库区水位下降对库岸边坡稳定性的影响

为了研究库区水位下降过程中岸坡的稳定性,在探讨库岸边坡稳定性影响因素的基础之上,通过数值计算与稳定性分析理论,同时考虑坡度、坡体渗透系数与库区水位下降速率的不同工况条件下渗流场中孔隙水压力的变化,并对库区水位下降期间各因素变化对边坡稳定性系数的影响进行了分析.研究结果表明:库区水位下降对库岸边坡的稳定性有着较大影响,是库区边坡失稳破坏的重要因素,当水位下降时,库岸边坡稳定逐渐降低.采用FLAC对不同工况进行数值计算,当研究参数取值在符合工程实际范围内时,相同水位下降速率条件下库岸边坡坡度逐渐增加时,边坡稳定性呈现逐渐下降趋势;坡体渗透系数逐渐减小时,边坡稳定性也越来越低.而不同的水位下降速率对边坡稳定影响也不同,当水位下降高度相同时,下降速率逐渐增大则边坡的稳定性逐渐降低;坡度、水位下降速率与坡体渗透系数的变化都会导致边坡稳定系数的变化,其中库区水位下降过程中存在着稳定性系数最小值,水位下降速度越大,最小值越小;此外,库水位下降时存在一个最危险水位,此时坡体稳定性系数最小,而该水位大致位于坡体下1/3处.研究结果对三峡库区水库水位的调控和库岸边坡的稳定性具有一定的工程意义.     

基于RFPA3D不同加载方法的边坡渐进破坏分析

以锦屏一级左岸边坡为例,建立简化、含软弱结构面的三维地质模型,采用RFPA3D基于离心加载法（Centrifuge）和强度折减法（SRM）模拟边坡渐进破坏过程,通过再现边坡渐进破坏过程,探讨RFPA3D不同加载方法在边坡稳定性分析中的适用性。模拟结果显示:与FLAC、离散元等有限元数值计算方法相比,RFPA3D模拟的边坡渐进破坏过程更加简单直观高效;渐进破坏过程分析表明,在自然工况下左岸煌斑岩脉X、断层F5、F8、F2是控制边坡整体破坏模式的关键因素,在进行边坡开挖时应予以重点关注。稳定性分析表明,采用Centrifuge法计算得到的边坡安全系数为1.75,比采用SRM法计算得到的安全系数1.52高,且Centrifuge法模拟得到的边坡破坏模式与实际工程勘察结果更为一致;因此,分析边坡破坏模式时,推荐采用RFPA-Centrifuge法。     

锦屏高边坡稳定地质力学模型试验研究

针对锦屏一级水电站左岸1960m高程以上边坡的地形地质条件,采用地质力学模型试验的方法,利用超载法进行破坏试验研究,定性掌握边坡变形破坏的全过程,定量分析边坡的变形和应力变化情况;探明了边坡变形破坏的趋势,得出了边坡基本稳定的结论.     

东戈壁钼矿露天坑排土场位置与边坡稳定性分析

应用数值模拟技术对新疆东戈壁露天矿边坡不同排土场安全距离问题进行了真实有效地分析,直观地再现了边坡应力和位移变化,并得到边坡的稳定安全系数。结果表明:在没有排土场作用下,露天坑边坡处于相对稳定状态,当排土场安全距离为50m时,安全系数急剧减小到0.68,随着排土场安全距离的增大,安全系数随之增大。当排土场安全距离为300m时,边坡安全系数达到0.99,当安全距离大于400m时,排土场几乎不会对边坡的稳定性造成影响。数值模拟技术对边坡排土场安全距离的确定具有重要的指导意义,为东戈壁露天矿边坡开挖提供了有效的技术支撑。     

FLAC^3D在库岸斜坡稳定性分析中的应用

水库库岸滑坡是水利水电工程中常出现的重大工程地质问题之一，库岸滑坡集普遍性、危害性和特殊性于一体，深入研究其诱发机理及变形破坏特征，对评价滑坡的稳定性以及制定经济有效处理措施具有重大意义．本文针对库岸边坡在库水位陡降时易发生失稳破坏的特点，分析了库水诱发滑坡的破坏机制，并运用数值模拟方法对某库岸边坡工程进行分析，验证了所得结论；边坡岩土体因饱水软化作用，其滑动面的力学参数数值降低；库水的浮托力在某种程度上又有利于边坡的稳定；而当库水位陡变时，坡体内产生的渗透力又容易导致边坡失稳．     

鲸鱼沟水库蓄水对泥岩-黄土岸坡稳定性的影响评价

库水位上升对库岸边坡的影响程度与水敏性地层位置、水位、滑面倾角等多个因素有关。为了研究白鹿塬鲸鱼沟水库蓄水过程中库水位升高对边坡稳定性的影响,依据水库区的边坡演化、地层结构、库水位与地层的关系等因素,对库区内的51个边坡剖面进行统计和分类,可将鲸鱼沟内的边坡分为第三系砂泥岩边坡、黄土-砂泥岩陡坡、黄土-砂泥岩陡坡和残坡积土-砂泥岩缓坡等四种类型,并选取4个典型的边坡类型建立起地质模型,采用Morgenstern-Price法计算了库水位升高过程中不同边坡类型的稳定系数。结果表明,任何库水位条件下,鲸鱼沟内的第三系砂泥岩陡坡、黄土-砂泥岩陡坡和残坡积土-砂泥岩缓坡的稳定系数均高于水利水电工程边坡的设计安全系数。黄土-砂泥岩缓坡由于Q_2-3黄土披覆于整个坡面,导致其稳定性差,在库水位上升过程中,稳定系数下降率大,易形成滑坡和库区塌方,经计算可知危险水位下黄土-砂泥岩缓坡滑移方量约占库区总滑移方量的13%。     

库水位上升对茨哈峡4#倾倒体的稳定性研究

库水位上升产生的浮力作用,将改变原来的水-边坡作用环境,不利于库区边坡稳定.结合茨哈峡4#倾倒体现场踏勘调研情况,根据倾倒体的环境地质条件,探讨了该库岸倾倒体的成因机制和演化过程.利用数值模拟方法,采用FLAC3D有限差分软件建立三维模型,运用强度折减理论对该库岸倾倒边坡的稳定性进行了计算分析,将边坡关键点处的位移是否突变和塑性区是否贯通作为边坡的失稳判据.结果表明:倾倒体的稳定性受库水位上升的影响较为明显;倾倒体在天然状况下是稳定的,此时倾倒体的稳定系数为1.78;随着库水位的上升,倾倒体安全系数逐渐降低,当库水位上升至2 990 m(水位355 m)时,倾倒体的稳定系数为最小,其值为1.12,小于边坡设计安全系数.为了确保安全,建议对该倾倒体采取监控措施.     

FLAC3D在库岸斜坡稳定性分析中的应用

水库库岸滑坡是水利水电工程中常出现的重大工程地质问题之一,库岸滑坡集普遍性、危害性和特殊性于一体,深入研究其诱发机理及变形破坏特征,对评价滑坡的稳定性以及制定经济有效处理措施具有重大意义.本文针对库岸边坡在库水位陡降时易发生失稳破坏的特点,分析了库水诱发滑坡的破坏机制,并运用数值模拟方法对某库岸边坡工程进行分析,验证了所得结论:边坡岩土体因饱水软化作用,其滑动面的力学参数数值降低;库水的浮托力在某种程度上又有利于边坡的稳定;而当库水位陡变时,坡体内产生的渗透力又容易导致边坡失稳.     

蓄水初期库岸边坡稳定性研究

以九甸峡库区某库岸边坡为例,采用GPS对该边坡进行高精度、连续性的位移监测,研究水库蓄水初期库岸边坡稳定性的影响因素。结合滑坡具体的工程地质条件和变形特征,采用边坡熵分析不同库水位条件下的库岸边坡的稳定性。结果表明,蓄水初期库岸边坡受库水位及蓄水速率影响较小,整体上较为稳定;滑体中部变形较大,变形速率具有逐渐变小的趋势;变形破坏模式为中部分块、分级牵引后缘的蠕变破坏特征。针对滑体的变形特征,提出合理的治理措施,对类似工程具有借鉴意义。     

库水位上升对古滑坡稳定性的影响

以九甸峡库区坎前古滑坡为例,研究水库蓄水初期对古滑坡稳定性的影响。采用GPS对该边坡进行高精度、连续性的位移监测,结合滑坡具体的工程地质条件,对其变形特征进行分析,并且采用Geo-slope计算不同蓄水速率条件下的库岸边坡的安全系数。结果表明,蓄水初期库岸边坡整体较为稳定,蓄水速率越大对其稳定性越不利,库水上升速率超过0.5 m/d时将会发生局部失稳;滑体中部变形较大,变形速率具有逐渐变小的趋势;变形破坏模式为中后部分块、分级推移前缘的蠕变破坏特征。蓄水初期古滑坡整体较为稳定,库水位快速上升时将会出现局部失稳;采用Geo-slope分析滑坡稳定性变化规律,与采用GPS监测数据分析的规律相符,验证了监测数据的可靠性。     

水位升降对粘土心墙土石坝渗流稳定性分析

利用非饱和非稳定渗流理论,对某粘土心墙土石坝在水位不同升降速度条件下的渗流场进行了数值试验,分别设计了从0.0 m开始以2.51、.5 m/d的水位上升速度蓄到88.0 m正常蓄水水位的计算工况,以及从88.0 m正常蓄水水位分别以8.0、4.0、2.0 m/d水位下降速度泄水至10.0 m最低水位的计算工况,计算了各工况下粘土心墙土石坝的渗流场,对比分析了水位升降速度对坝体渗流场的影响.基于上述渗流计算成果,分析了各工况下土石坝上游、下游面坝坡的稳定性,总结了坝坡最危险滑动面的时空演化规律和安全系数随水位升降速度的变化规律,为水库调水和日常管理提供了参考.     

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。     

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。     

水电站库区铁路边坡稳定性数值分析

水电站库区范围内的铁路边坡,在天然状态下处于稳定状态,但在正常蓄水位的情况下会产生失稳现象.利用Flac/Slope软件计算不同工况下铁路边坡的稳定性,并得出采用沿铁路边坡坡脚设置土石坝及防渗墙的方案,即对铁路边坡起压脚作用,又可防止水库蓄水后带来铁路边坡地下水位线抬升而导致的铁路边坡稳定性下降,从而达到稳定铁路边坡的作用,同时也能防止绕坝渗流现象的产生.     

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.     

库水位变化对边坡地下水渗流的影响

大坝建成蓄水之后，由于水位的抬高，引起边坡地下水渗流状态发生较大的改变，并有可能引发滑坡等岩土工程失稳现象的发生。因此，水库蓄水前后地下水渗流变化规律具有十分重要的意义。利用有限元数值模拟的方法，对龙滩水电站蓄水前后左岸进水口高边坡地下水渗流状况进行了数值分析，通过比较分析，研究了蓄水对边坡地下水渗流的影响。     

降雨入渗对非饱和土边坡稳定性的影响

研究降雨入渗对边坡稳定性的影响规律。采用有限元法进行非饱和土边坡的二维非稳态渗流计算,考虑基质吸作用利用极限平衡法进行非饱和土边坡稳定安全系数计算,进而通过算例计算,分析了降雨过程中及降雨之后,边坡内孔隙水压分布、潜在滑裂面位置以及边坡稳定安全系数的变化情况。着重分析了降雨强度和降雨持续时间的影响,并特别注意分析降雨结束后的边坡稳定性。算例表明某些情况下边坡安全系数最小值出现在降雨之后的数小时或数天,而非降雨的过程中或降雨刚刚结束之时。     

龙凤山水库坝坡引滑防冰害措施

分析了水库坝坡引滑防冰害机理；阐述了龙凤山水库坝坡引滑防冰害措施。应用效果分析表明，该措施对确保坝坡的安全，对发挥水库的效益及其功能起到了很好的保证作用。     

Directly searching method for slip plane and its influential factors based on critical state of slope

In order to determine the slip plane of slope directly by the calculation results of strength reduction method, and analyze the influential factors of slope stability, a numerical model was established in plane strain mode by FLAC3D for homogeneous soil slope, whose parameters were reduced until the slope reached the critical state. Then FISH program was used to get the location data of slip plane from displacement contour lines. Furthermore, the method to determine multiple slip planes was also proposed by setting different heights of elastic areas. The influential factors for the stability were analyzed, including cohesion, internal friction angle, and tensile strength. The calculation results show that with the increase of cohesion, failure mode of slope changes from shallow slipping to the deep slipping, while inclination of slip plane becomes slower and slipping volume becomes larger; with the increase of friction angle, failure mode of slope changes from deep slipping to shallow slipping, while slip plane becomes steeper and upper border of slip plane comes closer to the vertex of slope; the safety factor increases little and slip plane goes far away from vertex of slope with the increase of tensile strength. Foundation item: Project(20060533071) supported by the Doctoral Program Foundation of Higher Education of China; Project (20060400264) supported by China Postdoctoral Science Foundation; Project (50774093) supported by the National Natural Science Foundation of China; Project (1343-74236000014) supported by Graduate Student Innovation Foundation of Hunan Province, China