体单元的应力差;分别采用塑性应变区贯通、特征点位移突变、应力差等不同失稳判据对均质土坡的稳定性进行判断分析,验证了不同边坡失稳判据间的一致性与统一性。通过单因素敏感性分析方法,分析了边坡几何参数(坡高、坡比)与物理力学参数(弹性模量、重度、黏聚力、内摩擦角和泊松比等)对极限状态下边坡坡顶水平位移的影响;结合归一化变量的变异系数法,构建了以变形量为基础,同时考虑几何因素与物理因素的土质边坡归一化失稳判据,提出了边坡稳定性的评价方法。     

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。     

南水北调中线古运河枢纽的高边坡土钉防护

南水北调中线古运河枢纽的明挖段和暗挖段分界点设在石太高速公路19.20m高差的砂质高边坡坡脚以内,给分界点明挖段的基坑开挖和混凝土结构施工带来难题。施工方根据地质和边坡状况,对边坡实施＂倒梯形＂的注浆土钉布置与钢筋网锚喷混凝土支护。监测发现,边坡坡顶最大沉陷32mm,施工过程边坡稳定,既保证了暗涵结构施工安全,又保证石太高速公路正常运行,该项工程实践是一次有益的尝试。对同类工程建设有参考意义。     

有限元强度折减系数法计算土坡稳定安全系数的精度研究

有限元强度折减系数法在边坡稳定分析中的应用正逐渐受到人们的重视。本文较为全面地分析了土体屈服准则的种类、有限元法自身计算精度以及H（坡高）、β（坡角）、C（粘聚力）、Φ（磨擦角）对折减系数法计算精度的影响，并给出了提高计算精度的具体措施。通过对106个算例的比较分析，表明折减系数法所得稳定安全系数比简化 Bishop 法平均高出约5.7%，且离散度极小，这不仅验证了文中所提措施的有效性，也说明了将折减系数法用于分析土质边坡稳定问题是可行的。     

加筋高陡边坡离心模型试验与数值模拟

采用离心模型试验和二维有限元法, 研究加筋高陡边坡的加筋机理及其对边坡稳定性的影响。开展2组离心模型试验, 逐级增大加速度直至边坡发生破坏, 分析无加筋边坡与加筋边坡的变形和土压力随分级加载过程的变化规律。基于离心模型试验的基本参数, 建立有限元模型, 通过对比计算结果与离心模型试验结果, 验证数值模型的合理性;进一步采用该数值模型开展填料强度与加筋体抗拉强度对边坡稳定性的敏感性分析。研究结果表明:加筋体的引入能够有效提高安全系数, 但对沉降影响较小;无加筋边坡与加筋边坡的破坏形式不同, 无加筋边坡坡肩垮塌, 而加筋边坡主要在1/6~1/3边坡高度处出现应力集中。     

南水北调中线穿黄南岸黄土高边坡稳定性分析

采用静力有限元数值分析法计算了南水北调中线穿黄工程南岸连接段明渠黄土高边坡的变形场、应力场等,利用计算得到的应力水平值分析了边坡在各种工况下的稳定性,并按照"陡边坡、大平台和控制单级坡高"的思路对边坡进行了优化。优化设计方案静力有限元计算结果表明:优化设计方案具有减少开挖土方量,增强边坡稳定性,防止雨水冲刷边坡等优点,满足边坡安全要求。     

基于灰色关联度的黄土边坡稳定性因素敏感性分析

敏感性分析是黄土边坡稳定性研究的一个重要方面。基于灰色关联分析理论,以兰州地区的黄土边坡为工程实例,采用灰色关联度分析坡高、坡率、重度、黏聚力、内摩擦角和地震作用6个不相关因素对黄土边坡安全系数敏感性的影响。研究结果表明:黏聚力和内摩擦角的变化对黄土边坡稳定性的影响最敏感,其次是重度和地震作用,而坡高和坡率对其影响则相对较小。灰色关联度法可较精确直观地表示各参数对稳定性系数的影响程度,能将分析结果定量化,并能清楚地显示出主要因素和次要因素,是一种既简单又实用的分析方法。研究成果为兰州地区类似黄土边坡的防护治理和设计提供重要参考。