基于Hoek-Brown准则下的非饱和岩质边坡库水位骤降渗透稳定性分析

考虑岩体的综合性质,基于非饱和渗流理论,利用Hoek-Brown准则推导岩质边坡的稳定系数公式,并采用Matlab与Geo-studio进行数值模拟。结果表明,库水位骤降情况下不同工况安全系数随时间呈现先减小、后保持不变的趋势,单轴抗压强度σc、岩体性状mi、地质强度指标GSI与安全系数大小成正相关,岩体损伤因子D与安全系数大小成负相关。整体孔压大小顺序为:下部监测点≥中部监测点≥上部监测点,库水位骤降速率越大,不同监测点孔压达到最小的时间越短,最终孔压趋于一致。     

库水位变化对岩质边坡稳定性影响的数值分析

以某水库库岸边坡为研究对象,基于强度折减理论,采用有限差分法FLAC3D对库岸边坡稳定性进行数值分析计算,利用fish语言编程建立位移与折减系数关系,将位移不连续作为边坡失稳判据。进而得出随库水位上升,边坡位移逐渐增加,在1/8~3/8满水位下边坡位移增加不明显,水位上升至满水位的6/8后边坡位移变化趋缓,对应的水位为126 m库岸边坡临界稳定水位。基于试验数据拟合出饱水-失水循环次数n与岩石强度指标的关系,得出水位的循环变化对边坡稳定性影响较大,且最低变化水位线越高边坡的安全系数变化越明显,水库蓄水、放水过程中最高水位不应超过满水位的6/8,建议为满水位的1/2左右。     

库水位骤降对非饱和坝坡稳定性的影响

基于非饱和土体抗剪强度理论,采用极限平衡法,考虑非饱和非稳定渗流对坝坡稳定性的影响,通过体积含水量与基质吸力之间的非线性关系,模拟超静孔隙水压力的消散过程,将不同时段渗流分析结果导入稳定分析模块计算其安全系数的变化。选取某黏土心墙坝,模拟其在不同灌溉条件下的渗流状况及上游坝坡稳定性。计算结果表明:库水位骤降引起坝坡安全系数的降低,但随着超静孔隙水压力的消散,坝坡稳定性逐渐增强,降水速度越快,坝坡安全系数越低。     

高水位骤降作用下堤防边坡稳定性研究

高水位骤降时堤防易产生非稳定渗流,导致堤防边坡不稳定。本文通过开展堤防边坡稳定性物理模型试验,利用水位控制系统实现坡外水位的骤降,测试水位骤降过程中孔隙水压力、坡面地形变化,结合渗流稳定数值分析对堤防边坡稳定性进行研究。结果表明:水位骤降时,堤防边坡稳定性系数逐渐减小,堤防内部产生向坡外的渗流是边坡失稳的重要原因。     

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。     

库水位骤降条件下土质边坡渗流特性分析

土质边坡迎水面在库水位快速回落时,极易诱发滑坡地质灾害,相关事故已经被大量报道。如1963年意大利Vajoint水库,在库水位骤降时发生了大规模的滑坡。在我国,河北省岳城水库在1968年和1974年因库水位下降,而在坝中段和南段各发生259m和210m长的大滑坡。     

库水位骤降边坡渗透稳定敏感性分析

为定量研究不同非饱和参数(进气值a、土水特征曲线斜率δ、残余含水率ε、渗透系数k)对边坡渗流特性及稳定性的影响规律,利用Geo-slope软件,基于FredlundXing非饱和理论,采用灰关联度法对某土质边坡不同非饱和参数对边坡渗透稳定性的影响进行了敏感性分析。结果表明:参数a、k与浸润线高程成负相关,与位移及稳定系数成正相关;参数δ、ε与浸润线高程成正相关,而与位移及稳定系数成负相关;位移与稳定系数在库水位下降前期变化较大,而在库水位下降后期变化较小;边坡上部监测点的位移大于下部监测点的位移;对边坡稳定影响较大的参数为a与k,而参数δ与ε对边坡稳定性影响相对较小;采用灰关联度方法可直观准确地获取主要因素和次要因素,为量化研究非饱和参数对边坡稳定性的影响提供了一种方法。     

黏土心墙坝库水位骤降联合降雨上下游坝坡渗透稳定性数值模拟

为研究库水位骤降联合降雨情况下某黏土心墙坝的渗流特性以及稳定性规律,利用Geo-studio软件,对库水位骤降、不同强度降雨以及降雨发生在库水位骤降的不同时刻下的某黏土心墙坝的渗流特性以及上下游坝坡的稳定性规律进行了数值模拟。计算结果表明:(1)库水位骤降工况下孔压降低152%,上游坝坡安全系数先减小12.8%,后略有增大,下游坝坡则增大0.5%,库水位下降速率越大,孔压下降越快,上游坝坡安全系数下降越快,最小安全系数越小,下游坝坡安全系数上升越快;(2)降雨工况下孔压先平均增大2.1%后降低至初始水平,安全系数则先减小0.3%后增大至初始水平,降雨强度越大,孔压上升的幅度越大,最小安全系数越小;(3)降雨发生在库水位骤降不同时刻下,孔压呈现先减小后保持不变,在降雨时刻呈现突然上升的趋势,上游坝坡安全系数先减小后维持不变,下游坝坡安全系数先增大后保持不变,在降雨时刻突然下降,降雨发生在库水位下降结束时刻安全系数最小。     

水位骤降对边坡稳定性影响研究综述

从理论研究和模型试验两方面对水位骤降对边坡稳定性的影响研究进行综述。探讨考虑基质吸力对水位骤降引起的非饱和边坡稳定性分析的重要性,归纳和总结了坡内非饱和-非稳定渗流场和边坡稳定性分析方法、边坡稳定性变化规律及影响因素。针对目前研究中所存在的问题及今后的发展方向提出看法。     

改进的库水位骤降期边坡稳定分析方法

美国陆军工程师团在2003年正式发布了边坡稳定分析工程手册，其中针对1970提出的库水位骤降期边坡稳定分析的总应力法提出了改进算法，即三步计算法。本文对改进后的三步计算法进行了系统介绍。     

岩质边坡稳定性的有限元分析和数值模拟

基于岩质边坡滑动面和稳定性主要由岩体结构面强度决定的实际,作者首先采用有限元应力分析方法估算了岩体结构面的稳定安全系数,进而利用有限元强度折减法对岩质边坡稳定性进行了数值模拟研究。研究结果表明,采用有限元应力分析方法和强度折减法相结合的方式能快速有效地求解岩质边坡的稳定安全系数,并可为岩质边坡稳定性评价提供一定的指导依据。     

库水位骤降边坡稳定分析中的应用建议

库水位骤降是诱发库区边坡失稳的重要因素,云霄抽水蓄能电站是承担福建电网调峰、调频任务的重要工程,库水位骤降造成管理营地的回填边坡有存在安全隐患。为保证工程的顺利实施和后期边坡的安全稳定,以云霄抽水蓄能电站为例,应用数值分析软件AutoBank对受骤降影响的回填库岸边坡进行稳定分析和设计优化,并针对回填边坡工程提出建议,可为今后同类型的边坡治理提供参考。     

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。     

不同水位骤降速度下的混合堤防边坡稳定性分析

黑龙江流域广泛存在由砂土和黏性土混合填筑而成的混合堤防。本文以典型混合堤防为研究对象,通过数值计算的方法研究洪水浸泡下不同水位骤降速度下混合堤防边坡的渗流稳定性和抗滑稳定性。研究表明:水位骤降对迎水边坡的渗流稳定性和抗滑稳定性均不利。边坡抗滑稳定性系数先快速下降到最小值后缓慢增大。不同降速下,降速越大,堤防边坡稳定性越差。降速由0.05cm/s增大到0.10cm/s时抗滑稳定性系数降低较大,而降速达到0.15cm/s时降速对边坡稳定性影响较小。该研究为由堤防溃堤而引起的水位骤降对其他堤防段边坡稳定性带来的影响提供了参考。     

库水位骤降时坝坡稳定性分析研究

库水位下降过快往往引起坝坡上游失稳。为了研究库水位骤降条件下坝体稳定性受非稳定渗流场的影响情况,采用有限元法,考虑非饱和区的影响对坝体非稳定渗流场进行模拟。利用得出的瞬态渗流场分布等结果,运用极限平衡法对坝坡稳定性进行计算分析。结果表明：非稳定渗流场分布影响上游坝坡稳定性;水位下降速度越大,上游坝坡稳定性降低速度越快,...     

库水位骤降对库岸滑坡稳定性的影响

对鲁布革水电站发耐滑坡在库水位骤降条件下各剖面的稳定安全系数进行了计算，并对滑坡稳定性进行了评估，结果表明：库水位骤降对古滑坡体中前部及靠下游部位的稳定性影响较大，对后部及靠上游部位的影响较小，对局部滑动的影响大于对整体滑动的影响。     

库水位变化对边坡稳定性影响的有限元模拟

在假定坡体孔隙水水位为水平线且不考虑渗透作用影响的基础上,基于强度折减有限元法分析了水位上升及下降速度对边坡稳定性的影响。对比计算表明,在库水位骤降或陡升条件下,相同库水位对应的边坡安全系数基本上均小于库水位缓慢变化情况下的安全系数。故在实际工程中,无论是排水还是蓄水,都应尽量保持水位缓慢变化,以使边坡处于相对较安全的状态。     

顺层岩质边坡坡脚开挖稳定性数值模拟分析

顺层岩质边坡的稳定性受到多种因素影响。针对坡脚纵向开挖因素,采用有限差分软件FLAC3D对开挖过程边坡稳定性变化进行数值模拟分析。模拟结果表明,坡脚纵向开挖长度较小时,位移计算收敛;小幅度扩大纵向开挖长度时,由于边坡周围岩体的约束作用,不会发生沿层面的滑动;当开挖长度接近临界值时,边坡位移将由蠕变发展到滑移。计算结果与工程实际吻合较好,可为类似施工建设提供理论参考。     

动态水位诱导下临库边坡稳定性分析

水库建成蓄水后,为满足防洪和发电的要求,水位将在最低正常水位和最高正常水位之间反复升降,库水位的变动很可能诱导库岸失稳,有必要对动态水位诱导下库岸边坡稳定性进行分析。结合苏阿皮蒂水利枢纽项目运营模式,采用极限平衡分析方法,分析不同库水位工况下右岸松散堆积体稳定性演化规律,并对避免松散堆积体在水库诱导下产生灾害提出了几点建议,为松散堆积体岸坡的稳定性分析与防护提供参考。     

水位骤降条件下粘土边坡渗流特征分析

水库库岸边坡的稳定性对于水库的蓄水量和当地水文环境的影响显著,文章采用GEOSTUDIO数值模拟软件中的Seep渗流计算模块,对水位骤降条件下的库岸粘土边坡工程在高低水位变化时的边坡渗流特征进行了研究。结果表明水位骤降前后水压和压力水头均随边坡体的深度增大而增大,水位变化前后的水力传导度和体积含水率均随土体水压的增大而增大,水在土体中具有良好的渗流作用。研究结果可为类似水位波动条件下的库岸边坡工程的渗流特征提供参考。