现场直剪试验在变电站边坡稳定分析中的运用

随着近年边坡工程地质灾害破坏损失的不断加剧,加上电力工程的重要性和特殊性,边坡治理工作的重要性越加显著。土体抗剪强度指标是边坡治理设计的主要参数,它与边坡稳定分析结果有着密切的关系,现场直剪试验是能够比较真实测定岩土体抗剪强度的方法。     

上荆江河段河岸土体组成分析及岸坡稳定性计算

崩岸是上荆江河段河床演变的一个重要方面。崩岸过程不仅与近岸水流动力作用有关,而且还与河岸土体组成及力学特性密切相关。本文对上荆江4个典型断面的崩岸土体进行了现场取样与室内土工试验,较全面地分析了崩岸土体组成及力学特性。试验结果表明:上荆江河岸为上部黏性土和下部非黏性土组成的二元结构,且在大部分河岸上部黏性土层厚度超过其下部非黏性土层厚度;黏性土层的抗剪强度随含水率变化明显,随含水率增加,黏聚力先增大后减小最后趋于稳定,而内摩擦角呈减小趋势。根据上荆江崩岸发生形式及过程,结合崩岸土体的土工试验结果,综合考虑水流冲刷作用和水位变化等因素,计算了两个典型河岸在枯水期、高水期和退水期的岸坡稳定性,得到了不同水位及不同坡脚横向冲刷距离下河岸稳定的安全系数。计算结果表明:当河岸坡脚冲刷达到一定距离时,高水期安全系数将明显低于枯水期,说明崩岸在汛期比在枯水期更容易发生;退水期安全系数明显低于相同条件下枯水期和高水期;涨水期河岸安全系数随水位升高呈先减小后增大趋势,说明水位变化对河岸稳定性有重要影响。     

细粒硫酸盐渍土抗剪强度特性试验研究

影响天然硫酸盐渍土强度的因素众多,规律难以探索,为确定含盐量对硫酸盐渍土抗剪强度的影响,通过直剪试验研究了不同含盐量的硫酸盐渍土抗剪强度特性,研究表明:在直剪应力状态下,剪应力–剪切位移关系曲线有应变硬化(加工硬化)和应变软化(加工软化)两种形态,取决于含盐量、含水量、法向应力等因素。抗剪强度包线近似为折线型,与传统结构性土体包线形态一致,表明了硫酸盐渍土在直剪应力状态下仍然属于结构性土体。易溶盐含量对抗剪强度影响较大,总的变化趋势是:随着含盐量的增加,相同法向应力作用下的硫酸盐渍土的抗剪强度有不同程度的先减小后增大再减小的特点。     

山体岩石泥化夹层的动力抗剪强度

本文应用振动三轴试验研究了小浪底山体岩石泥化夹层原状岩芯试样在低频、高振次周期荷载作用下的变形和强度特性。试验结果表明,由于该泥化夹层与岩石的接触面是磨光面,因而它的静、动力抗剪强度都取决于接触面的强度;只要总剪应力不超过接触面的抗剪强度,泥化夹层的残余变形将随周期荷载作用次数的增加而渐趋稳定,不会因强度疲劳而产生突发性破坏。分别从泥化夹层本身的剪应变与接触面上的切向位移出发。分析了该泥化夹层岩芯试样的动力抗剪强度,发现其值随循环荷载振次增加而减小,但渐趋稳定,其最终稳定值与同样试验条件下的静抗剪强度值相当。     

海上风电工程黏性土不排水抗剪强度的综合确定

黏性土的不排水抗剪强度C_u是海上风电桩基础设计时的重要土体参数之一,其准确性与海上风电工程的经济性与安全性密切相关,受土样扰动影响,仅依靠土工试验确定的土体参数往往存在偏差。通过理论总结和工程实例应用,研究和探讨综合采用土工试验和原位测试确定不排水抗剪强度C_u的原理和方法,为得到合理的C_u值提出建议。     

第四系覆盖层滑坡软弱面特性及机理分析

近年来,特高压输电线路全面建设。当线路塔位经过地质灾害频发的山区时,如何快速有效的发现并规避滑坡等不良地质现象,对电力线路工程勘测设计意义重大。本文以溪浙线±800 kV特高压直流工程施工图勘察为背景,从土体抗剪强度的两个参数(黏聚力和内摩擦角)的变化,分析和研究川南山区滑坡规律,并反算易滑边坡的抗剪强度参数,为线路塔位选定提供参考。     

膨胀土边坡抗剪强度参数选取方法的探讨

抗剪强度参数的合理选取,是边坡稳定性评价的前提和基础,对于膨胀土地区的边坡稳定性的合理分析、评估,保障边坡区域的建(构)筑物的安全运行具有重要意义。通过对膨胀土地区边坡滑动破坏机理及特征的研究,探讨出膨胀土边坡抗剪强度参数的一种合理的取值方法,并应用于工程实例中。     

膨胀土两种不同条件下抗剪强度比较

本文利用直剪仪对安康膨胀土进行了直接剪切试验和增湿剪切试验,并对试验结果进行了比较.试验和对比结果表明,膨胀土的极限剪应力、凝聚力和摩擦角都随着含水率的增大而减小;增湿剪切试验在相同固结压力下随着含水率的增加试破坏时的剪应力值比直剪试验破坏时的剪应力值小的越多,含水率越小,两种剪切试样的破坏剪应力值差别越小;先浸水后剪切(相同含水率直剪试验)与先剪切后浸水(增湿剪切试验)所得强度值相差甚远;在增湿过程中的凝聚力内摩擦角都随着含水率的增加而减小,并具有较好的线性关系.     

角钢塔连接螺栓考虑预紧力的拉剪计算方法研究

角钢塔普通螺栓施工过程中规定了其施工紧固扭矩的下限值,但在抗剪设计时没有考虑施工紧固扭矩所产生的预紧力对其抗剪承载力的影响,计算表明目前的紧固扭矩值会使得设计偏于不安全。结合钢结构基本原理推导了输电塔普通受剪螺栓在预紧力作用下的抗剪剩余承载力比的计算方法,并结合精细化数值模拟论证了预紧力对普通螺栓抗剪承载力的影响。研究表明,预紧力越大,螺栓的抗剪承载力削弱越明显,近似呈二次抛物线关系;最终依据预紧力和抗剪承载力之间的关系,推荐了输电塔普通抗剪螺栓的紧固扭矩值,为工程设计提供了设计依据。     

堆石料风化过程中的抗剪强度特性

利用新研制的堆石料风化试验仪,对泥质粉砂岩堆石料进行了荷载作用下干湿和温度耦合变化的风化试验。通过对风化后试样直接就机进行直剪试验,探讨了风化过程中堆石料的抗剪强度特性。研究结果表明,在较低应力状态下风化时,堆石料抗剪强度发生明显降低,颗粒劣化作用占主导;在较高应力状态下风化时,堆石料压密作用占主导作用,其抗剪强度反而会有所增加。在堆石坝工程中,堆石料风化一般仅会引起浅层滑坡问题。     

基于强度折减法的人工岩质边坡稳定性分析

边坡的稳定性问题关系到人类生命财产安全以及工程本身的安全和效益,对其稳定性进行分析评价具有重要意义。本文通过FLAC3D数值模拟软件、采用强度折减法对武安发电厂的人工岩质边坡进行了稳定性分析。列举了边坡稳定性分析的三种失稳判据,并计算了相应的安全系数。分析结果表明,该人工岩质边坡基本稳定,与极限平衡方法比较,所得结果相差不大,说明强度折减法应用于边坡稳定性分析是可行的。此外,本文对该人工边坡的施工方案进行了重新设计。经验算,设计后的边坡依然处于稳定状态,但却大大减少了边坡的开挖量,提高了工程的经济效益。     

Ansys强度折减法在开挖边坡稳定分析中的应用

本文通过采用有限元强度折减法对某边坡进行了稳定性分析,分析结果表明:随着折减系数的不断增大并达到某一数值时,边坡内广义剪应变自坡底向坡顶贯通,边坡达到极限状态,此时的折减系数即为安全系数。表明有限元强度折减法对边坡稳定性分析具良好的适用性。     

单向塑料土工格栅与土界面作用特性的试验研究

土工格栅与土的界面特性直接决定加筋土工程的稳定性,所以格栅与填料的界面技术指标是土工加筋关键的设计指标。本文中,以单向塑料土工格栅为加筋材料,以粘土、砂质粉土、粉细砂、砂砾料为填料,也在大尺寸接触面试验仪上进行拉拔试验;以单向塑料土工格栅为加筋材料,以粘土为填料进行直剪试验。结果表明:粘土与格栅间界面的剪切强度一般很低;砂砾料中的拉拔曲线呈台阶状,摩擦角不是常数;拉拔强度指标和直剪强度指标的适用情况不同。这些可以作为土工格栅加筋工程设计的参考。     

砾石对关中塿土工程堆积体产流产沙的影响

为研究砾石对关中平原地区工程堆积体边坡径流产沙规律，采用室内人工模拟降雨试验方法，以关中塿土土质（无砾石）堆积体边坡为对照，研究1.0、1.5、2.0和2.5 mm?min-1雨强下10%、20%和30%砾石质量分数工程堆积体边坡径流产沙特征及水沙关系。结果表明：①径流率、流速与砾石质量分数相关性均不显著（P > 0.05），与雨强显著相关（P < 0.05）。②1.0 ~ 2.5 mm?min-1雨强时，次降雨产沙量随砾石质量分数增加呈显著的幂函数形式减小；各砾石质量分数堆积体产沙量较土质堆积体分别减少17.1% ~ 67.5%、13.8% ~ 81.1%和25.5% ~ 92.0%。③雨强< 2.5 mm?min-1时，水沙累积曲线由极显著线性特征转变为极显著幂函数形式（P < 0.01）。结果可为关中地区工程堆积体水土流失预测和防治提供理论依据。     

黄土区工程堆积体石砾对流速及产沙影响试验研究

由于堆积松散、颗粒粗、组成物质复杂、坡度大等特点,生产建设项目工程堆积体侵蚀过程与农地、撂荒地相比有较大区别,是典型的人为加速侵蚀。在各类生产建设项目工程堆积体野外调查基础上,室内概化堆积体代表性下垫面,通过人工模拟降雨试验研究堆积体中石砾对流速及产沙影响。结果表明:(1)不同石砾含量下垫面流速在产流3 min内迅速递增,随后趋于相对稳定。坡度小于25°时,含石砾坡面流速小于纯土体,此时石砾存在增加径流弯曲度,阻碍径流流动,平均稳定流速与雨强及石砾含量呈幂函数关系;而坡度大于25°时流速与雨强及石砾含量呈二元线性关系。(2)产沙率在产流前12 min呈波动性递减,随后趋于相对稳定,初期产沙率是稳定期的1.7~3.1倍。雨强1.5 mm/min较1.0 mm/min的平均产沙率增加82.7%~117.3%。坡度对堆积体产沙影响存在一个阈值,在25°左右时产沙率最大,可达其他坡度下的1.3~1.7倍。在初期及稳定期的产沙率均表现为纯土体大于含石砾坡面,可增加0.6%~28.7%,各场次降雨下产沙峰值主要集中在产流开始后的前3 min内。(3)在侵蚀初期、稳定期及整个侵蚀过程的平均产沙率均与流速呈显著相关。随雨强增大1.5倍,次降雨侵蚀量可增加74.0%~95.9%,且总体表现为纯土体侵蚀量大于含石砾坡面,产流前12 min侵蚀量可占次降雨侵蚀量的38.3%~50.7%,因此,在进行堆积体水土流失防治中,尤其要注重初期的措施配置,以减免堆积体严重侵蚀。     

荆江段抛石护岸稳定性计算及其影响因素分析北大核心CSCD

针对长江中游荆江段已护岸段的工程水毁问题,本文考虑单个块石起动及整体滑移破坏两种水毁模式,提出了基于力学过程的抛石护岸工程稳定性计算模型。以荆江北门口河段的两个典型断面为例,采用该模型计算了2017年8月—2018年10月水下抛石护岸工程的水毁破坏过程,定量分析了近岸流速、床面冲淤幅度、块石粒径及水下岸坡坡度对抛石护岸坍塌比的影响。结果表明:计算时段内抛石护岸工程总体上处于较稳定的状态,坍塌比均值仅为5%;坍塌比随近岸流速的增加而增加,当平均流速超过一定临界值时,坍塌比急剧增加,且块石团休止角越大,该临界值越大;坍塌比也随河床冲刷深度的增大而增大,且同样在特定冲刷深度下会出现急剧增加的变化趋势;随着块石粒径的增加和水下自然坡度变缓,抛石的坍塌比逐渐减小,且水下坡度缓于1:2.0的抛石护岸工程稳定性较高。     

基于FLAC/Slope模拟分析输电线路塔位边坡的开挖稳定性

塔位边坡的稳定性是输电线路基础设计考虑的一项重要内容。基于强度折减理论采用FLAC/Slope软件建立了输电线路典型塔位边坡的有限元分析模型,数值模拟了塔位边坡分步开挖施工过程,对各施工阶段的稳定性进行了评价分析,特别考虑了边坡稳定系数随边坡开挖步的变化规律。结果表明塔位边坡的坡脚或坡体分层处存在较大应力集中,且施工开挖步是影响边坡稳定系数变化的重要因素。     

输电线路戈壁地基抗剪强度参数取值的试验研究

通过对新疆和甘肃地区戈壁碎石土地基现场分层直剪试验,研究了其抗剪特性和强度参数的取值.试验结果表明:戈壁碎石土地基具有较好的抗剪承载性能,正应力作用下其抗剪承载过程可分为弹性变形、弹塑性至峰值强度、强度软化至残余强度3个阶段;戈壁碎石土地基内摩擦角的均值、标准差和变异系数分别为40.6°～43.6°、3.4° ～ 10...     

窟野河径流变化检测及归因研究

窟野河径流变化是气候变化和人类活动作用的结果,也是流域水资源开发利用及治理保护的重要依据。基于窟野河流域温家川站径流量(1954—2010年)资料,采用MK-P法和Pettitt法进行突变年识别及归因分析;并借助SCRAQ法估算降水、潜在蒸发和人类活动对径流的影响。结果表明:窟野河径流量呈显著减小趋势,且在1979年和1996年发生两次显著突变。与基准期相比,人类活动强度较低期(1980—1996年)降水、潜在蒸发、人类活动对径流的影响比例分别为29.21%、-3.63%,74.42%;人类活动强度较高期(1997—2010年)所占比例分别为20.62%,-1.53%和80.91%;与人类活动强度较低期相比,人类活动强度较高期占比例分别为11.85%,-0.16%和87.99%。大规模水土保持和高强度煤矿开采对窟野河径流突变具有重要影响。