渗流对土质边坡稳定性影响分析

根据强度折减有限元法,采用Mohr-Coulomb屈服准则及关联流动法则,以收敛性准则结合特征点位移突变准则作为边坡失稳判据,研究了无渗流、渗流应力耦合及非耦合情况的土质边坡的稳定性.研究表明:1)渗流对边坡稳定性的影响十分明显,无渗流及渗流应力耦合两种情况的均质边坡的最小安全系数分别为1.84、1.115;2)渗流应力耦合效应对边坡稳定的影响极其不利,应该采用耦合方法评价边坡的稳定性,耦合、非耦合情况的最小安全系数分别为1.115、1.28.     

流固耦合作用下节理岩质边坡失稳过程的RFPA模拟分析

利用基于强度折减法的RFPA-Slope对渗流与应力耦合作用下的软弱互层岩质边坡稳定性进行了数值模拟分析,数值模拟不但直观形象地给出了边坡的渗流场、应力场、破坏区分布,而且得到了边坡滑移破坏面的萌生、扩展、贯通以及坡体整体失稳的渐进破坏过程,同时求得安全系数。并与无地下水的稳定性作了比较,结果表明,地下水渗流的作用使坡体位移增大,边坡安全系数减小,明显加大了滑坡范围。对实例的分析说明,RFPA-Slope能够较为准确地预测边坡潜在破坏面的形状与位置及计算相应的稳定安全系数,本文方法对于边坡,特别是对于复杂边坡的稳定性分析具有实用性。     

渗流作用下露天煤矿边坡稳定性数值模拟研究

对露天煤矿均质边坡的渗流场及其对边坡稳定性的影响规律进行研究,根据温度场和渗流场的可比拟性,利用有限元分析软件ANSYS提供的岩土非线性弹塑性Druker-Prager模型及其前后处理程序,对边坡在渗流影响下的内部应力、位移和稳定性进行分析,采用强度折减有限元方法计算边坡的安全系数并得到边坡可能产生破坏的滑移面,这有助于滑坡治理方案的制定。     

公路土质边坡冻融失稳稳定性分析

根据实际现场调查情况,论述了土质边坡冻融失稳的主要原因及影响边坡冻融失稳的主要因素.考虑了地下水的渗流作用,建立了冻土边坡冻融失稳稳定性分析几何模型.采用有效应力法,分别把土和水的混合体当作研究对象和把土骨架作为研究对象,得出二种方法在求季冻区土质边坡冻融失稳的稳定性系数时,会得到一致的结果.     

饱和渗透系数空间变异性对边坡稳定性的影响

基于随机场理论和非饱和渗流理论,通过对某一假想边坡在降雨条件下进行非饱和渗流分析和边坡稳定性分析,研究了在不同降雨强度下土体饱和渗透系数的空间变异性对边坡稳定性的影响.分析结果表明,随着降雨强度的增加,边坡稳定性降低,临界降雨强度与饱和渗透系数有关.饱和渗透系数的竖向波动尺度对边坡稳定性影响较大,目前采用确定性分析方法对渗流过程模拟存在风险.     

集对分析在边坡稳定性评价中的应用

针对边坡稳定性评价等级的复杂性,本文基于集对分析理论,对边坡稳定性进行同、异、反分析,在确定边坡稳定性等级的联系度基础上,分析和讨论了差异度系数的取值和各指标权重对评价结果的影响,以提高评价结果的客观性和科学性,实例应用及与其他方法评价结果表明该法应用于边坡稳定评价是可行的,且取得较好结果.     

福建高速公路边坡岩土体质量评价方法

福建省高速公路边坡上部为土下部为岩,整体稳定状态良好,为对在开挖后及支护前后出现局部滑塌现象的岩土边坡进行快速、准确的稳定性评价,基于极限平衡法,提出一种适合于岩土边坡岩土体质量评价的方法,首次综合岩和土的质量评价方法对边坡稳定性进行分析,扩充了边坡岩体分级的范畴．用该法评价福建省7条高速公路的102个边坡,结果与实际...     

高土石围堰施工-运行过程边坡稳定性分析

高土石围堰边坡稳定性与堰体材料的力学性质密切相关.在围堰施工及运行过程中,随着结构应力和渗流状态的变化,堰体材料力学参数也发生持续性变化.基于围堰施工过程中堰体应力及渗流状态变化规律分析和土石材料力学非线性理论,建立考虑施工过程的土石围堰边坡稳定分析模型;在此基础上,进行高土石围堰施工-运行过程边坡稳定特性分析,结果表明堰体边坡稳定的最不利工况出现在基坑开挖后的堰前水位下降期,最危险滑动面位置随着水位下降速率的增加由背水面转向迎水面;当水位下降速率一定时,堰坡稳定安全系数呈先减小后增加趋势,最小值及其出现时间与水位下降速率相关.     

基于粗糙集赋权的山区公路土石边坡可拓稳定性评价模型

为了对山区公路沿线土石边坡稳定性进行评价分级,并采取相应的防护措施,在总结现有国内外边坡研究成果和实地调研的基础上,根据山区公路土石边坡的特点,选取了影响土石边坡稳定性的4个一级指标(水文气象、坡体状况、岩土体特征、植被状况)和12个二级指标(降雨量、渗流、地下水位;边坡坡度、边坡高度、边坡形态;基岩岩性、岩石占比、块石级配;植被类型、根系发育状态、植被覆盖率),建立了山区公路土石边坡稳定性评价体系,为对定量指标和定性指标进行处理,建立了评价指标量化标准,并将15处实际边坡数据进行了离散化处理,把边坡的评价指标和稳定性等级均分为4级,赋予相应的等级范围,应用粗糙集理论确定了各评价指标的权重值.最后基于可拓学理论,建立了山区土石边坡的可拓稳定性评价模型,对边坡稳定性进行了评价.并应用该模型,对山区省道S314段内边坡实例进行了验证,评价结果表明,该评价模型科学、合理,结果可靠,为工程的实际应用提供了参考.     

基于组合赋权法和改进TOPSIS法的排土场边坡稳定性评价

为提高排土场边坡稳定性等级评价的客观性和准确性,运用组合权重和改进逼近理想解排序法建立排土场边坡稳定性评价模型。首先选取坡高、坡度、堆积台阶数等9个主要影响因素构建排土场边坡稳定性评价指标体系,再采用层次分析法和基于指标相关性的指标权重确定法获取指标的最优权重,结合灰色关联系数改进逼近理想解排序法建立边坡稳定性评价模型。以乌龙泉排土场边坡为研究对象,完成9个测点的稳定性评价,结果表明：所提评价指标权重与评价模型获得的评价准确率优于对比方法,在排土场边坡稳定性评价中适用性高,具有工程指导意义。     

蓄水池及排水管对边坡稳定性影响分析

本文模拟的是某边坡上的废弃蓄水池及排水管对边坡的稳定性影响。废弃的蓄水池在高降雨强度的情况下容易形成汇源积水,积水在边坡体内渗流,致使边坡的安全系数降低。运用有限元软件SEEP对某蓄水池的非饱和土边坡进行渗流模拟,分析了蓄水池积水渗流的渗流场及对边坡安全系数的影响,同时模拟了排水管堵塞与畅通的情况对边坡安全系数的影响。     

渗流-应力耦合效应对非饱和土边坡稳定性影响分析

基于VG模型得到土-水特征曲线与渗透系数函数曲线,通过建立有限元数值分析模型,采用有限元软件SIGAM/W与SEEP/W分别进行渗流-应力耦合分析与只考虑渗流的非耦合分析,将得到的渗流场与应力场导入SLOPE/W计算安全系数并对土坡内应力应变进行分析,研究耦合效应对边坡稳定性影响的相关规律。结果表明,渗流-应力耦合效应使得土体中雨水下渗速度更快,土中基质吸力消散更快;降雨对土坡稳定有不利影响,耦合分析土坡安全系数比非耦合分析小,耦合效应对非饱和土边坡稳定性影响不可忽略;降雨入渗条件下,土坡浅层出现应力集中现象,湿润锋深度处出现应力集中带,土坡易发生浅层破坏;坡脚水平位移比坡顶大,土坡失稳多从坡脚开始。     

降雨条件下非饱和土边坡渗流-应力耦合分析

以广西兴业县某滑坡为研究对象,利用Geo-Studio软件对非饱和土边坡渗流场、应力场、变形场进行直接耦合数值模拟分析,进而总结出了非饱和土边坡稳定性及滑移面的演化规律.结果表明:边坡浅层土体对降雨响应剧烈,孔隙水压力、体积含水量与降雨强度呈正相关性,基质吸力、有效应力锐减,引起抗剪强度下降,不利于边坡稳定;浅层土体受...     

可靠度理论在边坡工程中的应用研究

为减少或最大程度地消除边坡稳定分析中的不确定性,研究了起源于不确定性的工程结构可靠度理论,并分析了其基本原理。从边坡稳定性分析的特征出发,类比结构可靠性分析方法,建议分别使用两种适用于边坡稳定及可靠性分析的状态方程以研究功能函数形式对边坡可靠性分析的影响。然后,对结构可靠性分析中常用的蒙特卡洛模拟法、一次二阶矩中心点法和罗森布鲁斯法的基本原理及应用特点进行了研究。最后,基于边坡稳定性分析的平滑动面法,分别运用三种可靠性分析方法对实例边坡在不同应力状态下的可靠度及稳定系数均值进行了计算分析。分析结果表明:蒙特卡洛法、一次二阶矩中心点法和罗森布鲁斯法计算的边坡可靠度能够较好地描述不同应力状态下实例边坡的可靠性与稳定性的变化规律;其中,罗森布鲁斯法基于安全系数功能函数计算的可靠度值最小。     

基于破坏接近度和强度折减法的边坡稳定性评价

采用数值分析法对某高边坡开挖后的位移、应力和塑性区做了分析,指出了需要重点加固的部位。并用有限差分强度折减法对边坡的整体安全系数进行了分析,通过破坏接近度的计算对边坡非破坏区的危险程度和破坏区的破坏程度进行了评价。结果表明:采用两种方法对边坡开挖稳定性进行综合评价,既能正确定量地评价围岩内各区域岩体的稳定程度,又能给出破坏区、损伤区和扰动区的位置和范围,及滑动面的位置,并能描述岩体稳定性状态随开挖过程的演化规律,对边坡的开挖稳定性具有指导意义。     

基于重度增加法的大冶铁矿边坡稳定性分析

结合大冶铁矿东露天采场F9断裂带内的边坡实际情况,借助大型有限元软件ANSYS,采用重度增加法对大冶典型地段的边坡进行了稳定性分析及评价,最后应用有限元强度折减法进行验证,并对两种方法进行分析和比较.结果表明,基于重度增加技术的ANSYS程序用于高陡岩质边坡稳定性分析是可行的,与实际情况较为吻合,能合理简便地确定边坡的稳定性系数,是进行高陡边坡稳定性评价的有效方法之一,对工程实践具有一定的指导意义.     

大冶铁矿东露天采场边坡破坏判据的研究

通过对大冶铁矿东露天采场F9、F13断裂带内边坡的深入研究,从整体与局部稳定性系数等方面探讨了边坡破坏判据.利用有限元强度折减法和极限平衡法计算边坡的体稳定性,得出边坡处于极限平衡状态时的塑性应力及塑性应变,提出边坡破坏判据.     

强降雨条件下含软弱夹层粘性土坡稳定性分析

为了分析含软弱夹层粘性土坡在强降雨条件下的稳定性,结合某失稳边坡工程现场实际调研资料,基于饱和非饱和渗流与非饱和抗剪强度理论,提出了一种新的含软弱夹层粘性土坡稳定性分析方法,并利用该方法分析了强降雨条件下边坡的渗流特性及安全系数变化规律。分析结果表明：降雨入渗先在边坡软弱夹层内形成暂态饱和区,且当坡顶入渗的雨水未渗流至软弱夹层时,夹层内暂态饱和区中的雨水会沿夹层上表面向着坡顶方向渗流;降雨入渗过程中,边坡基质吸力与铅直有效应力之间存在严格的正相关变化关系;随着降雨历时的增加,塑性区首先在软弱夹层内部贯通,然后向坡顶扩展,边坡安全系数逐渐降低;降雨停止一段时间后,由于坡顶入渗雨水的补给,软弱夹层内局部将仍存在暂态饱和区,此时,塑性区面积会由坡顶向软弱夹层内部减小,再由夹层内部至坡面逐渐缩减,但边坡安全系数并未明显上升;根据数值计算结果可将粘性土坡失稳过程分为夹层软化、夹层挤压、拉伸裂缝、坡顶沉降和断裂滑移等5个阶段。因此,为了降低强降雨对边坡稳定性的影响,在含软弱夹层粘性土坡支护设计时应着重考虑边坡排水系统的合理布设。     

非饱和堆积土边坡降雨-渗流潜蚀耦合过程模拟

西部山区的松散堆积土是一种宽级配弱固结土,其内部细小颗粒易随降雨入渗在粗颗粒土骨架间孔隙发生迁移,改变土体水力特性,诱发堆积土边坡降雨失稳。为定量研究降雨作用下堆积体内在的渗流潜蚀耦合演进规律及其斜坡失稳机理,本文对降雨作用下非饱和堆积土边坡中坡体及孔隙尺寸的细颗粒迁移现象进行了分析概化,并基于多孔介质力学及混合物理论构建了描述非饱和堆积土中细颗粒侵蚀-运移-沉积全过程的渗流潜蚀模型。该模型被植入有限元程序,模拟了降雨作用下一维非饱和堆积土柱内部的渗流潜蚀耦合响应过程,并结合无限边坡模型定量分析了细颗粒迁移引发的土体渗透性、持水性及强度演化对非饱和堆积土边坡降雨入渗过程及稳定性的影响。通过数值模拟,本研究阐释了松散堆积土边坡中细颗粒迁移引发边坡局部土体渗透性变化,形成相对不透水层,诱发浅层坡体失稳现象的内在机理;并指出堆积土中细颗粒的侵蚀流失将减弱土体持水性及抗剪强度,加速边坡内的降雨-渗流潜蚀进程,加速边坡的浅层失稳。鉴于由降雨-渗流潜蚀过程引发的土体渗透性、持水性及强度演化均会对堆积土边坡稳定性造成不利影响,对松散堆积土边坡进行降雨稳定性分析时应充分考虑其内在的细颗粒迁移效应。     

渗流边坡失稳过程数值模拟

为了解持续降雨过程中土质渗流边坡的稳定性变化, 用CFD-DEM 耦合方法建立三维土质边坡模型, 设定土壤颗粒之间接触参数以满足土质边坡特征并形成离散元边坡模型, 通过CFD 中DDPM 耦合实现颗粒占用体积分数模型, 基于土壤渗流过程中从非饱和状态到饱和状态进行液桥力API 的开发来实现颗粒在渗流过程中粘结力及流场变化。应用此模型分析饱和状态下边坡失稳的情况, 结果表明: 在整个渗流过程中, 从上部到下部, 由于压实作用, 各监测点渗流速度逐渐减小, 符合渗流边坡非饱和阶段开发的液桥力实际情况, 渗流速度最大处即为边坡失稳的初始点。