土质高边坡的降雨渗流场数值模拟分析

运用饱和-非饱和渗流有限元法模拟降雨条件下饱和-非饱和土质高边坡暂态渗流场的变化情况,本文对降雨边界的处理方法加以改进,使其适用于土质高边坡渗流场的计算.对砂箱模型和土质高边坡模型的计算结果表明:所提出的边界条件的改进足可行的;雨水入渗引起土壤基质吸力大量丧失,降雨初期基质吸力丧失最快;当降雨强度相对土体入渗能力较大时,基质吸力的丧失速度主要取决于土体自身的入渗能力.     

降雨入渗条件下三峡船闸边坡渗流场的变化

采用饱和渗流模型，对降雨入渗条件下三峡船闸边坡渗流场的非稳态变化情况进行了分析。结果表明，在降雨量较大时，降雨入渗对高边坡的渗流场还是有一定影响的，但由于排水洞的作用，不会在边坡的浅部和船闸直立墙附近造成过高的压力水头。因此，降雨入渗对高边坡的稳定影响不大。     

某电厂场地回填土强夯振动影响测试实录及分析

以某电厂工程场地为例,通过对回填土进行强夯地震效应测试,分析强夯振动的特征及振动衰减规律,评估隔震沟的减震作用、强夯对回填土所形成的高边坡的影响以及对新浇混凝土基础的影响。为回填土地基处理方案的确定提供依据,取得了较好的效果。     

公路中央分隔带非饱和渗水研究

根据非饱和土的渗流理论,采用有限元软件对不同降雨强度、不同降雨历时下公路中央分隔带进行渗流模拟,结果表明渗入中央分隔带的水量与降雨强度、降雨历时及回填土的性质有关。     

三峡工程永久船闸高边坡降雨入渗实验研究

针对三峡永久船闸高边坡花岗岩全风化带开展了降雨入渗实验研究工作,在实验设计的基础上研制了操作简单的人工降雨器,通过不同降雨强度下的入渗实验,分析了全风化带的入渗能力和入渗过程,为降雨入渗条件下边坡渗流场的研究和边坡排水系统的优化设计创造了条件。     

三峡库区塔坪H2古滑坡台阶状复活变形的库水–降雨耦合作用机制

三峡水库蓄水以来,出现了大量大规模的老滑坡体复活现象。较多大型复活滑坡体的监测位移–时间曲线呈台阶状阶跃变化。此类滑坡的稳定状态识别难度较大,严重影响治理方案及治理时机的选择。以巫山曲尺塔坪H2滑坡为例,通过地质、位移监测及数值模拟方法,研究了此滑坡在实际降雨与库水涨落条件下渗流场、稳定性以及变形场演化规律。在汛期及库水位变动时期滑坡会发生变形,特别是库水位下降诱发滑坡前缘变形,并对后部坡体产生牵引作用。而降雨主要影响库水位变动带以上部分滑体的变形,并对前缘坡体产生推动作用。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–时间曲线呈现台阶状阶跃特征。总体来说,库水位涨落是滑坡变形的主要因素,而降雨促进了滑坡变形进一步发展。     

强降雨入渗下高大挡土墙渗流与稳定分析

分析了高大挡土墙的降雨入渗过程,提出了挡土墙的降雨模型,讨论了饱和—非饱和渗流场下的挡土墙的孔隙水压力分布及挡土墙稳定性变化,研究了不同原状边坡下挡土墙的渗流及整体稳定性,分析结果表明,墙后土体表面回填土区在原状土区径流的作用下降雨强度加大,加剧了回填土区渗流,土体内部回填土与原状土交界面逐步形成饱和带,而原状土坡更陡的挡土墙,其墙后渗流作用越显著,受降雨影响更明显,应提高其挡土墙稳定性富余度.     

翻车机辅助结构基础下沉处理

针对坐落于深基坑回填土上的轨道基础降雨后出现的不均匀沉降现象,结合具体工程实例,分析了沉降原因,提出了采用压密注浆技术处理深基坑回填土不均匀沉降的解决方案,并对具体施工步骤进行了介绍,为类似工程处理提供了宝贵经验。     

海绵城市建设中土水特征曲线对产流的影响

土壤土水特征曲线是海绵城市建设中源头控制阶段的重要参数,是降雨入渗及产流研究的理论基础。针对海绵城市试点庄河市建设的实际情况,对当地3类土壤进行土水特征曲线测定,拟合计算得到土壤基质吸力、非饱和导水系数方程,结合Green-Ampt改进模型计算各类土壤所处区域在不同降雨强度下的雨水入渗及产流情况。结果表明:土壤入渗能力总体呈现为人工回填土>裸露坡地土>耕种土,人工回填土的入渗率是其他土壤的1. 1～4. 4倍。在降雨强度为大暴雨等级时,人工回填土的延迟产流时间是其他土壤的1. 9～5. 8倍;在特大暴雨时,3类土壤短时间内均会产生超渗产流,此时在延缓洪峰时间、控制洪峰流量上没有明显作用。     

山区边坡降雨环境下的稳定性和局部风险分析

为研究山区建筑高边坡受到降雨浸泡后的稳定性,以及由于排水沟因落叶堆积堵塞造成的局部积水对边坡稳定性产生的风险.基于某建筑高边坡案例,采用PHASE2有限元强度折减法,建立降雨浸泡和局部积水下的边坡分析模型,进行边坡稳定性分析.主要结论有:边坡的稳定性由红黏土与强风化层交界面控制;降雨浸泡后边坡稳定性急剧下降,且由浸泡线...     

降雨及时效影响下高边坡复杂位移多点神经网络监控模型

为揭示高边坡位移在降雨和时效影响下的复杂变化规律,采用积分型降雨因子和时效函数构建径向基函数(RBF)神经网络监测模型的输入层,以测斜孔内多个测点位移为输出层向量,根据实测降雨、位移时间序列,以模糊C均值聚类(FCM)算法确定RBF计算中心,建立高边坡位移多测点神经网络监控模型。实例表明:采用合理降雨、时效输入层因子及FCM算法的模型可获得理想效果,能有效捕捉复杂变化的位移发展过程,并具有较高的预测精度。     

土工格网在沟槽回填土中的应用

本文针对旧路改造中沟槽回填土与老路基出现的不均匀沉降可能引起的混凝土路面的开裂,提出采用土工格网处理沟槽回填土的方法及其优点。     

顺层岩质高边坡破坏模式分析及稳定性研究

针对我国西南地区某高速公路顺层岩质高边坡,通过地质力学分析,确定了高边坡的主要破坏模式为坡顶受拉破坏和沿着顺坡向结构面主滑的拉-剪联合破坏模式;根据高边坡开挖之前的实际稳定状态,对顺坡向结构面的强度参数进行反分析,合理确定了主滑结构面的强度参数;最后选取典型剖面,采用极限平衡法和有限元强度折减法,评估了该高边坡在自然、降雨和地震工况下的整体稳定性状态,在自然工况下该高边坡稳定性安全系数在1.12左右。     

厚层基材喷播植草黄土路堑高边坡防护技术研究

针对黄土路堑高边坡坡体结构与坡面变形特点,提出了采用厚层基材喷播植草法对公路黄土路堑高边坡进行防护。并简要分析了厚层基材喷播植草护坡作用机理。通过现场人工模拟降雨,分析了厚层基材喷播植草护坡效果以及降雨对裸露黄土路堑边坡的侵蚀机制。试验表明,厚层基材喷播植草防护效果良好;在暴雨条件下,古土壤的破坏方式不同于黄土,且更易于侵蚀。     

暴雨对块石回填土隧道稳定性的影响研究

为研究暴雨对块石回填土隧道稳定性的影响,以重庆市轨道交通10号线上湾路～环山公园区间内穿越块石回填土段隧道为研究对象,在对其围岩变形和支护结构开展现场监测试验的基础上,采用数值模拟方法对暴雨工况下该区段隧道围岩及支护结构的力学行为变化情况进行分析研究,并与试验结果进行对比分析。结果表明:暴雨对围岩应力场和位移场的影响均主要体现在竖直方向上,其中应力最大增幅为16%,拱顶沉降增幅约50%,地表沉降增长接近1倍;暴雨发生后,只有拱脚部锚杆轴力有所增加,最大增幅约为24.32%,其余部位锚杆轴力均出现不同程度的减小;初期支护、仰拱和二衬的内力虽然在暴雨后均有不同幅度的增大,但其总体分布规律与降雨前大致相似。     

复杂边坡稳定性离散元模拟

利用离散元分析程序,现场采集岩土体的性能参数,对复杂边坡的应力场位移场和破坏特征进行数值模拟与分析。分析结果表明:回填土和断层对边坡稳定具有直接影响,硐室附近的竖向位移最大;回填土发生大面积剪切破坏概率大,断层附近产生拉应力导致坡顶丧失稳定性。     

三峡库区巫山滑坡系统的滑坡构造形变场研究

 博士学位论文摘要　通过地形地貌、地层岩性和构造特征的研究, 结合航片解译成果和14C 年龄数据,建立了巫山滑坡系统的结构。巫山滑坡系统由多级复合型滑坡体组成, 其上段为基岩顺层滑坡, 中段为局部切层基岩滑坡, 下段为基岩与第四系松散堆积物复合型滑坡。这些滑体在时空分布上具有很强的成生联系。巫山滑坡前缘剪出带上明显地以压、剪性裂隙为主, 而滑体后缘则为张性裂隙的集中分布。巫山滑坡系统滑坡裂隙指向性明显, 前缘剪出带的构造形变场方向垂直前缘线, 其法线方向代表滑体滑动方向。上、中段前缘构造形变场法线方向代表古滑坡滑动方向, 而下段前缘剪出带构造形变场法线方向则代表该区最年轻滑体的滑动方向, 它总体上与现今长江在巫山区段的走向相垂直。微观研究表明, 滑坡构造应力作用必然反映在岩石矿物颗粒形状和成分的特征变化上, 它是一种力学作用和物理化学作用相耦合的复杂的地质力学作用, 诸如矿物颗粒的边缘粒化效应、蚀变作用等的集中带,促使原岩矿物颗粒细化和胶结物的泥化, 大大地降低了原岩的强度。扫描电镜研究结果, 进一步验证了巫山滑坡系统中宏观和细观上的裂隙分布规律, 同时也揭示了巫山滑坡系统中的岩体在滑坡过程中受到损伤后的矿物组构以及晶间、晶内裂隙的发育特征, 补充了微观研究的内容。根据巫山滑坡系统的工程地质结构特征, 从巫山滑坡系统的稳定性角度将其划分为A , B, C 三个区,同时考虑到滑坡的东、西部在稳定性上的差异, 又将B 区分为若干个亚区, 并对各区进行稳定性评价。通过巫山滑坡系统中典型剖面的数值模拟计算, 进一步验证了巫山滑坡系统的稳定性分区的合理性。针对巫山新城的整个规划分布和工程地质稳定性分区特征, 对该规划的合理性进行了分析, 同时也提出了一些有待改善和需要引以重视的建议。     

三峡永久船闸开挖前后岩体应力测量研究

三峡工程的永久船闸施工开挖后,在山体内形成最大坡高170余米的人工开挖陡高边坡,并引起地应力释放和重新分布,对船闸陡高边坡的稳定性产生极其重要的影响。因此在三峡永久船闸开挖过程中,于1995和1999年在三峡工程永久船闸一、二期开挖完成后进行了2次地应力测量,揭示该区域地应力场在开挖过程中的变化规律,进而分析地应力场的变化对船闸高边坡稳定的影响程度,为设计和施工方案的优化提供资料。     

初始渗流场对渣土场边坡降雨入渗特征及其稳定性的影响

渣土场是容纳弃土和弃渣的主要场所,由于堆填材料和压实方法的差异性,研究初始渗流场对计算渣土场边坡的降雨入渗特征及其稳定性的影响具有现实意义。以深圳市部九窝渣土场边坡为研究对象,运用非饱和渗流原理和非饱和土强度理论建立数值计算模型,设计了不同初始渗流条件和不同降雨强度的计算方案,揭示了渣土场边坡在降雨作用下的渗流特征及其安全系数变化规律。结果表明:初始渗流场和降雨强度对渣土场边坡的降雨入渗特征和稳定性影响显著;竖直方向流速峰值和孔隙水压力上升速率与初始基质吸力呈正相关关系;当降雨强度为3.5mm/h,监测点1在初始基质吸力为-25、-50、-75kPa时达到饱和的时间分别为10.9、20.2、25.5h;竖直方向流速、体积含水率上升速度和孔隙水压力上升速率与降雨强度呈正相关关系;在初始基质吸力为-25kPa和降雨强度为3.5mm/h时,渣土场边坡安全系数下降明显,需要采取必要的工程措施。     

不良地质路堑高边坡的施工模拟与监测分析

不良地质路堑高边坡的性态受降雨、开挖等因素的显著影响,需要对施工过程进行模拟计算并及时分析现场监测数据,掌握边坡的动态。以京珠高速公路粤境段K108 208～ 466路堑高边坡为背景,采用有限元方法模拟计算边坡开挖到半坡桩平台和二级平台时的应力变化和位移分布,并与监测资料对照分析,二者结论一致,均表明边坡有深层滑动的趋势。通过深部位移资料得出边坡的滑动面位置;同时监测结果表明,降雨和开挖使边坡位移速率显著增大。将模拟计算结果与监测数据分析相结合,进行反馈分析和动态设计,可以有效地指导施工和保证安全。