库水位缓变作用下高陡边坡变形及稳定性分析

库水位缓变时,对边坡岩体在无裂隙、有裂隙、增大渗透系数、单独降水及升水等5种条件下,进行了流固耦合数值模拟试验,研究升、降水全过程条件下坡面裂隙及渗透系数对边坡岩体变形位移、近似蠕变及稳定安全系数的影响效应,以及单独升、降水条件下渗透系数对稳定安全系数的影响规律。结果表明,有近似平行坡面裂隙时,对坡面位移影响较大,对稳定安全系数几乎无影响;增大渗透系数时,对位移影响较小,下部1/3高度内观测点位移表现最敏感;升、降水全过程时,渗透系数越大,各阶段稳定安全系数越小;单独升水时,渗透系数越大,稳定安全系数越小,且裂隙的存在不影响此规律;单独降水时,渗透系数越大,稳定安全系数越大。     

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。     

地震作用下库水位变化坝坡稳定性数值模拟

为探究地震作用引起库水位变化下坝坡渗透稳定性变化规律,利用Geostudio软件对三峡库区某边坡进行数值模拟,得到安全系数及Newmark位移变化曲线。计算结果表明,库水位水平越高,边坡安全系数越低,Newmark位移越大,最小安全系数的出现相对于地震的峰值加速度时刻有较大的滞后性;库水位骤降下,边坡安全系数随着库水位水平的逐渐下降,呈现先增大后减小的规律,库水位下降速率越大,边坡在库水位骤降与地震耦合情况下的最小稳定系数越小,最大Newmark位移也越大;边坡安全系数随着库水位水平的逐渐上升,呈现先减小后增大的规律,边坡在地震下的最大Newmark位移在库水位高程下降至157m之前呈现不断上升趋势。     

考虑劣化效应的三峡库区某岸坡抗震性能分析

三峡库区蓄水之后,在库水位大幅度升降变化、降雨、高频中低强度地震等因素作用下,库岸边坡岩土体物理力学特性不可避免地存在逐渐劣化的趋势,这将直接影响库岸边坡的变形稳定。基于此,以三峡库区某库岸边坡为研究对象,考虑岩土体抗剪强度参数的劣化效应,对其抗震性能进行了分析评价。结果表明:对于该库岸边坡,①在各特征水位情况下,随着库水位的上升,岸坡的整体安全系数略有增加,随着地震加速度的增加,岸坡安全系数降低趋势明显;②在各级地震作用下,考虑岩土体抗剪强度参数劣化效应之后,岸坡的抗震能力逐渐降低,岸坡堆积体中下部可能出现局部失稳破坏,随着库水位的上升,岸坡不稳定区域的后缘逐渐上升。研究思路和成果可为库岸边坡长期稳定性评价和加固提供较好的参考。     

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。     

库水位骤降对坝坡稳定性的影响研究

土石坝设计中,坝坡稳定是一个至关重要的项目,库水位骤降对土石坝上游及其岸坡稳定会有较大影响。本文结合基于刚体极限平衡原理的有限元数值模拟软件中的GEO-SLOPE和SEEP-W,以均质坝为研究对象,研究不同骤降速度条件下上游坝坡的稳定性问题。通过计算分析,水位骤降对边坡稳定性产生很大影响,上游边坡的安全系数随着水位的骤降而减小,最后趋于稳定,并且库水位骤降速度越大,上游坝坡稳定性降低越快。     

惠州抽水蓄能电站上库岸坡稳定性分析

抽水蓄能电站库水位升降频繁,边坡内地下水渗流场随着水库水位的升降处于频繁变化之中,边坡的稳定性也随之处于变化之中.该文利用计算边坡稳定的常用方法--瑞典条分法,分别计算了在正常蓄水位骤降工况下,库内边坡最小稳定安全系数和正常蓄水位稳定渗流期,库外边坡最小稳定安全系数,以确定岸坡的稳定性.     

三峡库区靠椅状土质滑坡变形规律及机理-- 以秭归八字门滑坡为例

三峡水库蓄水以来,不少滑坡监测位移-时间曲线呈阶跃变化,导致稳定状态识别难度较大,严重影响滑坡预警预报,靠椅状土质滑坡尤为明显。以八字门滑坡为例,通过多次野外地质调查、长期现场巡查、10多年的GPS位移监测数据、2年多全自动监测数据等,较深入研究了该滑坡在库水涨落及降雨条件下的变形规律。结果表明,库水位下降期间,特别是库水位下降15m以后,由160m下降至145m,滑坡体变形存在20d左右的滞后,滑坡变形曲线出现突跃,日位移量达1.5～2.2mm。一次降雨量在80mm以上会明显诱发坡体加速。库水位上升期间,库水位在175m左右时,月位移量出现5～10mm负值。一次降雨量在150mm左右未能诱发坡体加速;但一次降雨量在200mm以上,滑坡体位移速度明显加大。滑坡体在降雨量诱发后,位移加速后在降雨结束后持续5～7d恢复正常水平。在周期性降雨和库水位涨落的循环作用下,滑坡体反复受到"推-拉"作用,导致滑坡的位移-时间曲线呈阶跃特征。靠椅状土质滑坡为一类特殊的滑坡,库水位升降是八字门滑坡目前变形的主要因素,而降雨对滑坡变形起到了促进作用。受靠椅状等坡体结构特征制约,在库水位升降作用下坡体会反复变形,但难以发生快速的整体破坏。     

渗流应力耦合及库水位变动下中小型均质土石坝坝坡稳定分析

为研究库水位变动对中小型均质土石坝坝坡稳定性的影响机理和规律,根据非饱和渗流原理及刚体极限平衡理论的简化毕肖普法,对均质土石坝在渗流应力耦合状态及水位骤升和骤降工况下坝体渗流和上下游坝坡稳定性情况进行有限元模拟。结果表明:考虑渗流应力耦合作用影响,库水位骤升时,上游坝坡安全系数先以较快速度增大后缓慢增大最后稳定不变,下游坝坡安全系数先下降后缓慢上升较小幅度,最终趋于稳定;库水位骤降时,上游坝坡安全系数先以较快速度减小后缓慢减小最后趋于不变,下游坝坡安全系数先不断增大后缓慢减小较小幅度,最终趋于稳定;水位骤升骤降的过程中,坝体上下游坝坡的安全系数均大于规范规定的最小安全系数,其抗滑稳定满足规范要求。该研究成果为中小型土石坝风险评估及后期水库大坝采取除险加固措施提供了参考。     

降雨联合库水位变动对均质土石坝坝坡稳定特性影响研究

为研究降雨和库水位变动共同作用对均质土石坝坝坡稳定特性的影响,基于非饱和渗流原理,选择不同降雨强度、降雨类型(3种)及库水位升降速率,对土石坝坝坡稳定情况进行有限元模拟,结果表明:①无降雨水位变动时,水位变动速率主要影响上下游坝坡安全系数趋于稳定的时间,下游坡安全系数变化幅度整体要小于上游坝坡;②不同强度降雨和库水位变...     

库水位回落条件下土石坝边坡稳定分析

利用二次开发的有限元软件ANSYS,形成渗流与边坡稳定分析程序模块,计算得到库水位回落条件下的土石坝渗流场;据此分析非饱和土强度、土体密度随含水量变化的关系及渗透力作用;利用强度折减有限元技术分析了水位降落过程中渗透系数、水位降速对边坡稳定性的影响.结果表明,库水位降落初期,坝内浸润线下降,下游坝坡稳定性增大,但此时上游坝坡稳定性仍大于下游坡;饱和渗透系数相同时,库水位降落速度越大则上游坝坡稳定性越差,不同水位降落速度对较小饱和渗透系数的土石坝渗流场及边坡稳定性影响程度较小,对较大渗透系数的坝体则影响较大;水位下降速度相同,则坝体饱和渗透系数越小其上游边坡稳定安全系数越小.     

基于优化TSVR的混凝土重力坝变形预测模型

以某混凝土重力坝为研究对象，基于孪生支持向量机算法(TSVR)优化算法，建立大坝变形预测模型，分析不同因素对混凝土重力坝水平位移的影响，并将预测结果与实际监测结果进行对比，以验证该算法的准确性。结果表明，混凝土重力坝的上部位移情况较不稳定，随着外部条件及监测时间的变化，位移情况波动较大；混凝土重力坝的下部位移情况较为稳定，随着监测时间的增大，变形量较为稳定。PL5坝段受库水位升降的影响较大，PL4坝段受库水位升降的影响较小。对比库水位升降对混凝土重力坝的影响可知，温度变化对混凝土重力坝水平位移的影响较大，不同监测点的水平位移受温度变化的影响程度具有一定的差异性。采用TSVR算法得出的模型残差较小，随着监测时间的变化，模型残差变化趋势较为平稳，表明采用TSVR算法得出的混凝土重力坝水平位移的准确性较高。     

分叉型库盘变形及对特高拱坝变形性态的影响

由弹性理论推导了特高拱坝在库水压力作用下引起的库岸边坡表面横河向水平位移计算公式;利用有限元数值仿真方法模拟了分叉河道的库盘库型,开展了库型因子对库盘基岩和大坝变形的敏感性分析。理论分析和数值计算结果表明:库水位和岸坡坡角是谷幅收缩的主要影响因素,河道分叉处到坝前距离和库水位是影响库盘变形和坝体变形的显著因素;随着高程增加,库水面以下横河向岸坡变形先向两岸方向增大,然后一直减小,直至转向河谷方向,而库水面以上岸坡一直向河谷方向变形。     

基于坡面冲刷的荆江典型岸坡稳定性分析

针对荆江典型二元结构的岸坡,采用横向冲刷计算公式探讨了不同水位升降阶段中,水流流速和含沙量对岸坡横向冲刷速率的影响以及岸坡断面形态的变化规律。在此基础上基于饱和-非饱和渗流理论,利用SEEP/w程序建立了二维非稳态渗流模型,模拟了其渗流场在水位升降条件下的变化过程,并基于摩根斯坦法计算分析了在考虑与不考虑坡面冲刷2种条件下岸坡稳定性的变化规律。结果表明:在水位上升期,当不考虑坡面冲刷时,岸坡稳定性是随水位上升而增大的,但当考虑坡面冲刷后,岸坡坡度逐渐增大,岸坡稳定性随水位上升而减小;在水位下降期,岸坡稳定性随水位下降而减小,且考虑坡面冲刷的安全系数下降速率明显大于未考虑冲刷时的情况。因此洪水期与水位下降末期是岸坡失稳的危险期,需重点监控。     

水位升降速率对河堤边坡稳定性影响及其机理探讨

为分析水位升降速率对河堤稳定性的影响,分别计算了不同水位升降速率下河堤安全系数,并基于其应力分布对其形成机理进行初步探讨。结果表明:水位下降时,坡外水压力减小迅速,而坡体内水压减小相对滞后,形成由坡内指向坡外的压力差,增大的坡体下滑力导致河堤库岸边坡不稳定;而水位上升时,垂直坡面向里的渗透力以及坡面的水压力增强了河堤边坡稳定性。     

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。     

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.     

沉井施工与邻近岸坡相互影响数值模拟分析

采用三维有限元数值模拟软件对沉井施工的全过程进行模拟,分析沉井开挖与邻近岸坡列车移动荷载下的相互影响关系。结果表明:在沉井开挖施工过程中,岸坡最大变形未超过报警值,沉井施工前后岸坡稳定安全系数变化不大,沉井施工不影响岸坡稳定。由于列车移动荷载的影响,沉井变形将显著增大。成果对类似工程的设计和施工提供一定参考。     

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。     

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。