水位变化下膨胀土岸坡渗流场和稳定性分析

河水位的升降变化对含裂隙的非饱和膨胀土岸坡稳定性有着显著的影响。水位的变化引起岸坡内地下水位的变化是非饱和到饱和的过程。运用非饱和渗流理论,模拟了在河水位升降过程中膨胀土岸坡暂态渗流场的变化,分析水位变动时孔隙水压力的变化,同时对某岸坡进行了稳定性评价,研究了在水位变化以及裂隙深度变化条件下的岸坡稳定性。结果表明:水位升降对岸坡内部渗流场的影响具有明显的分带性,在经过水位变化过程后,岸坡稳定性有降低趋势,且岸坡表层的裂隙对稳定性的影响没有水位变化的影响大。     

库岸边坡渗流及稳定性分析

库岸边坡常因受到库水位周期性波动的作用而失稳。传统的饱和土渗流及稳定分析方法无法正确描述水位升降过程中岸坡内孔压场的动态变化及其对岸坡安全系数的影响规律。本文从非饱和土的渗流和抗剪强度理论出发，分析了水位升降时土质岸坡的渗流规律及其稳定性的变化规律。通过选取典型的土性参数，对黏土、粉土和均质砂岸坡进行饱和-非饱和渗流分析，得到水位升降过程中岸坡内孔隙水压力场，再引入极限平衡方法，考虑基质吸力对非饱和土抗剪强度及岸坡安全系数的贡献，进行岸坡稳定性分析。分析表明，土体的饱和渗透系数和土水特征曲线共同决定了水位升降时岸坡内孔隙水压力的大小及分布，水位升降情况下岸坡安全系数的变化规律也与岸坡土体的渗透特性有关。     

水位升降对荆江高滩岸坡渗流场影响分析

为了进一步分析长江荆江中州子河段高滩岸坡稳定性,考虑该河段水位变化特点,以饱和-非饱和渗流理论为基础,应用 Geo-studio软件seep/w渗流分析模块,对该河段二元土体结构高滩岸坡进行了渗流场模拟。结果表明：江内水位上升初期及下降期间,岸坡渗流以指向江内为主,且渗流方向随着水位升降而变化;当水位升降速度小于土体渗透系数时,土层内浸润线基本与江水位同步变化,反之则浸润线明显滞后于江水位变化,且水位降速越大,地下水位坡降越大,不利于岸坡稳定;水位上升时,岸坡内最大孔隙水压值增大,负孔隙水压区（非饱和区）减少,反之则最大孔隙水压值减少,负孔隙水压区增加。     

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。      

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.     

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。     

某大坝泄洪期间下游岸坡瞬态渗流场的数值模拟

大坝泄洪形成雾化及河水位上涨,影响下游岸坡内部渗流场的变化属于饱和-非饱和渗流问题.作者在饱和-非饱和渗流理论以及非饱和土水特征理论的基础上,以某水电工程岸坡为例,用数值分析的方法模拟在大坝泄洪中下游岸坡内部饱和-非饱和渗流场的时事变化,就孔隙水压力分布情况作专门分析.渗流场的时事模拟能够提供不同时刻点计算区域的含水量以及孔隙水压力大小分布,因此可以为岸坡的稳定性计算提供依据.     

库水位变化对桥梁岸坡稳定性的影响研究

以某库岸桥梁边坡为研究对象,综合考虑重力恒载、水压力荷载和汽车荷载等作用,利用GTS-NX软件建立了含桥梁结构岸坡的有限元计算模型,分析了高低恒水位工况和骤降变水位工况下岸坡的应力变形分布规律与边坡稳定性,获得了不同水位工况下岸坡桥墩桥台变形特征。结果表明,高水位对含桥梁结构岸坡的变形影响最大,桥墩的最大水平及竖向位移与桥台最大竖向位移均出现于高水位工况;考虑桥梁桥墩对岸坡的加固作用时岸坡最小稳定性系数为1.40,不同水位工况下最危险滑弧均在左岸;无桥梁作用的普通岸坡最小稳定性系数出现在水位骤降工况时的左岸,属于欠稳定状态。研究结果可为类似工况下岸坡稳定性分析及加固治理提供借鉴。     

基于水流动力作用的河道岸坡稳定性能分析

以水动力学为基础,以山东某河道岸坡为例,采用水动力学-土力学边坡分析方法分析了岸坡在水流动力作用下的变化规律。分析结果表明：不同土质类型的岸坡受到河流冲刷作用的影响程度不同,粒径越大的土质越易受到冲刷,基于水流动力作用的岸坡稳定性分析方法能够更为真实的反映岸坡形态以及稳定性随时间变化的规律。     

库水循环加卸载条件下岸坡饱和土体变形特性试验研究

水库运行期水位每年周期性涨落,岸坡土体在库水循环加卸载作用下会发生不同程度的阶梯状变形。为探求循环加卸载对岸坡深部变形的诱发机理,本文以水库防洪限制水位以下岸坡土体为研究对象,在饱和土应力路径三轴试验过程中,控制非等向受压试样的孔隙水压力周期变化,模拟岸坡土体的水力-力学状态,实时测定土体的周期性变形特性及破坏特征。研究结果表明:等偏应力孔压循环加卸载过程中,试样剪应变为台阶式上升趋势,而体应变是循环的弹性变化;孔压持续增大造成试样破坏呈现脆变和剪胀的特征。最后,结合等偏应力孔压增大条件下粉质黏土的破坏特征与常规三轴剪切试验成果,对比两种应力路径下试样的有效应力比和剪应变的发展过程,分析了其强度差异的内在原因。     

蓄水过程对重力坝岸坡坝段的影响

根据万家寨水利枢纽重力坝横缝并合和水位变化情况，用增量的动态分析方法分四种工况研究岸坡坝段的稳定应力和位移。研究结果表明：岸坡坝段的抗滑稳定性是足够的，并缝水位定于970.00m是可行的，三维空间的绕坝渗流对岸坡坝段应力和稳定的影响应给予重视。     

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。     

盖孜河塔什米力克引水工程边坡稳定分析

以盖孜河塔什米力克引水工程边坡为例,采用拉伸剪切法计算河道岸坡的稳定性情况,分析河水水位、涨退水速率与岸坡安全系数变化的关系。结果表明:随着水位的升高,该类型河道岸坡安全系数呈减小趋势,稳定性变差;退水速率越快,岸坡安全系数越低,涨水速率越快,岸坡安全系数越高;岸坡的稳定性是其自身岩土体强度与水位变化相互作用的综合结果。通过分析研究,可为类似工程案例提供参考借鉴。     

降雨和水位变化条件下排涝河道岸坡稳定性的数值研究

为了研究降雨和水位变化对排涝河道岸坡稳定性的影响,结合温州市鹿城区丰门河的水文地质资料和现场取样试验结果,利用有限元软件建立河道岸坡的数值模型,计算分析在降雨和排涝过程中岸坡的稳定性变化规律。研究结果表明：当岸坡土体的渗透性较小且岸坡周围有建筑遮蔽时,降雨对岸坡渗流场的影响主要取决于降雨时间而非雨型,整个过程中岸坡并未发生大幅渗流,河道水位和河道周围的建筑是影响河道岸坡稳定性的主要原因。水位越高时的岸坡稳定性越大,建筑距离河道越近、荷载越大时,岸坡的稳定性越小。虽然密集分布的建筑会降低岸坡的稳定性,但同时也减小了岸坡稳定性对水位变化的敏感度。在所有工况下,丰门排涝河道岸坡的稳定安全系数均大于临界稳定安全系数1.20,说明当前的岸坡处于安全状态,无需额外支护措施。     

Slide2软件在库水渗流作用下边坡稳定性分析中的应用

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,这些因素都将直接影响到岸坡的稳定性。利用Slide2程序,以岸坡库水水位下降速率和土体渗透系数为单一变量进行验证分析,分析结果表明,当库水水位下降越快或者土体渗透系数越小时,岸坡稳定性越差。当土体渗透系数越小或者水位下降速率越快,从浸润线位置上分析时,坡体内浸润线的位置相对越高,从而导致岸坡稳定性也越差。     

水位变化时折线型均质黄土岸坡失稳过程试验研究

西北黄土地区库岸边坡破坏有滑坡和崩塌两种基本形式。为进一步研究水位变化时折线型边 坡破坏的形式和坡型对黄土岸坡稳定性的影响,通过不同坡角的折线型黄土均质岸坡模型试验,观察并 分析相同的水位升降条件下不同坡型岸坡的失稳破坏现象。试验结果表明:在相同的水位升降作用条 件下,上陡下缓型岸坡,坡面破坏形态以淘蚀为主;上缓下陡型岸坡,坡面破坏从坡面转折处开始,以崩 塌为主。     

基于COMSOL的洛河治理工程中河道岸坡安全稳定性分析研究

针对洛河治理工程中的河道岸坡,利用COMSOL有限元软件,引入渗流与安全稳定系数理论,研究了不同工况下岸坡渗流与安全稳定性。分析了不同河道水位下水压从坡底部至顶部逐渐增大,水位6m的最大水压相比于4m时增大了11.2%,浸润线均呈水平状态,坡脚底部处的等效应力随水位增大,量值逐渐降低,但分布面积扩散。降雨工况下常规降雨强度时坡体水压分布基本一致,流网分布呈均匀,强降雨强度时坡脚底部水压力增大显著,呈条状分布,最大流速是常规降雨强度下的6倍,达到30.8cm/s。获得了不同水位下岸坡安全稳定系数与河道水位呈反比关系,但坡脚处位移量与河道水位呈正相关,水位增大,滑动体愈倾向于外侧坡面。分析了降雨强度增大,安全稳定系数降低,强降雨强度250mm/d下岸坡稳定系数逼近于1,滑动面附近坡体内位移值随降雨强度增大而变大,降雨强度20mm/d时为0.15m。论文为河道治理过程中岸坡安全稳定性分析评价提供一定参考。     

冷清公路水库库岸桩锚加固后的渗流变化规律

以云南冷清公路岸坡为研究对象,建立库区边坡二维饱和-非饱和渗流模型,模拟锚杆(索)和桩加固后不同工况下岸坡渗流场演变规律,分析岸坡加固后浸润线及孔隙水压力变化规律。结果表明:相对未加固岸坡而言,由于加固区的渗流阻力增大及其导致的渗流路径改变,加固后岸坡内浸润线形状、位置分布和孔隙水压力分布发生了变化。从桩加固与锚加固的情况对比看,桩加固的阻渗作用较锚加固的阻渗效果差些。岸坡内孔隙水压力受库水位的升降、分析位置到库水或浸润线的距离、加固区渗透系数的降低及其渗透系数降低区的面积和形状等的影响,加固后岸坡滞后效应更明显。离库水面较远处,其孔隙水压力几乎不受库水位变化和加固措施的影响。     

长江荆江段二元结构河岸土体力学性能及崩塌试验

通过连续3 a对荆江崩岸情况进行现场调查、室内土工试验和概化模型试验,分析荆江崩岸特点及规律、河岸上部黏性土的物理及力学性能以及二元结构河岸崩塌过程的特点和影响因素。结果表明：荆江段崩岸分布规律主要表现为下荆江多于上荆江,左岸多于右岸;二元结构河岸崩塌过程可概括为坡脚受冲刷变陡,岸顶裂缝形成发育,岸坡渐进侵蚀,河岸失稳导致崩塌,岸坡形态趋于稳定,进入下一次河岸崩塌循环;黏性土含水率对水位变化的响应速度快于对浸泡时长的响应速度;黏性土的起动切应力为0.531 N/m²,影响黏聚力值的临界含水率约为16%,受纵向水流及土体含水率的影响,岸坡在枯水期稳定性较高,在涨水期会产生局部崩岸,洪水期和退水期时坡脚冲刷和崩岸强烈。