基于局部强度折减法的某水电站边坡稳定性分析

边坡的稳定性问题一直是水电工程研究的重点和难点,目前普遍采用整体强度折减法进行分析,其考虑了对所有岩土体单元强度折减,与实际不相符合.基于局部强度折减法基本理论,采用有限元软件对某含有软弱夹层的水电边坡进行稳定性分析评价.结果表明:自然工况下,边坡稳定安全系数为1.28,边坡基本稳定;但在降雨过后,软弱夹层抗剪强度迅速降低,塑性区贯通,边坡稳定安全系数仅为0.96,边坡将沿着软弱结构面滑动;对上部危岩体进行加固后,边坡稳定安全系数分别提高75.8％和90.6％,塑性区范围减小.计算结果可为同类边坡工程的稳定性评价和加固施工提供借鉴.     

缓倾顺向软弱夹层岩体边坡变形机理及稳定性研究

以贵州某边坡为例,基于FLAC3D平台建立含软弱夹层岩体边坡模型,等间距监测边坡垂直开挖后软弱夹层的变形特征可知,此类边坡失稳是沿软弱夹层向临空面缓慢滑动的过程,具有明显的渐进性,属于滑移-拉裂模式。为探究软弱夹层力学参数对此类边坡稳定性的影响,适当扩展软弱夹层参数粘聚力c、内摩擦角φ的范围,采用控制变量法对比分析强度折减法和极限平衡法的计算结果表明,极限平衡法计算偏于安全;软弱夹层参数对边坡稳定的敏感性为:内摩擦角φ>粘聚力c。     

某水库库岸边坡开挖加固弹塑性有限元分析

为进一步分析边坡开挖加固过程中位移、稳定性和危险滑裂面的变化情况,以弹塑性有限元法为计算工具,对某水库边坡的开挖加固过程进行数值模拟分析,计算考虑了开挖不加固和开挖并及时加固2种情况。计算结果表明:开挖不加固时,边坡整体发生很大位移,开挖完成后安全系数小于1,塑性破坏区贯通内部的软弱夹层,边坡不能保持自身稳定,将沿着软弱夹层发生滑动;开挖并及时加固后,边坡发生位移得到有效控制,安全系数提高141%,软弱夹层内部的塑性区分布范围也大大减少,且锚杆将软弱夹层两侧岩体连接起来,滑裂面往内部发展趋势明显。说明采用的加固措施能有效保证边坡开挖过程中的施工安全,成果对类似边坡工程有一定参考价值。     

驮英水库导流泄洪隧洞出口边坡三维极限平衡分析

驮英水库导流泄洪隧洞出口边坡岩体结构面相对较发育,边坡上游侧存在层间软弱夹层,下游侧近顺向坡,具有潜在失稳威胁。以该边坡为研究对象,构建三维模型,考虑边坡控制性结构面及可能组合的滑动形式,切割潜在滑坡体,经三维极限平衡分析表明,部分潜在滑坡体的安全系数低于规范标准。通过适宜的支护措施,可保证边坡稳定性。     

某含软弱夹层花岗岩残积土边坡稳定性研究

福建省地处中国东南沿海地区,花岗岩残积土分布较为集中。花岗岩残积土边坡存在较为发育的微裂隙结构面和一些软弱岩脉风化而成的软弱夹层,由于风化作用、降雨和地下水渗入等外界环境影响,裂隙中的填充物泥化和膨胀,结构面的抗剪强度迅速下降,形成软弱夹层,造成边坡失稳破坏。以某含软弱夹层花岗岩残积土边坡为例,建立有限元数值模型对该边坡的变形特征进行研究,发现直接开挖后沿软弱夹层将发生较大的相对滑动,最大水平位移达22 cm,同时表明软弱夹层的存在不仅造成了边坡总体变形的增大,还决定了边坡失稳破坏时滑动面的位置。研究成果可为此类含软弱夹层的残积土边坡的设计、施工和治理提供借鉴和参考。更多还原     

沿软弱夹层的地基深层抗滑稳定分析

研究抽水蓄能电站坝基稳定问题的必要性。结合某工程具体情况，采线性有限元法，计算上库地基内沿软弱夹层的抗滑稳定安全系数，从而验证了坝基岩体的稳定性。     

开挖岩质边坡失稳机制与防治失败启示

某场地边坡开挖后在内外影响因素作用下而呈现"后退-前进"渐进式失稳特征,通过探槽勘察和室内外试验对其失稳机制进行分析。结果表明:滑面位置为软弱夹层的上层面与岩层面的接触部位,而非软弱夹层内部剪切面;失稳坡体运动特征为两个阶段,前进式渐进牵引失稳破坏和推移式下滑运动;对该类边坡进行设计、支护时,要进行正确的稳定性计算,滑面确定尤其是关键,同时要判定可能是的失稳演化机制,且不能忽略层间软弱夹层蠕变性质。可为该区域类似边坡的设计支护以及后期监测评价提供的理论基础和经验。     

软弱基座型边坡破坏机制的离散元分析

我国西南地区某省某软弱基座型边坡地质条件、坡体结构复杂,边坡临空面陡峭,为边坡变形破坏提供了有利空间。某边坡曾出现失稳破坏现象,经过对边坡工程地质条件以及边坡岩体结构特征调查分析,认为边坡变形破坏主要由下伏软弱层的塑流挤压变形以及上下层的差异风化引起,并在坡肩产生拉裂缝,边坡整体表现为受下伏软弱层控制的倾倒变形失稳破坏模式。采用三维离散元(3DEC)数值模拟软件,模拟边坡变形破坏机制、特征,模拟过程和结果表明,上部岩体拉裂缝的产生和发展受下部软弱岩体的变形导致上部拉应力集中所致,加之上部岩体自身的裂隙发育,由此可能产生整体失稳破坏。     

含软弱夹层库盆边坡稳定分析方法探讨

极限平衡法与有限元强度折减法是目前边坡稳定分析计算中常用的两种方法。以中东某混合坝边坡稳定计算为例,该混合坝基础内存在软弱夹层,采用极限平衡法与有限元强度折减法对边坡稳定性进行计算,总结分析两种方法的计算结果及差异,并对分析方法进行探讨。结果表明:极限平衡法和有限元强度折减法求解得到的安全系数较为接近,均可对含软弱夹层边坡进行模拟。     

对大朝山水电站斜向坡失稳特征的探讨

本文以大朝山水电站一滑坡实例，探讨了软弱夹层与边坡走向斜交的情况下，边坡的失稳特征、机制及其平剖面上的分区，并初步提出斜向边坡稳定性分析的方法。     

水对岩质边坡倾倒变形影响的DDA模拟

大量工程实例表明,水位变动与水库库岸岩质边坡的变形失稳有紧密联系。本文基于非连续介质力学的DDA(Discontinous Deformation Analysis)方法,采用经典的 Goodman 倾倒模型,对边坡进行倾倒变形及失稳过程模拟,分析了岩质边坡倾倒变形的机理、影响因素,变形稳定和整体失稳的控制条件。在此基础上,考虑水的浮托力和渗透力的作用,模拟了水对岩质边坡倾倒变形的触发作用以及水位变动对变形的影响,分析了水对岩质边坡安全系数的影响。模拟结果显示,发生倾倒变形的安全系数远小于整体稳定安全系数;坡脚的稳定性对边坡的整体稳定起控制作用,坡脚的滑移是边坡发生倾倒变形的必要条件;水的作用降低了坡脚的稳定性,一定条件下是边坡进一步发生倾倒变形的触发因素。     

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。     

斜坡稳定性评价的一类非确定性理论模型

根据工程实际,采用非确定性研究方法,视斜坡变形失稳这一客观现象为一模糊事件,将传统的安全系数与边坡破坏模糊概率测度联系在一起,建立了边坡稳定性分析的模糊数学模型。利用该模型可对斜坡稳定性进行具体分析评价。通过具体计算分析结果表明,对岩质边坡,其安全系数临界值不应小于1.15。     

基于对数螺旋破坏机制的三维边坡稳定性分析

为研究三维边坡在对数螺旋破坏机制下的稳定性,基于极限分析上限法提出了非相关联流动法则下的速度场及安全系数的求解方法,可有效的解决相关联法则中摩擦角过大可能导致速度场不收敛的问题。基于Michalowski构建了考虑体积应变的均质三维边坡的对数螺旋线破坏机制,并利用MATLAB编制计算程序计算不同内摩擦角φ、不同边坡倾角β工况下边坡的稳定系数,分析内摩擦角、边坡倾角对稳定系数和破坏模式的影响规律,引入强度折减技术计算边坡安全系数,通过与Michalowski方法对比发现计算结果接近。研究结果表明:在三维边坡对数螺旋破坏机制下相对于一定宽度的边坡适用,且经过计算稳定系数符合规律。研究成果为边坡的设计计算提供参考。     

软硬岩互层边坡的破坏模式及稳定性研究

采用FLAC^3D强度折减法研究软硬岩互层边坡在不同岩层厚度组合h、不同岩层倾角下边坡的破坏模式和稳定性系数k。结果表明h对边坡的破坏模式影响较小,θ对边坡的破坏模式影响明显①水平层状边坡破坏模式为滑移—压致拉裂;随着θ的增大,顺倾向边坡破坏模式为滑移—拉裂、顺层滑移、滑移—溃曲、弯折—溃曲;直立边坡为弯折—崩塌破坏模式;反倾向边坡为滑移—溃曲和弯折—倾倒破坏模式。②缓倾向顺层边坡中,h的变化对边坡k影响很小,k由靠近坡脚处的软岩决定;其余层状边坡中,当软岩厚度不变时,k随着硬岩厚度的增大而增大,当硬岩厚度不变时,k随着软岩厚度的增大而减小。③随着θ的增大,顺倾向边坡中,k曲线呈现出先减后增的形状;反倾向边坡中,k曲线呈现出先增大后减小再增大的形状;软硬岩互层边坡总体稳定性趋势为,近直立层状边坡>陡倾向顺层边坡>反倾层状边坡>近水平层状边坡>缓倾向顺层边坡。     

锦屏一级水电站码头营地危岩体的稳定性分析

锦屏一级水电站左岸码头营地边坡是由多组不规则的卸荷裂隙围限出的一较大规模的危岩体,由于滑动面并非规则平面,因此破坏面复杂。本文采用点安全系数方法评价块体的稳定性。在地质勘测的基础上建立块体的数值计算模型,计算滑动面的应力值(含正应力和剪应力),由库伦准则定义出沿可能滑移方向的点安全系数。通过点安全系数的分布评价块体的失稳机理,通过点安全系数对破坏面的加权平均值评价块体的整体稳定性。计算结果表明,危岩体点安全系数分布符合宏观变形特征,整体安全系数不满足设计要求,经施加4 800t支护力加固后,整个围岩体的稳定性满足设计要求。     

坡顶局部荷载作用下非均质边坡稳定性上限法分析

当坡顶作用局部荷载时,潜在滑裂面可能不通过坡趾,而是在坡面上发生局部失稳破坏。针对黏聚力随深度线性变化的非均质边坡,引入黏聚力比例因子,推导了坡顶局部荷载作用下非均质边坡极限分析上限法相关计算公式,建立了安全系数与滑裂面起始角、终止角以及临界高度的关联函数,将理论公式转换为多元函数的极小值问题,并给出最优解。主要分析了比例因子和局部荷载对边坡稳定性的影响,结果表明:比例因子对安全系数和滑裂面临界高度影响显著;坡顶局部荷载主要控制着边坡的破坏范围,对边坡的安全系数同样有着一定的影响。     

非稳定渗流作用下边坡稳定性试验研究

水位下降时产生的非稳定渗流不利于堤坝边坡稳定,是一个与水力学和土力学有关的复杂问题。开展了非稳定渗流作用下的边坡稳定模型试验,研究了不同土力学条件和水力学条件下,渗流对边坡稳定性的影响,探讨了水位降落指标k/μv与边坡稳定性之间的关系。结果表明：在边坡稳定性分析中,渗流方向是边坡稳定分析的关键,水位降落时渗流向上游方向,边坡安全系数远低于其他渗流方向。边坡失稳发生在水位降落过程中临水坡的渗透力或渗透坡降达到最大的时刻。不考虑渗流方向的计算结果不能正确反映边坡的稳定性,建议边坡稳定分析须正确考虑渗流作用。     

乌井水库坝体防渗墙对坝坡稳定的影响研究

增建防渗墙是一种常见的土石坝加固手段,目前,关于土石坝除险加固工程中增建混凝土防渗墙后是否对坝坡稳定产生影响的研究较少,工程设计上也很少考虑.为分析增建防渗墙对坝体的影响,采用有限元法建立数值计算模型,分析增建防渗墙前后坝体渗流、应力场变化规律,对比计算不同运行工况条件下的坝坡稳定情况.计算结果表明:增设防渗墙后,上游坝坡浸润线有所抬高,下游坝坡浸润线明显降低;墙前土体孔隙水压力大于墙后土体,墙后土体的有效应力大于墙前土体;增建防渗墙后上游坝坡的稳定安全系数减小,但减小的幅度不大,相比上游坝坡,增建防渗墙对于下游坝坡的稳定安全系数影响更显著,安全系数提升了近10％;水位骤降速度越大,上游坝坡稳定安全系数下降越快,骤降达到的最小坝坡稳定安全系数越小,对于坝坡的稳定越不利.     

基于动力强度折减法的地震边坡稳定性分析

目前关于动力作用下边坡稳定性的分析方法仍存在一些不足之处,如动力问题按静力处理、未充分考虑加载地震波的动力效应、仅考虑剪切破坏、未考虑边坡滑动面形成的渐进破坏过程等。鉴于此,本文同时考虑坡体拉剪强度参数的折减及边坡渐进破坏的过程,结合动力有限元强度折减法原理及边坡动力失稳判据,从监测点位移及加速度突变、计算数值收敛性及拉剪破坏面贯通情况3个方面,确定边坡的动力稳定安全系数及拉剪破坏面。结果表明:动力有限元强度折减法能够定量有效地进行地震作用下岩质边坡稳定性评价,并充分反映了边坡渐进破坏过程,其结果可为地震作用下岩质边坡的抗震设计及动力稳定性分析提供参考。