基于非饱和土渗流和强度理论的三维边坡稳定分析

在边坡稳定分析中,进行三维稳定分析时通常都是采用饱和土强度理论,事实上地下水位以上的非饱和区的基质吸力会影响边坡稳定的安全系数,所以有必要基于非饱和土强度理论进行边坡稳定性分析。因此,基于非饱和土强度理论,并结合三维简化Bishop法思想推导了三维非饱和边坡稳定安全系数公式来评价边坡稳定性,并编制了相应的程序。最后,基于所提方法对嘶马河道岸坡的稳定性进行了评价,结果表明利用非饱和强度理论的岸坡安全性能比利用饱和强度理论的安全性有所提高,能更客观地对岸坡稳定进行评价。     

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。     

惠州抽水蓄能电站上库岸坡稳定性分析

抽水蓄能电站库水位升降频繁,边坡内地下水渗流场随着水库水位的升降处于频繁变化之中,边坡的稳定性也随之处于变化之中.该文利用计算边坡稳定的常用方法--瑞典条分法,分别计算了在正常蓄水位骤降工况下,库内边坡最小稳定安全系数和正常蓄水位稳定渗流期,库外边坡最小稳定安全系数,以确定岸坡的稳定性.     

水位骤变下土石坝非稳定渗流及稳定分析

以库水位骤变全过程为分析工况,基于非稳定渗流理论,考虑渗透系数与基质吸力之间的非线性关系,研究了典型土石坝工程的非稳定渗流场变化规律和渗透稳定性,并对坝坡瞬态抗滑稳定系数进行了计算。结果表明:水位骤变过程中,坝体处于非稳定渗流状态,浸润线呈突起弯曲状并不断变化,且水位变化速率越快,弯曲越明显;水位骤升阶段,非稳定渗流场等势线整体向上游偏移,对应大坝典型部位的渗透坡降明显大于该水位时稳定渗流场的,且水位上升速率越大,渗透坡降越大,超过允许渗透坡降时可能发生渗透破坏;上游坝坡在非稳定渗流阶段的瞬态稳定安全系数变化较大,水位升高对其稳定有利,水位骤降超静孔隙水压力来不及消散,形成反向渗流,坝坡稳定性降低明显,且水位下降速率越大,稳定性越低。     

高水位骤降作用下堤防边坡稳定性研究

高水位骤降时堤防易产生非稳定渗流,导致堤防边坡不稳定。本文通过开展堤防边坡稳定性物理模型试验,利用水位控制系统实现坡外水位的骤降,测试水位骤降过程中孔隙水压力、坡面地形变化,结合渗流稳定数值分析对堤防边坡稳定性进行研究。结果表明:水位骤降时,堤防边坡稳定性系数逐渐减小,堤防内部产生向坡外的渗流是边坡失稳的重要原因。     

库水位下降过程中边坡的稳定研究

应用非稳定渗流计算原理,求解不同渗透系数和降水速度时水位下降过程中边坡内部的浸润线.通过求出的浸润线,计算了边坡在浸润线影响下的的稳定性.通过对比不同渗透系数和下降速度下边坡的安全系数,分析并解释这些因对边坡稳定影响原因.计算结果显示在水住变化过程中,边坡的安全系敖呈现出先变小再变大的变化规律,即边坡存在最危险的水位时...     

基于极限平衡法的金川泄洪洞稳定性分析

以金川水电站泄洪洞进口边坡稳定性分析为目标,基于三维极限平衡法,考虑金川水电站泄洪洞进口边坡附近的四组优势结构面之间不同组合形式和不同排列次序,利用赤平投影原理对优势结构面进行定性分析并利用极限平衡法进行定量分析;基于二维极限平衡理论和方法,对泄洪洞进口边坡在开挖、蓄水、蓄水+暴雨+设计地震、蓄水+暴雨+校核地震4种工况下的稳定性进行分析。计算结果表明,三维稳定性分析中楔形体按倾向和倾角分别为336°∠60°、75°∠33°和237°∠65°的结构产状组合时,所产生的楔形体在开挖、饱水、设计地震、校核地震四种工况下的安全系数最低达到1.90,但仍符合设计规范要求。二维稳定性分析中,在蓄水+暴雨+校核地震工况下,边坡安全系数最低达到1.368,开挖扰动后变形体的强度能满足工程要求。对比两种分析方法,三维稳定性分析得出的安全系数均大于二维稳定性分析得出的安全系数,说明二维极限平衡法计算的结果更加偏于安全,但是同时也会增大工程的造价。     

考虑侧向摩擦边界的三维边坡稳定分析

目前在边坡稳定分析研究中,二维边坡稳定分析的理论与计算方法已趋于完善,而三维边坡稳定分析方法以刚体极限平衡法和有限元强度折减法为主,这些方法忽略了平行于滑动方向的侧向摩擦作用,没有全面地考虑坡体的三维抗滑特性.有鉴于此,提出了采用三维有限元滑面应力法来分析土质边坡稳定性,该方法充分地考虑坡体的三维抗滑特性,并避免了三维...     

三维刚体极限平衡法在重力坝深层抗滑稳定分析中的应用

为解决二维计算方法不能全面反映坝段深层抗滑稳定性的问题,以西南某重力坝深层抗滑稳定性研究为例,分别采用经典二维方法和三维刚体极限平衡方法,计算具有典型三维滑移模式的坝段的深层抗滑稳定安全系数,并据此评价该坝段的抗滑稳定性。计算成果表明,在考虑坝基滑移面的三维效应时,正常工况下该坝段的整体抗滑稳定安全系数由二维的2.960提高到3.270,提高了10％,地震工况下提高了16.6％。     

洪水位变化对堤防稳定的影响

介绍了堤防在洪水过程中边坡稳定的影响因素,并根据geo-studio软件计算了一个堤防边坡在水位下降过程中的非饱和非稳定渗流和稳定渗流,得到了堤防边坡渗流变化规律和安全系数,并采取了提高堤防稳定的措施。     

三维矢量和方法在桥址岸坡稳定性分析中的应用

矢量和安全系数法物理意义明晰,是评价边坡稳定性的一种重要工具。以某顺层桥址岸坡为例,考虑凝灰岩软弱夹层和卸荷裂隙的不利组合,通过极限平衡方法得到了岸坡的最危险滑面。建立了考虑主要地层分布三维地质力学模型,通过三维矢量和分析方法对不利滑面进行分析,运用潘家铮最大最小原理确定三维矢量和安全系数的计算方向,对桥址岸坡在自重、桥基荷载、地震作用、桥基荷载和地震联合作用这４种工况下的稳定性进行了分析,结果表明岸坡的安全系数均满足稳定性要求。三维矢量和安全系数法与二维极限平衡法评价岸坡稳定性的结果一致性较好,为大型边坡工程的三维计算提供了参考。     

三维有限差分强度折减法分析边坡稳定性研究

强度折减法已经成为边坡稳定分析的重要方法之一。基于FLAC3D程序的三维有限差分强度折减法可以自动计算三维复杂边坡的安全系数,可以考虑节理、断层等构造对边坡稳定性的影响,而且很容易通过临界状态的剪应变和节点速度判断出滑动面的位置和形状。利用FLAC3D三维有限差分强度折减法对某厂房枢纽区后边坡的三维稳定性进行了分析,结果表明该边坡的稳定性主要受F1断层的控制,计算结果合理,表明本文采用的方法可应用于三维边坡的稳定性分析。     

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。     

南水北调中线邙山隧洞进口边坡渗流场分析

渗流是边坡稳定的基本影响因素，对流流场分析计算，通常采用有限元分析方法。通过对南水北调中线总干渠过邙山段进口高边坡黄土渗流场的模拟计算，提出了黄土高边坡开挖渗流场的计算方法，并导出了边坡渗流边界的计算公式和二维自由水面边界的选取方法，通过对各种工况二维稳定和非稳定渗流场特征的分析，提出了确保边坡施工安全的措施。     

五一水库联合进水口高边坡抗滑稳定分析

采用二维极限平衡法,对联合进水口边坡在施工期(坡内外无水)、竣工期、稳定渗流期、库水位骤降期以及稳定渗流期遭遇地震等工况条件下的整体与局部稳定性进行计算。通过计算分析可知联合进水口高边坡抗滑稳定满足规范要求。     

河道洪水期数值模拟分析研究

河道在洪水期间水位变化产生非稳定渗流场,对河道及边坡正常运行影响较大。通过建立河道有限元三维模型,计算河道在洪水期间渗透坡降等非稳定渗透参数,分析并提出合理的渗透控制措施。     

不同水位下降速度下的砂性土堤边坡稳定性研究

高水位骤降、快降时产生的非稳定渗流对堤防边坡的稳定性影响较大,导致堤防破坏。本文通过室内物理模型试验,利用高精度传感器、地形测量系统观测堤防内部渗流场自由面、孔隙水压力、坡面地形变化,分析堤防边坡稳定性。研究表明:在水位骤降和快降情况下堤防边坡内孔隙水压力消散速率滞后于坡外水位的降落速度,产生指向坡外的渗流,影响边坡稳定;水位下降速度越快,堤防沉降变形越大,边坡稳定性越差。     

基于三维精细模型的水利工程高边坡稳定分析

水利工程高边坡的稳定分析对于边坡支护措施的设计具有重要意义,二维边坡稳定分析无法考虑坡面和岩层的空间变化,不能满足高边坡稳定分析的精度要求。充分考虑边坡体地形、地质的空间形态变化,通过建立基于地形、地质精细模型的三维边坡开挖模型,采用基于强度折减法的三维有限元软件,实现对水利工程高边坡三维开挖的稳定分析。以西藏某水利工程为例,分别通过二维边坡分析和三维边坡分析计算在不同工况下的稳定系数和滑动带,结果表明,与二维分析相比,三维边坡稳定分析得到的结果更加符合工程实际。     

饱和-非饱和渗流下膨胀土坡稳定性评估的有限元法

总结了膨胀土坡饱和-非饱和渗流场中影响边坡稳定性的一些因素,建议了饱和-非饱和渗流下考虑强度降低、密度变化等稳定性影响因素的膨胀土坡稳定性评估三维强度折减有限元方法,研制相应的强度折减有限元程序。通过与传统极限平衡法分析结果对比研究,对抗剪强度折减有限元法分析边坡稳定问题的适用性进行了评价,得出采用三维强度折减有限元法确定考虑饱和-非饱和渗流场的膨胀土边坡稳定性安全系数是可行的结论。     

基于Geo-studio的水位骤降对土质心墙坝坡稳定分析

库水位骤降时大坝上游坝坡稳定会受到严重影响。利用饱和非饱和非稳定渗流计算方法,通过分析加纳布维水电站土质心墙堆石坝的非稳定渗流过程,对其一最大横断面在不同库水位骤降速率下的非稳定渗流场进行分析,得出其渗流场的变化规律。根据计算出非稳定渗流结果,采用极限平衡法对大坝上游坝坡进行稳定性分析,结果表明:库水位骤降速率越大,大坝上游坝坡稳定安全系数越低。