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。     

基于强度折减法的向家坝电站库岸边坡稳定性评估

为了评估向家坝水电站上游库岸边坡的稳定性情况,以宜宾市金沙江干流下游某库岸边坡为例,采用有限元强度折减法计算该边坡在施工期、正常蓄水位稳定渗流期和正常蓄水位骤降30 m的非稳定渗流期3种工况下的稳定安全系数大小。结果表明,在施工期时,该岸坡安全系数为1.13,处于基本稳定状态;正常蓄水位的稳定渗流状态时,岸坡的安全系数为1.39,处于稳定状态;正常蓄水位骤降30 m的非正常运行工况时,边坡安全系数为1.04,处于欠稳定状态。说明在正常运行期工况下,本区域内岸坡产生滑移的可能性较小,但在非正常运行工况时岸坡稳定性相对较差。     

不同库水位升降速度对大坝边坡稳定性的影响研究

为了提高水库的安全管理水平,以极限平衡为理论基础,使用GEO-SLOPE软件中的SEEP/W模块和SLOPE/W模块,分别计算了某水电站水库右岸边坡土体在不同水位升降速度情况下边坡稳定安全系数的变化规律。结果显示:在正常蓄水状态下,边坡稳定安全系数曲线变化趋势是先降低,然后升高,随后曲线趋于稳定。水位上升速率越快,边坡土体稳定安全系数越高,边坡越趋于稳定。但当蓄水速度超过一定数值时,边坡稳定性会降低。当库水位降低时,边坡稳定安全系数先降低,到达极小值之后再平稳上升。因此,为了保证大坝边坡的稳定,在建设水库中,水库在蓄水和排水过程要随时监测边坡内部的结构面状况;在水库运行调度中,应合理控制水位升降的速度。     

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。     

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。     

降雨对库岸区边坡稳定性的影响研究

库区修建高速公路有时因为地形条件等原因会无法避免把高速公路建在临湖地段,这就使得临湖路堤边坡会受到复杂水文条件的影响。水位的涨落会对边坡的稳定性产生重要的作用,很多临湖滑坡是发生在水位升降期间的,因此对此进行研究非常有必要。利用有限元软件迈达斯进行临湖区路堤边坡的模拟研究。结果表明,边坡水位的升降对边坡稳定性具有重要的作用。当水位上升时,动水压力的作用使安全系数增加;当水位稳定、土体接近饱和时,动水压力消失,边坡安全系数降低,最终由于基质吸力的消失而变得更加不稳定;当水位下降时,情况基本与上升时相反,安全系数先降低后升高,最终比水位下降前更高。只是在同样的水位升降下,边坡土体的排水时间比进水时间更长。水位上升和下降的速度也有一定的影响,变化更快导致动水压力更大,对边坡稳定性会更有利或不利;对于库岸区边坡,影响边坡稳定性因素主要是边坡的水位,坡面的降雨由于产生的动水压力较小,所以对边坡的作用是削弱了边坡的稳定性。这一点无论水位上升还是下降的情况下都是一样的。     

土石坝渗流与稳定性的数值模拟分析

我国水资源丰富,因此水库大坝兴建数量巨大,尤其是土石坝工程。随着大坝工程的进一步建造,大坝的渗流稳定性问题频发。对此,基于某实例土石坝工程,采用数值模拟的分析方式,使用COMSOL Multiphysics软件研究分析正常蓄水位和库水水位骤降至死水位过程中的坝体渗流和稳定性,并使用工程常用的理正软件来验证这一模型。结果表明：上游坝坡铺设的复合式土工膜使得正常蓄水位、库水位降落期的渗流浸润线位置均有所降低;土石坝在库水位降落时期、正常蓄水位时期的最大渗透比降均小于规定值,最小安全系数满足规范要求,大坝不会发生渗透破坏,大坝稳定性良好也没有滑坡危险;理正软件计算模型得到的结果与COMSOL Multiphysics软件计算得到的结论完全相同。结果可为类似工程提供参考作用。     

地下水位对雾江滑坡体稳定性的影响

边坡稳定安全系数受多方面因素的影响,其中地下水位线的不同处理方式对边坡稳定的影响较大。由于实际工程问题的复杂性,一般需要基于某种假定获得新的地下水位线。基于极限平衡理论,结合雾江滑坡体工程,对比分析2种地下水位线处理方式对安全系数的影响,同时探讨了不同水位下的的临界地下水位。分析表明:假定库水位与原始地下水位水平直接相连,古滑带安全系数随着水位上升呈现先缓慢增加后逐渐减小的趋势;而假定考虑滑坡体内地下水位变化,古滑带安全系数随着蓄水位的上升呈现逐渐减小的趋势,即考虑库水位引起地下水位变化后,安全系数有一定的降低,安全系数偏于保守;并且不同库水位都存在一个临界地下水位比例系数,且比例系数位于0~1之间。     

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。     

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.