基于正交试验—蒙特卡罗法的边坡破坏概率研究

研究边坡稳定性的影响因素对边坡治理具有重要意义,提出将正交试验法和蒙特卡罗法相结合,确定影响边坡稳定性的主要因素及其相应影响程度。首先采用正交试验法分析各相关因素对边坡稳定性影响的敏感性,给出影响因素的排序,以得出稳定性主导因素;然后考虑次要因素的随机性,运用蒙特卡罗法进一步研究边坡在主要因素作用下失稳破坏的概率,并揭示主要因素对边坡稳定性的影响规律。以某边坡为例,研究了地震、库水位、岩土体内摩擦角和粘聚力等4个因素对边坡动力稳定性的影响。结果表明,对该边坡稳定性的影响由大到小排序依次为地震、库水位、内摩擦角、粘聚力;边坡破坏概率随地震水平加速度系数或库水位的增加而逐渐增大,当地震、库水位叠加作用时,边坡极度危险。研究成果可为边坡支护方案选择提供依据。     

基于灰色关联度理论的库水位变动-降雨联合作用下的边坡渗透稳定性研究

针对库水位+降雨条件下的边坡渗透稳定性研究缺少定量化敏感性分析的问题,利用Geostudio软件模拟了三峡库区某边坡在库水位骤降及库水位骤降+降雨条件下的渗透稳定性规律,同时基于灰色关联度理论对不同边坡物理力学参数进行了稳定性的定量化敏感性分析。结果表明,库水位骤降条件下不同监测点的孔压均随时间增加逐渐下降,在叠加降雨过程时孔压有一个"突升";库水位骤降下的安全系数先减小后增大,降雨发生在第18～20d时安全系数最小;粘聚力c、内摩擦角φ、饱和渗透系数k对边坡稳定性影响较大,而重度γ对边坡稳定性的影响相对较小。     

黄河上游十大孔兑苏达尔沟坡沟稳定性因素的敏感性分析

影响覆沙坡沟稳定的因素复杂多样,坡沟对不同因素变化的敏感性亦不同。为此,以苏达尔沟流域为例,基于强度折减理论利用岩土工程有限元分析软件GEO5(2018)测出不同工况粘聚力、内摩擦角、地下水位下覆沙坡沟安全系数值,并将模拟数据进行归一化的无量纲处理,进而定量分析单因素变化中坡沟稳定性对粘聚力、内摩擦角、地下水位的敏感性。结果表明,覆沙坡沟对粘聚力的变化最为敏感,其次是内摩擦角、地下水位;随着土体粘聚力、内摩擦角的增大,坡沟稳定性逐渐增强,与之不同的是随着地下水位的抬升,坡沟安全系数却逐渐下降,且降幅越来越明显,研究结果为水土流失综合治理提供了参考。     

墙后填土抗剪强度指标对拦石墙截面尺寸的影响

基于拦石墙的稳定性计算方法,以白庙子滑坡为例,选用不同强度特性的填土作为墙后填土,分析了墙后填土的强度特性对拦石墙截面尺寸的影响.结果表明,在抗滑与抗倾覆安全系数一定的前提下,随墙后填土内摩擦角和粘聚力的增加拦石墙的宽度减小,墙后填土内摩擦角和粘聚力的增加有利于减小墙体截面尺寸,可达到设计经济的目的.     

基于BSTEM的河岸崩塌机理研究

河岸崩塌现象在天然河流中非常普遍，在河道演变中发挥着重要作用。为了量化研究河岸土体性质和岸坡倾角对河岸稳定性的影响，基于计算河岸稳定和坡脚冲刷的BSTEM模型，选取6种不同典型物质的河岸，研究了6种岸坡倾角下均质河岸的稳定性。在忽略潜水位的条件下，非粘性岸坡和粘性岸坡的崩塌模式不同。对于非粘性河岸，影响河岸稳定性的主导因素是有效内摩擦角，有效内摩擦角越大，河岸越稳定；对于粘性河岸，影响河岸稳定性的主导因素是有效粘聚力，有效粘聚力越大，河岸越稳定。有效粘聚力差值相同时，有效内摩擦角差值的绝对值越小，安全系数增加越多。岸坡倾角增加使河岸稳定性降低，安全系数减小。非粘性河岸的有效内摩擦角越大，安全系数对岸坡倾角的变化越敏感。而对于粘性河岸，有效粘聚力越大，安全系数对岸坡倾角的变化越敏感。     

基于灰色关联度的平原水库地震动力响应敏感性分析

针对平原水库地震动力响应敏感性分析缺乏定量评价的问题,以某平原水库土石坝为例,选取坝体弹性模量、粘聚力、内摩擦角、水位、地震持时、地震振幅为影响参数,采用灰色关联分析法,定量分析了各项参数对地震动力响应的影响程度。结果表明,各项参数影响平原水库土石坝地震动力响应的敏感性从大到小依次为地震振幅、水位、地震持时、粘聚力、弹性模量、内摩擦角,定量敏感性分析结果符合平原水库土石坝地震动力响应一般规律。说明灰关联分析法简便、有效,可直观准确地获取主要因素和次要因素,能够广泛应用于平原水库地震动力响应的敏感性分析,为平原水库的抗震研究提供了一种有效方法。     

基于室内原状样试验的土石混合体强度特性研究

鉴于重庆市奉节县藕塘滑坡地区土石混合体是一种非均质、非连续的地质体,力学性质复杂,对比分析了影响土石混合体强度特性的因素,发现试样剪切应力-剪切位移曲线的光滑程度不仅与试样点高程有关,还与试样的含水率有很大关系;随着试验点高程的增大,土石混合体的内摩擦角不断增大,而相应的粘聚力随试验点高程的不断增大而减小;随着试样密度的不断增大,试样的内摩擦角不断减小、而粘聚力不断增大;随着含水率的不断增大,试样的内摩擦角不断降低,但粘聚力却逐渐增大。     

基于灰关联理论的围岩参数敏感性分析

针对围岩参数存在不确定性的问题,采用灰关联理论,分析了参数在一定范围内变化时对围岩稳定的影响,并以大渡河上某电站泄洪洞闸室为例,选取围岩体积模量、剪切模量、内摩擦角、粘聚力等为敏感性影响参数,确定点安全系数为评价指标,对开挖完成后洞室典型断面点安全系数的影响因素进行敏感性分析。结果表明,围岩参数变化对开挖后洞室断面的特征点安全系数影响程度由大到小依次为内摩擦角、粘聚力、剪切模量、体积模量。     

对均质土坡滑裂面位置变化规律的定性分析

针对在土坡稳定性分析中最危险滑面的位置受众多因素的影响,采用临界滑动场理论分析了粘聚力、内摩擦角、土体重度、边坡高度及水平地震系数对不同坡比时均质土坡最危险滑面位置的影响.结果表明,滑面位置随粘聚力增大、内摩擦角减小而逐渐变深,坡高愈大滑面位置浅,重度影响轻微,随水平地震系数的增加坡顶处深度增大、在坡脚处深度减小.     

基于BP-Garson组合模型的堤岸稳定影响因素敏感性分析

鉴于确定各因素(土体强度因素、边界几何因素)影响堤岸稳定的显著程度对研究堤岸失稳的重要意义,采用BP神经网络与Garson算法相结合的方法,对影响堤岸稳定的土体粘聚力、土体内摩擦角、坡高、坡比、墙前水位、墙后水位、墙后荷载7个因素进行了敏感性分析,先利用BP神经网络对非线性映射逼近能力强的优势,建立了影响因素与安全系数间的相关关系,再通过Garson算法,确定了各影响因素对安全系数的贡献量,最终确定了各因素影响堤岸变形的主次关系,为堤岸稳定影响因素敏感性分析提供了一种方法。     

降雨重现期标准化及其在某滑坡稳定性评价中的应用

鉴于三峡库区降雨标准化、定量化研究对库区降雨型滑坡稳定性评价与预测具有重要意义,采用数学期望公式(Weibull公式)与P-Ⅲ型频率曲线相结合,在海森几率格纸上绘制降雨频率曲线的方法求取不同降雨重现期时万州区4~6月单次最大降雨过程,在此基础上,以万州区某滑坡为例,对稳定性与破坏概率进行计算。结果表明,通过降雨频率曲线,可以找到不同极值降雨过程重现期对应的降雨量;库水位下降期间浸润线逐渐趋于凸型;该滑坡是库水+暴雨复合型滑坡;在20年(及以上)一遇暴雨与库水位联合作用下,滑坡将达到欠稳定状态。     

库水位+降雨条件下四方井粘土心墙坝坝坡渗透稳定可靠度分析

针对粘土心墙坝坝坡稳定仅局限于确定性分析,考虑到尚缺乏研究坝体材料空间变异性的问题,以四方井水库粘土心墙坝为例,对库水位联合降雨工况下的坝坡渗透稳定性进行数值模拟,同时基于Monte-Carlo法分析了可靠度规律。结果表明,单纯的库水位骤降监测点孔压随时间呈单调下降趋势,库水位骤降速率越大,孔压下降速率越快。降雨联合库水位工况在降雨时刻孔压有一个突升的过程;库水位骤降情况下安全系数随库水位下降呈先下降后上升最终保持不变,库水位骤降速率越大,最小安全系数越小,出现的时间亦越早;不同类型降雨工况安全系数在降雨过程中有一个突降的过程,最终安全系数回升至初始值,其中后峰型降雨安全系数降幅最大,前锋型降雨安全系数降幅最小;降雨发生在库水位骤降后期最为危险,最小安全系数也越小;库水位骤降情况平均失效概率约为30%,不同类型降雨条件下平均失效概率基本小于10%,降雨发生在库水位骤降不同时刻下失效概率平均约为60%。对降雨发生在库水位后期的情况应加强监测,防止坝坡失稳灾害的发生。     

库水位涨落与降雨联合作用下绿草码头滑坡渗流场分布规律及稳定性分析

滑坡体的稳定性对水库的安全运行有重大影响,而地下水的运动是影响滑坡体稳定性的重要因素。结合现场调查,采用饱和—非饱和渗流分析法研究了库水位涨落与降雨联合作用下滩坑水电站库区绿草码头滑坡体的渗流场,并在此基础上采用极限平衡分析法分析了滑坡可能的失稳破坏模式与程度,评价了滑坡在库水涨落与天然降雨联合作用下滑坡的稳定性变化规律。结果表明,库水涨落与天然降雨联合作用对滑坡稳定性有不利影响,滑坡存在渐近失稳的可能,需加强对滑坡的监测和巡查,以掌握滑坡体的变形发展趋势。     

基于降雨-库水联合作用下三门洞滑坡演化过程与机制

三峡水库自2003年6月蓄水以来,大量滑坡发生了复活变形。为研究在库水位升降和降雨联合作用下滑坡复活变形的演化过程与机制,以秭归县三门洞滑坡为例,基于滑坡长期的地表位移监测数据,分析了滑坡变形的时空演化过程;基于领域粗糙集理论,对滑坡复活变形的主要诱发因素进行了判别;通过数值模拟分析了滑坡的变形演化趋势。结果显示,三门洞滑坡受周期性水位下降和汛期降雨的影响,其累计位移具有明显周期性和阶跃性。在空间上,滑坡不同部位的变形诱发因素并不相同,滑坡中后部变形主要受降雨影响,前部变形则主要受库水位下降影响。整体上滑坡变形对降雨和库水位的响应均存在一定的滞后性,变形强度从前至后逐渐减弱,为典型的牵引式变形模式。滑坡在快速降低水位并叠加暴雨后处于最危险状态,虽然滑坡目前处于基本稳定状态,但安全储备不高,随着变形的持续增加,在汛期和暴雨情况下存在整体失稳的可能,研究结果为同类型滑坡的防治提供了一定参考。     

三峡库区白家包滑坡变形特征及位移预测分析

为降低白家包滑坡可能造成的危害,收集并分析白家包滑坡自2006年以来的专业监测数据及变形机制,确定降雨和库水位等外界因素是导致滑坡体变形的主要因素。为预测白家包滑坡在外界诱因下的位移发展变化趋势,采用灰色关联法计算滑坡位移与降雨量、库水位升降的关联性,利用BP神经网络算法预测白家包滑坡累计位移,并对比分析了实测位移与预测位移的差异。结果表明,库水位下降和降雨是诱发白家包滑坡变形的主要因素;BP神经网络算法预测效果较好,白家包滑坡在2014年10月~2016年10月的累计位移预测曲线呈台阶状变化,ZG324、ZG326测点的最大位移达到1 031、1 209mm。     

泄洪雾化降雨对上田滑坡体的渗流影响及稳定性分析

以上田滑坡体A区中线为计算剖面,基于二维饱和—非饱和渗流有限元方法,分析了滑坡在泄洪雾化状态下的渗流场,获得在6 000m3/s泄洪强度下压力水头及地下水位变化情况。结果表明,随着降雨持时的增加,压力水头随深度呈近直线变化趋势;降雨渗水在一定土层条件下使地下水渗流产生"瓶颈"效应,形成对边坡稳定不利的暂态饱和区;地下水位总体呈现从坡脚和中部部位同时提升的现象;暂态饱和区使安全系数明显降低,但滑坡稳定性良好,不存在失稳风险。     

白家包滑坡变形机制的模型试验研究

为研究白家包滑坡变形机制及变形趋势,采用模型试验方法模拟了降雨和水库水位综合作用下的滑坡变形规律,通过倾斜加载方式分析了滑坡可能失稳破坏形式,获取了滑坡失稳后的运动特征。结果表明,滑坡在水位骤降下变形显著,前缘先于后缘,滑速较快,入江方量大,失稳后具备致灾动力条件。     

降雨对类土质滑坡微观结构及稳定性的影响分析

以福建省永泰滑坡为例,利用电镜试验分析了类土质滑坡土体的微观结构,掌握了降雨对类土质土体微观结构的影响,并基于数值模拟方法从宏观上研究了不同降雨模型对类土质滑坡稳定性的影响。结果表明,含水率及干湿循环对土体微观结构的影响较为显著,表现为土体含水率越高,干湿循环的次数越多,土颗粒之间的连接减弱、定向性变差及排列趋于无序,进而造成其微观结构的破坏;另外,在总降雨量保持不变的情况下,不同降雨模型对滑坡稳定性的影响也较为显著,表现为高强度降雨工况对滑坡稳定性的影响低于低强度降雨工况对滑坡的影响,前期降雨对滑坡稳定性影响最大,后期次之,中期对滑坡稳定性影响最小。     

库水位变动下庄屋滑坡变形与稳定性分析

库水位变动是三峡库区滑坡等地质灾害频发的重要原因之一。为研究库水位变动对库岸涉水滑坡变形和稳定性的影响,以庄屋滑坡为例,结合GPS位移监测数据和数值模拟分析,探讨了该滑坡在库水升降过程中变形和稳定性的响应规律。结果表明,庄屋滑坡受库水影响滑坡后缘变形大于前缘,为推移式滑坡。水位变动过程中,滑坡渗流和稳定性变化具有动水压力型滑坡特点,即在水位上升时滑体内地下水浸润线呈内凹趋势,水位下降时滑体内地下水浸润线呈外凸趋势,且具有一定的滞后性;库水位上升时滑坡稳定性系数增大,水位下降时减小;当库水位保持在恒定水位时,稳定性系数也逐渐趋于稳定。