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。     

基坑地下水渗流数值模拟

根据基坑工程施工实际情况，基于地下水渗流的基本规律，建立了基坑地下水渗流模型，通过有限元方法模拟了基坑地下水在不同的施工状态时的渗流情况。数值模拟结果表明：在不采取任何防水措施时，坑底会发生管涌，坑壁有水流出，不利于施工；设置挡土墙后，坑壁无水渗出，坑底发生突水；设置排水井后，可防止基坑突水和坑壁失稳。     

基于强度折减法对水电站坝头边坡稳定性分析

首先对利用有限差分强度折减法判断边坡失稳的准则进行了分析,以某拟建水电站坝头岩石高边坡变形体为实例,在现场勘察的基础上,利用Flac3D数值模拟对该高边坡蓄水前后的稳定性进行了分析,并利用强度折减法求出安全系数。结果表明,实例高边坡在蓄水前后整体上处于稳定,另外验证了利用有限差分强度折减法可以定量地解决岩体边坡的稳定问题。     

考虑土层软化及渗流应力耦合的边坡稳定性分析

为合理评价地下水对边坡稳定性的影响,采用有限元法对考虑土层遇水软化及渗流应力耦合效应的边坡稳定性进行分析,基于空气单元法求解含排水井边坡的多重非线性渗流场,基于强度折减法确定最危险滑动面和稳定安全系数.结合驷马山分洪道工程切岭段右岸边坡,开展渗流、应力及稳定性分析,得到边坡中的水头、应力分布及变形特征;评价了边坡布设排...     

浅析地下水对基坑边坡稳定性的影响

地下水极大地影响着基坑的稳定,控制好地下水对基坑边坡稳定意义重大,针对地下水对土和土钉的作用及地下水的渗流对土体的影响进行分析,强调基坑勘察和设计旗工中应正确认识地下水对基坑边坡稳定的影响,进而做到有的放矢,合理控制。     

基于监测数据的硬质岩路堑边坡地下水分布特征与防渗效果评价

针对地下水影响岩质边坡的安全稳定的问题，以开挖深度约200 m的连云港中云台山路堑边坡左坡为研究对象，通过计算分析地下水监测数据，对路堑边坡左坡的地下水分布开展研究并评价开挖坡面细石混凝土喷层的截渗效果。结果表明，边坡地下水补给来源为降雨入渗，边坡南端废弃采石场为主要排泄区；埋设渗压计的四个平台间存在较强水力联系；渗流量高的区域细石混凝土喷层老化破损比其他区域高，但整体上细石混凝土喷层的截渗效果较好。     

土石坝加高加固防渗措施及边坡稳定的分析研究

在土石坝加高加固过程中,必须对坝体渗流和渗流作用下边坡稳定进行分析,确保加高加固阶段和蓄水运行过程中的坝体安全.根据有限单元法基本原理和渗流基本理论,对土石坝加高加固稳定和非稳定渗流问题的利用有限单元法程序进行了实例分析.     

边坡降雨入渗的饱和-非饱和有限元数值分析

针对降雨入渗时边坡的稳定问题,运用饱和-非饱和渗流有限元法模拟降雨条件下土质边坡渗流场的变化情况。研究了降雨入渗情况下边坡内非饱和渗流场的变化以及渗流场的变化对边坡失稳的影响机理,结合工程边坡算例,进行了边坡内渗流场的数值模拟,得出了有意义的结论。     

地下水源热泵含水层水头分布及温度场的模拟分析

为使地下含水层能量更好为实际工程所用,进一步保护地下水空间,通过对地下水源热泵系统地下含水层中渗流场的分析,建立一抽一灌(对井抽灌)系统和一抽两灌系统地下水渗流数值模型,应用数值模拟方法对地下含水层渗流场水头分布及温度场进行模拟分析。结果表明:在相同的运行周期内,一抽两灌系统温度场的影响半径相对较小,并且抽灌井周围的等水头线分布较疏,水头变化缓慢,更利于地下水的回灌。尽量使回水井远离取水井,可以有效避免热贯通现象的发生。     

降雨条件下非饱和土边坡流固耦合数值模拟

在传统的应力平衡方程基础上,结合岩土介质饱和-非饱和渗流理论,考虑边坡岩土体的非饱和性及渗透系数的非线性特征,建立了渗流场-应力场耦合方程,并将其时间、空间离散后得到增量形式的有限元方程组.结合数值算例,对降雨条件下非饱和土质边坡进行了流固耦合分析.研究结果可为降雨条件下边坡稳定性分析和滑坡预测提供技术支持.     

水位升降对库区非饱和土质岸坡稳定性的影响

针对传统的饱和土理论在分析库岸边坡渗流和稳定问题中存在的不足,以非饱和 饱和渗流分析程序模拟水位升降过程中岸坡内孔压场（包括浸润线以上的基质吸力场）.在此基础上,考虑基质吸力对抗剪强度的贡献及其对安全系数的影响,进行了边坡稳定的极限平衡分析,并对影响岸坡渗流场的主要水力参数进行了敏感性分析.分析结果表明,坡外水位升降时,坡内浸润线及其上的基质吸力场发生显著变化,进而影响岸坡稳定;水位升降过程中,岸坡安全系数的变化规律非常复杂,坡内孔隙水压力、坡外水推力和土体容重对稳定安全系数的贡献规律随水位变化而变化;土体的渗透性能和土 水特征曲线的斜率显著影响了水位升降过程中岸坡稳定安全系数的变化规律.     

分段平移相渗曲线方法校准网格粗化效果

网格粗化就是保持粗化前后两个模型的油藏物性与渗流特征尽可能相同,从而保证模型粗化前与粗化后具有相同的开发效果.采用调和平均和算数平均对渗透率进行粗化,发现粗化后的采出程度与含水率的关系曲线与粗化前存在一定的差别.基于油藏工程理论推导得到油、水相对渗透率(Kro/Krw)与含水饱和度(Sw)的关系曲线的斜率与截距和水油比...     

基于非饱和大孔隙流双重介质模型的浸水边坡水力响应数值模拟

受地形限制,大量公路、铁路等常出现沿库与沿河线,水位变化是引起库岸滑坡的重要因素。目前边坡渗流研究多集中在非饱和均匀流,对大孔隙边坡非平衡流方面研究仍显滞后。为此,以福建省某一典型库区边坡为例,对比了水位上升时考虑非饱和渗流和非饱和大孔隙流时边坡水分场和稳定系数随时间的变化规律,并分析了水位上升速率（v）、大孔隙域水力传导系数（Ksf）、两域交界处水力传导系数（Ksa）、土粒中心至大孔隙边界距离（a）、大孔隙体积占比（wf）等对大孔隙边坡稳定系数的影响规律及权重。研究结果表明：水位上升中,非饱和渗流下边坡内部基质域含水率明显小于非饱和大孔隙渗流下边坡内部基质域含水率。非饱和渗流条件下边坡浅层向内的水力坡度明显大于非饱和大孔隙流边坡且大孔隙边坡中相同位置基质域含水率远大于大孔隙域（最大达18.9倍）。两种渗流工况下,边坡稳定系数随水位上升均呈现先减小后增大的趋势,并于同一水位（在最高蓄水位高程的一半附近）同时达到最小值。相同渗流工况下,且考虑非饱和大孔隙渗流边坡比考虑非饱和渗流边坡稳定系数更小。增加v、Ksf、a、wf或减少Ksa,坡内两域间水分交换减弱,水分将快速运移至坡体深处,引起地下水位上升,促使边坡稳定性最大降幅达17.7％。v、Ksf和wf对边坡稳定影响占权重较大且相当,Ksa和a所占权重较小且约为前者一半。     

基于数值模拟及反分析研究施工因素对渗流特性的影响

通过现场调研大量病险水库大坝防渗加固案例,结合文献介绍,归纳总结了勘察设计及施工阶段可能影响防渗墙防渗效果的诸多因素,并对其可能导致的不良效果进行合理归并分类。基于上述分类,建立简化物理模型,采用Geostudio中seep/w模块开展渗流模拟,评估土石坝防渗墙加固后的防渗效果。最终以某水库防渗加固的效果为例,针对存在质量缺陷、防渗结构形式差异、水位变动引起非稳定渗流等工况进行分析,通过出逸点水力坡降、渗流量等要素评估各工况因素对防渗效果的影响程度,结合浸润线形态开展防渗体防渗效果不良原因初判,并对稳态下不同库水位水平及库水位变动工况进行数值模拟,比较分析其浸润线形态差异,结果显示贯穿缺陷严重削弱了防渗墙防渗效果,不同库水位骤升骤降速率下的浸润线变化与稳态库水位相比在上游出现了"延缓上升"与"延缓下降"现象,通过以上研究为病险水库防渗加固整治提供参考。     

堤防锥探灌浆加固后的渗流及稳定性比较分析

总结了某堤防工程主要病险问题与安全现状,提出了相应的加固设计方案,重点对长期存在的堤身渗水问题开展灌浆防渗方案比较分析,对优选的锥探灌浆进行了较为详细的设计。在此基础上,采用饱和-非饱和、稳定-非稳定渗流有限元计算理论,对锥探灌浆防渗加固前、后的堤防开展稳定渗流场以及水位骤降工况下非稳定渗流场计算,对堤身孔压变化规律等渗流性态进行研究,并开展相应的堤坡稳定计算。结果表明,采用锥探灌浆加固后,堤身渗流量和逸出坡降明显减小,浸润线降低,防渗效果显著,且各工况下堤坡抗滑稳定安全系数提升明显。     

水位变动速度对某库区岸坡堆积体稳定性的影响

水位变动期间库区岸坡堆积体渗流场及稳定性的变化是一个动态过程,如何评价水位变动速度对堆积体稳定性的影响是工程上一个重要课题。采用有限元计算与刚体极限平衡分析相结合的方法,探讨了水位变动速度对堆积体渗流场及稳定性的影响机理和规律,研究成果表明,水位变动速度对堆积体在水位变动期间瞬时渗流场有着较大的影响,较大水位上升速度对堆积体稳定性有利,但水位下降速度增大对堆积体稳定性不利,水位下降速度由0.5增大至5 m/d,堆积体稳定性系数可降低15%～20%,水位下降期间堆积体危险水位往往出现在堆积体坡脚以上1/3～1/5坡高处。     

基于矢量和法的库水位下降边坡稳定性研究

为了研究库水位的下降对高陡边坡稳定性及变形的影响,以锦屏一级水电站左岸边坡为例,基于饱和渗流理论,以左岸坝头滑移破坏模式为研究对象,利用矢量和稳定性评价方法研究不同库水位下降速度对锦屏一级电站左岸边坡的稳定性影响规律。研究表明:当库水位以1 m/d的速度由1 880 m高程下降至1 800 m高程时,左岸坝头滑移破坏模式的安全系数由1.214降低到1.147,且安全系随着库水位下降趋于稳定,而当库水位下降速度达到2 m/d时,安全系数的降低速度随着库水位的下降逐渐加剧,当库水位达到1 800 m高程时,安全系数降至1.052,左岸坝头滑移破坏模式接近临界状态;库水位下降条件下坡体最大位移处发生在坝头滑移破坏模式潜在滑动面的剪出口位置。     

Response of an old landslide to reservoir filling: A case history

1 Introduction It is generally believed that reservoir slope instability is mainly caused by unfavorable hydrodynamic evolution in the bank due to reservoir filling and/or operation. Many cases of instability were reported both in China and abroad, causing life fatalities and economic losses, and even leading to project abandonment[1-5]. Riemer[5] reviewed 60 published case histories and indicated that 85% of slide events happened during con- struction and/or filling period, or within 2 years …     

Response of an old landslide to reservoir filling: A case history

Unfavorable hydrodynamic evolution is considered as the major cause leading to reservoir slope instability and is often modeled by numerical method. However, this simulation is seldom checked by systematic field instrumentation. Taking the opportunity of filling the Three Gorges Reservoir, a system was established in Xietan landslide to monitor reservoir water level, subground water level, seepage pressure, rainfall and deformation, etc. The monitored data during reservoir filling shows that: (1) The water level rise in the bank lags behind the reservoir filling and the lag time depends on the bank permeability; (2) rainfall-induced subground water rise and its lag time is closely correlated to hourly rainfall, indicating that it is not feasible or sufficient to use daily rainfall for analysis; (3) the effect of inverse seepage during reservoir filling on stability is ephemeral and reservoir filling is the major cause leading to bank instability.     

人工神经网络边坡稳定预报

建立了人工神经网络的边坡稳定预测模型,收集了较多的样本进行网络训练,结果表明,所建立的模型预测精度较高,简便易行,具有工程应用价值。通过人工神经网络的训练发现,边坡的坡度、内摩擦角、凝聚力对边坡的安全系数影响较大。对于水库边坡来说,水的渗流、水压力和坝高均对边坡的稳定性有较大的影响。