基于农作物灌溉入渗的梯田边坡稳定性探讨

梯田边坡在丘陵和多山地区非常普遍,但对于梯田边坡入渗稳定性分析还未形成成熟的理论体系。针对这一问题,对梯田边坡中农作物灌溉入渗进行稳定分析,依据Green-Ampt模型讨论了梯田潜在滑裂面位置。研究表明:潜在滑裂面在饱和湿润面和未湿润面之间,随着湿润锋深度的增加,潜在滑裂面与饱和湿润面越来越接近,最终两者重合并保持不变。同时,与一般倾斜直线型边坡的安全系数相比,相同入渗时间,梯田边坡安全系数明显偏小,梯田边坡会提前失稳。故虽然梯田边坡为农业发展提供了条件,但在入渗情况下更不利于稳定。分析梯田边坡灌溉入渗情况,将有助于准确预报此类边坡滑坡失稳,从而适时采取有效的措施进行治理。     

初始地下水对浅层边坡降雨入渗及稳定性影响

浙江省山地丘陵地区浅层边坡土层大多存在稳定的初始地下水,从而导致土体含水率分布复杂、降雨入渗和稳定性分析难度大。为此,根据土体非饱和特性确定考虑初始地下水影响的坡体含水率指数分布模型,根据雨强与土体饱和渗透系数的对比关系将降雨分为弱降雨和强降雨两类工况,基于Green-Ampt入渗模型及水量平衡原理推导考虑初始地下水影响的浅层边坡降雨入渗物理方程解析解;结合浅层无限边坡模型,分析考虑初始地下水影响的浅层边坡在降雨作用下的稳定性;当假定坡体含水率均匀分布时,改进模型可近似退化为传统模型;当坡体含水率呈指数分布时,通过数值模拟验证改进模型的有效性。结果表明：当浅层边坡基岩上部土层存在初始地下水时,降雨导致的失稳将发生在基岩面处,且失稳时间早于传统模型的预测结果;弱降雨工况下,雨强提高导致边坡触发失稳的时间呈近指数关系快速缩短;强降雨工况下,当不考虑坡面径流对入渗的促进作用时,雨强提高导致边坡触发失稳时间缩短,速度趋于平缓。     

Morgenstern—Price改进法在边坡稳定性计算中的应用

在边坡稳定性分析中应用改进的Morgenstern-Price法具有极好的收敛性，计算用的STAB程序具有多功能的特点，稳定性计算结果，客观反映了边坡实际状态，可以为边坡的加固处理提供依据。     

鲁皂水库重力坝深层抗滑稳定性分析

修建在软弱地基上的重力坝,常在其下部设置抗滑齿墙以提高其抗滑稳定性.以鲁皂水库重力坝为工程背景,根据有限元计算的结果分析了坝踵设置齿墙的重力坝深层抗滑稳定性的变化规律.结果表明:抗滑稳定安全系数随着第2滑裂面起点从坝趾向下游移动的过程中先减小后增大,最小值发生在距坝趾10~20m范围内;第1滑裂面越平缓对抗滑稳定性越不利;当第1滑裂面刚好从齿墙底部滑过时对抗滑稳定性最不利;第2滑裂面的倾角对安全系数的影响与第1滑裂面侵入齿墙的深度有关.     

一种基于拉-剪破坏的边坡动力稳定性分析方法

为量化地震作用下边坡的稳定性,优化矢量和方法并计算出相应动态安全系数,基于边坡在地震作用下的破坏模式:坡顶拉裂缝和坡脚剪切裂组合形成的贯通滑动面,推导出拉-剪破坏下矢量和法的安全系数公式,通过自编程序得到边坡潜在滑动面曲线和动力安全系数,并通过算例验证方法的正确性.针对岩质边坡,利用新、旧两种矢量和方法进行动力稳定性分析,结果表明:边坡潜在滑动面会随着地震持续时间向边坡内部走移;两种方法得到的安全系数趋势一致,但拉-剪破坏模式的下滑趋势角度更大;在拉-剪破坏模式下,边坡的安全系数有所降低,其中,边坡的综合安全系数降低了3%,说明原先的方法高估了边坡的稳定性.优化后的矢量和法能够更具体地反应出边坡在地震过程中的稳定状态,为抗震设计提供更加准确的理论指导.     

双层结构土质边坡降雨入渗过程及稳定性分析

针对天然土质边坡由于地质和人为因素的作用,通常呈现一定层状结构这一问题,基于Moore水质量分数模型,结合降雨强度,将双层土边坡的降雨入渗过程划分为不同阶段.以一基岩型土质边坡为例,利用渗流有限元程序SEEP/W分析双层土边坡降雨入渗全过程.分析结果验证了双层土边坡降雨入渗过程的不同阶段：当降雨强度<表层土体的渗透系数时,初始降雨入渗率=降雨强度;当表面发生积水后降雨入渗率急剧下降,最终等于基岩的渗透率;降雨强度越大,表面发生积水的时间越短;当考虑平行边坡的渗流时,边坡的稳定安全系数在湿润锋到达基岩接触面时发生突变,湿润锋到达接触面时引起接触面的孔隙水压力上升是滑坡破坏的主要原因.得到降雨强度、降雨持续时间与湿润锋深度的相关曲线.研究成果揭示了降雨入渗对双层土边坡的破坏机制.     

基于遗传算法的土钉支护结构整体稳定性分析

针对极限平衡理论分析土钉支护的边坡整体稳定性的缺点，采用对数螺旋曲线很好地模拟了实际滑裂面，建立了求解土钉支护结构整体稳定安全系数的模型，利用极限分析中的上限理论推导了土钉支护结构整体稳定安全系数的表达式．用遗传算法作为计算工具，并用Visual C＋＋编制了程序，实现了土钉支护结构整体稳定最小安全系数的自动寻优．解决了对数螺旋曲线滑裂面模拟土钉支护结构内部整体失稳时的真实滑裂面计算上的困难，从而使计算量很大、很繁琐的寻优过程得以实现．通过工程实例计算，表明该方法是行之有效的．     

黄土路堑高边坡稳定性分析新方法 ———特殊滑裂面快速搜索法

黄土路堑高边坡自身的特点,决定了其失稳破坏时滑裂面的特殊特征。综合考察大量失稳黄土高边坡实 例,发现其滑裂面剖面形态多呈上陡下缓的“L”形。利用传统稳定系数的概念进行分析,与实际情况出入较大。 利用数学方法,将黄土路堑高边坡的滑裂面概化为"抛物线"形,推导出其稳定性分析表达式,建立特殊滑裂面快 速搜索的方法。实际检验表明,该方法弥补了其他分析方法的不足,更符合实际。     

粘性土坡稳定性的三维变分分析

基于三维滑坡模型和简布（Ｊａｎｂｕ．Ｎ）的简化假设,将粘性土坡的稳定性问题等价于１个双参变量函数的待定边界的泛函的变分问题,利用变分法,推导了滑裂面所应满足的偏微分方程（欧拉方程）和横截性条件。本方法可以确定三维滑裂面形状和安全系数,同时可研究滑坡的宽度效应。     

双层结构边坡降雨入渗与坡面径流耦合分析

天然土质边坡在地质和人为因素的作用下,通常呈现一定层状结构,在强降雨作用下会产生入渗和坡面径流。研究降雨条件下坡面径流与地表入渗相互影响过程,对山地洪水和滑坡灾害防治具有重要意义,然而,目前为止对层状土边坡地表与地下渗流的相互作用机制的研究理解还极为有限。本文针对上粗下细型层状土边坡降雨入渗研究中忽略坡面径流影响导致入渗分析不符合实际这一问题,基于Moore双层入渗和坡面径流控制方程建立耦合模型,并通过Python编制相应的计算程序分析耦合条件下双层结构边坡降雨产流及停雨后雨水重分布全过程。数值分析结果表明边坡土体降雨入渗过程与坡面径流深度有关;降雨初期降雨强度<坡面入渗能力,入渗速率等于降雨强度,坡面产流后入渗速率随降雨持时逐渐减小趋于稳定;当湿润锋跨过土层交界面时入渗速率急剧减小,最终等于次层土的渗透率,意味着上粗下细型层状土入渗速率主要由次层土控制同时降雨停止后径流快速衰退,已入渗的雨水在重力和湿润锋下方土体基质吸力的作用下继续向下推移,湿润锋入渗深度随雨水重分布历时趋于平缓。算例表明,该计算模型与计算方法可行,能够较好地反映实际层状土边坡的降雨入渗过程,为类似的层状土边坡研究提供计算依据。     

降雨入渗条件下镇巴县牛背梁滑坡风险评价

为了研究降雨强度对浅表层坡体失稳的影响程度,在野外详细地质勘察的基础之上,利用Geostudio软件对坡体在不同降雨工况下进行渗流场和稳定性模拟,研究相应工况下的稳定性系数和失稳概率,再通过定量化方法对极易失稳工况下的坡体进行风险评估,研究结果表明:只有完全饱和状态条件下的坡体才极易失稳,失稳概率高达48.93%,滑坡影响区内承灾体总价值为361.9万元,财产年损失83.24万元,单人年死亡概率8.7×10-2,即处于风险极高区。     

同位素信息在确定Green-Ampt入渗模型参数中的应用

针对单独水文信息确定水文模型参数的信息量不足问题,以Green-Ampt入渗模型为例,结合同位素混合模型,应用氢氧稳定同位素信息确定Green-Ampt入渗模型参数,并通过室内降雨入渗实验验证.实验结果表明,同位素信息确定的Green-Ampt入渗模型参数与实测值接近,同位素信息和水文信息有效结合确定的模型参数比单一水文信息确定模型参数好.     

对称破坏机制下的边坡稳定三维滑动场分析方法

针对现有边坡三维极限平衡分析方法,提出了一种对称破坏机制下的边坡稳定三维滑动场分析方法,该方法基于剩余推力法原理,采用优化控制理论求解危险滑面并进行评价.同时,结合矿山人工开挖边坡的特点,应用三维滑动场方法进行反向搜索,即在指定安全系数下计算最大允许坡角,从而实现边坡优化设计.     

含硬性贯通结构面的岩质边坡稳定性研究

选取典型的具有硬性贯通结构面的岩质边坡模型,采用有限元强度折减法并应用岩土数值模拟软件对其进行详细的数值模拟,得到边坡在不同位置结构面、坡角及倾角下的安全系数和潜在滑移面。这说明将含贯通结构面的岩体总体特征予以反映并使之模型化是可行的。结果表明,随着结构面与坡脚距离的增大,安全系数也逐渐提高;边坡坡度越大,剪应力向坡脚集中,继而易发生破坏;坡角一定时,安全系数随倾角呈U形抛物线变化;潜在滑移面不一定沿着结构面发生破坏,也可能在岩体内滑动。上述各项岩土参数对岩质边坡稳定性的影响规律,可用于指导工程实践,有一定的推广价值。     

Back analysis of general slope under earthquake forces using upper bound theorem

Long time monitoring is acquired to obtain the displacement data for displacement-based geotechnical material back analysis, and these data are hard to be measured under some special condition, such as earthquake. For a simple homogeneous slope, the position of a critical failure surface is determined by value of c/tan ~b. Utilizing upper bound theorem of limit analysis, the external work rate and internal energy for normal slope under earthquake forces are given, and the formula for minimum safety factor is derived. On this basis, the equation of slip surface and the surface depth of a given position are solved. In this way, the strength parameter can be analyzed by known slip surface depth. For practical use, the surface depth for a given slope under varying strength parameter is presented. Finally, two examples are given to show its simplicity and effectiveness.     

霍泉灌区作物需水量实时预报

采用联合国粮农组织最新推荐的修正Ｐｅｎｍａｎ公式分析计算了霍泉灌区长系列参考作物的腾发量及其变化规律,在此基础上提出了该灌区冬小麦、夏玉米需水量预报模型．分析了预报模型中参数Ａ０的变化规律,并在预报过程中进行调整．运用实测资料检验表明,修正后的模型在逐日作物需水量预报中更符合实际,具有比较高的精度．     

考虑各向异性空间变异性的边坡可靠度分析

在边坡可靠度分析中,通常采用横观各向异性或各向同性随机场来刻画土体参数的空间变异特性,而忽略了土体参数的各向异性空间变异性,从而可能会得出错误的可靠度评价结果。为此,建立考虑各向异性空间变异性的边坡可靠度随机有限差分方法（RFDM）计算框架,并以一般各向异性空间变异性边坡为参考边坡,从波动范围方向结构、互相关系数、变异系数和波动范围等方面系统地探讨各向异性空间变异性对边坡可靠度的影响。结果表明：基于坐标转换的各向异性随机场模拟方法可以有效地刻画土体参数各向异性空间变异性;应变聚类边坡临界滑面搜索算法适用于复杂临界滑面的精确搜索;相比一般各向异性空间变异性,旋转各向异性空间变异性会高估边坡失效概率,横观各向异性空间变异性会严重低估边坡失效概率,而各向同性空间变异性会在较大和较小的波动范围内分别高估和低估边坡失效概率。     

基于电流注入型网络结构电压稳定性分析

电力网络中存在某些脆弱环节,对电力系统的稳定性有着重要的影响。本文将特征结构方法与电流注入型相结合,推导出一种判断电力系统薄弱节点,薄弱线路的方法。该方法利用电流注入型与电力系统的网络结构相对应,进而评定实际电力网络结构稳定性的强弱。     

降雨入渗条件下非饱和土边坡稳定性研究进展

降雨,特别是强度大、历时长的暴雨,是引起边坡失稳破坏的主要因素。降雨期间,雨水的大量入渗使边坡土体的饱和度增加,非饱和区基质吸力降低,土体抗剪强度下降。当降雨的强度和持续时间超过一定程度时,便可能导致边坡失稳。在讨论非饱和土强度理论和渗流理论的基础上,探讨了近年来关于非饱和土边坡稳定性研究的进展。