水位升降速度对岩质岸坡变形及稳定性的影响

为研究水位升降速度对岩质岸坡变形及稳定性的影响,以某水库高陡边坡的库水位升降为背景,采用Geo-Studio系列有限元分析软件,对库水位升降进行了全过程缓变、全过程急变、单独急速降水及单独急速升水4种条件下的流固耦合数值模拟,研究库水位升降全过程中升降速度对岸坡岩体变形位移、"近似蠕变"及稳定安全系数的影响效应,单独升、降库水位条件下升降速度对岸坡岩体变形位移、稳定安全系数的影响规律。结果表明:增大库水位升降全过程速度对观测点位移极值、敏感性及变化普遍规律几乎无影响,但对位移变化速率影响较大,"近似蠕变"规律与各测区整体位移变化规律类似,但其位移曲线斜率较大,稳定安全系数在水位上升阶段及最高恒水位阶段整体表现较大,在下降阶段及最低水位阶段整体表现较小;增大单独下降速度时,位移极值几乎一致,稳定安全系数较小,曲线斜率较大;增大单独升高速度时,位移极值几乎一致,稳定安全系数较大,曲线斜率较大;岸坡稳定性评价应将稳定安全系数与观测点位移综合起来分析。     

渗流场与应力场耦合下的边坡稳定性分析

为了解水库库水位变化对岸坡稳定性的影响情况。建立了有限元计算模型,利用Phase2有限元分析软件,对渗流场和应力场耦合作用下的库岸边坡稳定性模拟计算。其结果为水库安全的运行和管理提供了依据。     

北掌水库库区土质岸坡塌岸研究

在查明北掌水库库区两岸土质岸坡地形地貌、地层岩性及土体物理力学性质的基础上,分析水库蓄水后水位变化、波浪等对库岸边坡稳定影响。采用两种方法对水库两岸土质岸坡塌岸预测计算。分析库区塌岸对水库大坝的影响,并给出处理建议。     

库岸边坡承压水成因及作用分析

降雨和库水位升降是导致库岸边坡失稳的重要因素。瓦依昂水库滑坡、秭归县千将坪滑坡和罗家坪滑坡等系列工程实践表明,在考虑降雨和库水位两者联合作用下,计算出库岸边坡的安全系数仍偏高。通过库岸边坡承压水模型对库岸边坡失稳的因素进行分析,结果表明:采用承压水模型计算出的安全系数远小于传统方法,这是导致很多岸坡在进行前期勘探分析稳定却产生滑动的原因,因而对符合承压水模型形成条件的岸坡进行分析时,承压水头不容忽视。可为水库岸坡的监测预警及治理方案提供基础依据。     

库水位涨落和降雨入渗对岸坡浸润线的影响分析

选取均质土坡地质模型,以东大龙口水库为例,充分考虑库水位涨落、降雨入渗以及库水位涨落和降雨入渗联合作用,进行库岸岸坡浸润线的非稳定渗流计算,得到浸润线动态变动规律,对压力传导系数、库水位涨落及降雨入渗强度对浸润线的影响进行分析。结果表明,岸坡浸润线的位置与形状与压力传导系数大小有关,在相同的降雨量情况下,有效降雨强度越大则岸坡浸润线变幅越大,越不利于岸坡稳定。为库水位涨落和降雨入渗情况下库岸岸坡稳定性分析提供了可靠依据。     

水库水位快速变动对库区岸坡稳定性的影响

水库水位快速变动在水库运行管理中经常遇到,易诱发库区岸坡各种形式的破坏,如崩岸、滑坡等,造成水库和库岸群众边界矛盾,影响水库正常运行管理。通过分析库水位快速上升、快速下降及坡脚侵蚀对库区岸坡稳定性的影响,对库区岸坡日常运行管理提出相关治理措施建议,在水库正常运行管理中防患于未然。     

水位变化下潜在不稳定坡渗流场及稳定性分析

采用有限元软件GEO-Studio中的SEEP/W对某水库潜在不稳定坡渗流场进行模拟,计算库水位上升、骤降过程中,库岸边坡岩土体内地下水位的分布特征,以及库岸边坡岩土体内各点的水头和水头压力,并由此分析库岸边坡的稳定性。结果表明:Ⅳ号潜在不稳定岸坡在库水位骤升、骤降情况下,出现欠稳定状态,若水位骤升、骤降速度过快,则可能会引起潜在不稳定岸坡失稳,分析结果与岸坡的实际情况基本吻合。     

工程地质类比法在水库塌岸预测中的应用

将水库各设计水位下不同岩性的岸坡稳定坡角与自然条件类似情况下的岸坡稳定坡角进行类比,预测最终塌岸宽度,克服了其它预测方法对水库塌岸形成过程及影响因素考虑不全面的缺点,在工程的实际应用中取得了良好的效果。     

讨赖河东水峡水电站库区右岸铁路路基塌岸宽度预测

由于酒钢至镜铁山专用铁路线位于水库右岸岸坡上,水库蓄水后,库水的长期浸泡和库水浪蚀作用的增强,岸坡坍塌,出现库岸再造现象将导致铁路基沉陷,并危及铁路运营安全。文章对路基塌岸宽度按短期塌岸和最终塌岸进行预测。     

深大水库高陡土质库岸塌岸预测图解模型研究

茨哈峡超高坝的库区土质岸坡,以松散-弱胶结的Q_3砂砾石为主,多呈台阶型近直立状,坡高300 m以上,且部分库段构成水下岸坡的主体。对该类高陡砂砾石库岸进行塌岸预测,目前尚无可借鉴的工程实例,且常用的预测方法大多适用性较差。在塌岸机理研究结论的基础上,从"两段法"塌岸预测图解法的基本思路出发,结合实际地质条件、水库运行方式和"库岸结构法"适用性,对两段法图解模型的预测起始点、水位波动带进行修正,对水上、水下稳定坡角进行选择研究,提出了较适于茨哈峡水库高陡土质岸坡的"三段法"塌岸预测图解模型。     

有限元强度折减法在涉水岸坡工程中的应用

随着大中型水库的陆续兴建,形成了大量的涉水岸坡,库水水位的波动将影响这些岸坡的稳定性,可能诱发水库滑坡,甚至形成地质灾害.库水水位的变化将引起岸坡体内地下水的非稳态渗流,因此其稳定性分析变得十分复杂.目前,设计人员大都采用经验概化,或者照搬规范的方法,使设计中主观性和定性的成分比较高.本文重点介绍了作者近几年围绕涉水岸坡的稳定性分析所取得的一些研究成果.其中,包括库水水位变化过程中浸润面位置的求解、有限元强度折减法在涉水岸坡稳定性分析及埋入式抗滑桩治理工程中的应用.     

水库岸坡稳定性模糊综合评判

水库岸坡具有呈带状分布、数量大、受库水作用影响明显等特点,根据水库岸坡的变形破坏机制,将影响水库岸坡稳定性的因素归纳为地质环境条件和诱发条件两方面,选取合理的岸坡稳定性评价指标,建立岸坡稳定性两级模糊综合评判模型,并运用层次分析法确定指标权重。运用该评判体系对新疆莫勒切河石门水库94个岸坡进行了模糊综合分级评判,评判结果与实际岸坡失稳情况基本吻合,表明模糊综合评判模型用于水库岸坡稳定性评价是合理可行的。     

水库土质堆积体岸坡动态变形监测预警

针对采用传统工程类比方法获得的单一静态变形监测预警指标无法表达岸坡在库水位变化过程中动态变形特征的问题,以土质堆积体岸坡为研究对象,考虑库水位变化引起岸坡岩土体的流固耦合作用,提出了一种动态反映库水位变化条件下岸坡变形特征的监测预警方法。结合工程实例,对三峡库区泄滩污水处理厂土质堆积体岸坡在不同库水位变化阶段的变形监测预警指标及其大小进行确定,并对其在库水位变化过程中的安全状态进行了动态判别,通过该岸坡现场变形监测与所提方法预警结果对比,证实了该方法的有效性和可行性。      

河道内水位变化对水磨沟水库岸坡稳定性的影响分析

结合新疆阜康市水磨沟水库地质条件,通过构建有效的岸坡稳定性分析模型,并以实测岸坡稳定安全系数FS为基础,计算分析了河道内水位变化对岸坡稳定性的调整特点,这对预测崩岸险情以及指导水库岸坡除险加固工程设计具有重要意义。     

旭龙水电站库区格亚顶堆积体变形及稳定性分析

为了分析库水位变化对坡体变形及稳定性的影响，以金沙江上游旭龙水电站库区中的格亚顶堆积体为例，利用GeoStudio软件对库水作用下的坡体进行渗流、应力-应变、稳定性数值模拟计算，预测在库水作用下坡体的变形及稳定性变化规律。结果表明：(1)在库水位上升过程中，地下水位线有向坡内弯折下凹的趋势并明显滞后于库水位，应力和位移随库水位上升变化明显，稳定性系数持续增加；(2)在库水位维持不变过程中，地下水位线随库水位维持时间逐渐趋于平缓并有局部重合现象，应力和位移在一定范围内波动变化较小，稳定性系数在不同水位维持一定时间后都出现明显变化；(3)库水位下降过程中，浸润线下降幅度随时间逐渐减小，应力和位移相对于水位上升阶段变化较小，稳定性系数则持续减小。根据稳定性系数变化规律，结合数值计算获取的位移曲线，通过累加法处理得到累积位移曲线并计算单位时间的切线角，利用切线角预警判据对该水库蓄水运行后的变形阶段进行判别，格亚顶堆积体在水库运行初期的变形阶段为初加速变形阶段。     

基于BP神经网络模型的水库塌岸预测研究

考虑水库塌岸预测的非线性,构建基于BP神经网络模型的水库塌岸非线性预测模型,以漳河流域内岳城水库为研究对象,结合野外实地勘察数据,对岳城水库塌岸进行预测。研究结果表明:所建水库塌岸非线性预测模型预测结果与实际情况较为吻合,预测的左右岸水库塌岸和实地调查塌岸相对误差分别为1.92%和2.15%,岳城水库左右岸塌岸宽度预测平均值分别为31.8m和36.9m;水库下游预测塌岸速度小于1m/a,中上游塌岸速度大于1m/a,下游库岸态势较为稳定,中上游塌岸趋势将加剧。研究成果对于水库塌岸非线性预测及岳城水库塌岸防治和岸坡加固设计提供参考价值。     

反倾岩质库岸边坡渗流稳定性数值分析

在库水渗流作用下,水位变化会产生非稳定渗流,土体的渗透性质会影响土体中水压力分布.利用有限元Phase2软件,对不同水位情况下的反倾岩质库岸边坡进行渗流分析,研究库水水位变化速率和滑体渗透系数对岸坡稳定性的影响.当滑体渗透系数一定时,库水位变化速率越大,岸坡安全系数变化越明显.当库水位变化速率一定时,滑体渗透系数越小,岸坡安全系数变化越明显.当库水位下降速率越大,滑体渗透系数越大时,岸坡最容易发生失稳滑移破坏.     

适合山区水库松散堆积体库岸塌岸预测的图解模型探讨

通过对国内已建成的山区水库松散堆积体库岸塌岸现状的资料收集和实地调查测绘,系统收集了山区水库松散堆积体库岸各种状态下的水上(下)稳定坡角、实际塌岸情况及变形破坏形式等资料,对影响塌岸的各种水文及地质因素进行了系统的分析,通过对各种塌岸预测模型影响因素的对比分析,找出适合于山区水库松散堆积体塌岸预测的图解模型并对模型参数进行了适当修正,在此基础上制定了对塌岸预测具有指导意义的外业工作流程.     

反倾岩质库岸边坡渗流场数值分析

在库水渗流作用下,水位变化会产生非稳定渗流,土体的渗透性质会影响土体中水压力分布。利用有限元Phase2软件,对反倾岩质库岸边坡进行渗流分析,研究库水水位变化速率和滑体渗透系数对岸坡稳定性的影响。计算结果表明,当滑体渗透系数一定时,库水位变化速率越大,岸坡安全系数变化越明显。当库水位变化速率一定时,滑体渗透系数越小,岸坡安全系数变化越明显。当库水位下降速率越大,滑体渗透系数越大时,岸坡最容易发生失稳滑移破坏。     

库区斜坡水位变动响应研究

库区斜坡稳定性是水利工程中的一个关键问题。在对三峡库区某斜坡进行调查的基础上,通过现场试验获取斜坡岩土体的渗流参数,结合室内数值模拟手段对库水位变动过程中斜坡的稳定性响应进行研究。结果表明:库水位变化过程中,降雨强度是影响岸坡稳定性的一个重要因素,斜坡稳定性对于降雨的响应具有滞后性。在水位下降过程中,岸坡稳定性系数变化速率从小变大。在库水位上升过程中,岸坡稳定性系数缓慢上升。