持续小强度降雨入渗对非饱和土边坡稳定性的动态影响

以含水量作为土体抗剪强度的主要控制参量,分析了边坡含水量和抗剪强度随降雨时间的变化特性,建立了持续小强度降雨入渗条件下非饱和边坡土的总凝聚力和内摩擦角与时间的关系.随着降雨持续进行,边坡降雨影响区域扩大.通过FLAC3D进行强度折减,得到了持续降雨过程不同时间段的边坡动态安全系数和边坡失稳前的持续时间.工程计算结果表明,持续小强度降雨条件下边坡临界滑动面仍处在非饱和状态.     

降雨入渗条件下抗滑桩加固边坡稳定性分析

采用有限差分软件FLAC~(3D)内置FISH语言编制相关程序,将边坡非饱和区渗透系数和基质吸力随饱和度的变化关系嵌入到数值计算中,实现了降雨入渗条件下边坡非饱和渗流过程的模拟,结合基于Fredlund双应力状态变量理论的强度折减法,进一步实现了非饱和边坡的稳定性分析。基于某典型抗滑桩加固边坡算例建立数值计算模型,研究了降雨入渗对边坡孔隙水压力分布及边坡稳定性的影响,并对降雨强度、基质吸力及桩顶约束形式对边坡稳定性的影响进行了参数分析。研究结果表明:降雨入渗条件下,随降雨历时增加,湿润锋线不断向坡体内部推进,基质吸力明显减小,边坡安全系数显著降低;边坡安全系数随降雨强度增大而减小,当降雨强度超过土体饱和渗透系数后,边坡安全系数随降雨强度变化不大,并趋于稳定;基质吸力对边坡稳定影响显著,考虑基质吸力时边坡安全系数明显提高;在桩顶设置预应力锚索可使桩身位移明显减小,边坡安全系数提高。     

干湿循环下花岗岩残积土抗剪强度试验研究

近年来,随着我国城镇化战略的加速推进,高速公路、铁路、隧道等工程建设大规模开展。工程项目的建设离不开边坡支护,在暴雨条件下边坡失稳风险骤增,极易造成经济损失和人员伤亡。为揭示暴雨下边坡失稳机制,以我国粤港澳大湾区典型花岗岩残积土为研究对象,通过开展干湿循环模拟试验和常规小型直剪试验,深入探讨干湿循环作用下花岗岩残积土抗剪强度弱化规律和弱化累积效应。以花岗岩残积土抗剪强度作为边坡稳定性主要影响指标,重点分析了土体黏聚力和内摩擦角的变化规律。试验结果表明：随着干湿循环次数的增加,不同饱和度下花岗岩残积土的黏聚力均呈现较明显的减小趋势,其摩擦角则在一定范围内浮动改变,但大致稳定。研究结果拓展了复杂的水土作用对花岗岩残积土强度的影响,阐述了干湿循环下花岗岩残积土强度衰减变化规律,对暴雨下边坡全寿命安全评估具有一定的指导作用。     

陕北黄土边坡瞬态安全系数的研究

以陕北府谷县黄土边坡为研究对象,采用常规直剪试验和常规三轴不固结不排水试验,研究了陕北Q3黄土抗剪强度随含水量变化的规律,并提出黄土随含水量变化的抗剪强度公式;运用非饱和土壤水分运动理论,建立了以体积含水率为因变量的降雨入渗模型,并求出其数值解,根据陕北地区的降雨特点,设定不同的降雨类型,分析了不同的降雨条件下Q3黄土边坡瞬态体积含水率分布规律;在此基础上建立考虑降雨入渗影响的Q3黄土边坡瞬态安全系数的计算公式并编制了计算程序,分析不同降雨条件对陕北黄土边坡稳定性的影响.     

降雨条件下膨胀土基坑边坡稳定性分析

应用非饱和土一维降雨入渗模型模拟膨胀土基坑边坡在降雨入渗条件下的水分运移规律。通过试验研究了合肥膨胀土抗剪强度随含水量变化的关系。在此基础上,研究了考虑降雨入渗影响的膨胀土基坑边坡稳定性问题。研究表明,随降雨历时的增加边坡的安全系数逐渐变小,边坡最危险滑动面有向浅层发展的趋势。对于膨胀土边坡的浅层滑动面,采用折线滑动面比圆弧滑动面更接近于实际情况。     

非饱和花岗岩残积土抗剪强度预测公式适用性研究

花岗岩残积土在我国华南地区分布极为广泛,通常处于非饱和状态,但国内外学者对非饱和花岗岩残积土的力学特性研究却较为有限。采用非饱和花岗岩残积土的不排水直剪试验数据对三个非饱和土强度预测公式进行了验证。结果表明Oberg公式所预测的强度与实测强度吻合度最高,同时该公式仅需提供土样破坏时的饱和度即可对强度进行预测,参数获取简单且便于工程推广。     

非饱和花岗岩残积土强度试验研究

以衡阳非饱和花岗岩残积土为例,研究非饱和花岗岩残积土强度特性。采用滤纸法测定了花岗岩残积土的土水特征曲线,并进行了固结不排水剪切试验,分析了含水量及初始基质吸力对非饱和花岗岩残积土强度的影响。试验表明,在试验研究的含水量范围内,非饱和花岗岩残积土的吸力随着含水量的增大而减小,但含水量对初始基质吸力的影响较小;内摩擦角随含水量增加而线性减小,黏聚力随含水量增加呈二次曲线规律变化,而初始基质吸力对内摩擦角和黏聚力的影响呈非线性。     

贵州玄武岩残积土现场渗透试验研究

针对毕威高速公路赫章境内玄武岩残积土边坡工程设计要求,选取不同风化程度的玄武岩残积土进行现场双环法注水渗透试验。试验结果表明:棕红色残积土的渗透系数大于黄褐色残积土,且风化程度较强的边坡两侧残积土的渗透系数略大于风化程度较弱的边坡中部残积土,且渗透系数随残积土密实度的增大而呈递减趋势。     

降雨入渗条件下土质边坡的稳定性分析

降雨对边坡的稳定性具有重要影响。在降雨作用下,土坡中的饱和度及含水率增加,基质吸力减小,而水、气压力的变化又影响着土体骨架的变形。文章基于饱和–非饱和渗流分析及强度折减法,对降雨作用下的土质边坡进行了固体和流体的耦合分析及不耦合分析,研究了饱和渗透系数及降雨强度对边坡安全系数及滑面位置的影响,并分析了安全系数及滑面位置与时间的关系。研究表明:土体的饱和渗透系数对边坡的稳定性影响很大;对于渗透性较好的土体,降雨强度越大,在降雨作用下边坡的安全系数变化程度也越大,安全系数降低及恢复的速度也越快;对于渗透性较差的土体,降雨强度对边坡稳定性的影响有限;在相同的计算条件下,不耦合分析对应的安全系数小于耦合分析的相应值;在不同强度的降雨作用下,滑面位置变化的范围有所不同,不耦合分析的滑面位置变化范围主要出现在坡肩,而耦合分析的滑面位置变化范围主要出现在坡脚。     

中山地区花岗岩残积土抗剪特性相关性研究

为研究中山地区花岗岩残积土抗剪特性,就中山地区不同干密度的花岗岩残积土采用不同围压下的三轴压缩试验,分析不同围压下围压与残积土干密度与抗剪强度参数的变化关系.研究结果表明:不同初始干密度的残积土随围压增大,残积土越固结,其抗剪强度越接近;相同初始含水率条件下,随着干密度的增大黏聚力先增大后减小,内摩擦角先减小后增大,呈...     

降雨对黄土边坡稳定性影响的分析

基于非饱和黄土的抗剪强度特征,分析比较了降雨条件下不同坡高、坡度、初始干密度、初始含水量对黄土边坡安全系数的影响。     

花岗岩残积土抗剪强度指标取值影响的研究

实际工程中花岗岩残积土抗剪强度指标的取值存在较大不确定性,主要受取样过程的扰动以及试验条件差异的影响。通过控制土样采取方法、采样器规格以及试验加载级数等条件,笔者系统开展了花岗岩残积土直剪试验及原位直剪试验,对比试验结果后发现,重锤少击法比回旋钻进法对原状试样扰动更小;较大直径的取土器比较小直径的取土器对土样扰动更小。同时也研究了不同加载级数对花岗岩残积土原位直试验以及室内直剪试验抗剪强度指标取值的影响,发现随着加载级数的增加,花岗岩残积土的粘聚力随之增加,而内摩擦角随之减小。最后,根据试验研究结果提出了工程实际中花岗岩残积土抗剪强度指标取值的建议方法。     

降雨强度对非饱和土质边坡影响的研究

为研究降雨强度对非饱和土质边坡的影响,基于广州市某地铁车辆段土质边坡为背景,分析了不同降雨强度下边坡滑面位置、孔隙水压力、安全系数的变化规律。结果表明,随着降雨强度的增大,滑面位置变浅、孔隙水压力增大、安全系数减少,边坡支护设计时应考虑降雨强度的影响。     

含水率和干密度对残积土抗剪强度参数的影响

在分析闽东南地区花岗岩残积土物理力学特性的基础上,对3类非饱和残积土的含水率(ω)和干密度(ρ_d)与抗剪强度指标(c、φ)进行相关分析,建立了针对闽东南地区花岗岩残积土含水率和干密度与抗剪强度指标之间的经验公式。研究结果表明:粘聚力的对数与含水率呈负相关,随着含水率的增大,残积土黏聚力总体呈减小趋势;内摩擦角在含水率增大过程中具有非线性衰减的趋势,且集中在一个范围内变化;3类残积土在高密实度下的ω~φ具有峰值点,土体密实度对粘聚力的影响可用线性正相关来反应;一般情况下,干密度值越大,残积土粘聚力值和内摩擦角也越大。利用建立的经验公式,可为花岗岩残积土边坡的勘察、设计和施工过程中土性参数的合理选取及可靠性分析提供参考。     

降雨入渗条件下非饱和黏土边坡稳定性分析

大量研究表明,主要且直接诱发边坡失稳的主要因数是降雨,雨水入渗对非饱和土质边坡稳定性的影响最大。分析非饱和黏土边坡基质吸力和渗流场影响,采用有限元软件FLAC2D建立非饱和黏土边坡的数值模型,研究计算在降雨强度不同条件下,降雨时间相同和降雨总量相同这两种情况对边坡稳定性的影响。结果表明:非饱和黏土边坡内部的剪应变增量随降雨强度的变大而增大,边坡的位移也和降雨强度呈正相关关系,降雨强度越大越容易造成黏土边坡表层失稳。     

湿热环境下边坡残积土性能劣化研究

福建省地处东南沿海地区,湿热环境对边坡残积土的物理风化作用普遍存在,并将影响其力学特性,进而影响边坡的长期稳定性及耐久性。分别选取福州和泉州的两个边坡的花岗岩残积土,利用高低温湿热试验箱室内模拟低温高湿湿热环境对两种残积土试样力学性能的劣化作用。结果表明,低温高湿风化环境下,两种残积土内摩擦角φ基本不变,粘聚力c和抗剪强度τ都随风化时间t增长而以指数函数形式不断劣化。损伤程度与试样低温收缩特性及矿物成分有关,且福州残积土的力学性能损伤程度略大于泉州残积土的损伤。     

残积土坡降雨渗流特性与排水设计数值研究

大气降雨是触发边坡失稳的重要因素之一,合理排水可有效控制渗流、稳定边坡。针对福建典型的非饱和花岗岩残积土坡,基于饱和-非饱和渗流理论,分析研究降雨入渗条件及不同排水方式对渗流场控制规律及对边坡稳定性的影响规律。结果表明,降雨条件下存在临界降雨强度,在此强度内,边坡浅表处的最大孔隙水压力和地下水位均随降雨历时和降雨强度的增加而增加,坡脚渗流密集。水平排水管设置对边坡整体稳定性影响显著,最优排水管长度约为单级边坡的水平投影长度,排水管角度在工程中以10°为宜,坡顶坡底双层排水效果更佳。     

初始渗流场对渣土场边坡降雨入渗特征及其稳定性的影响

渣土场是容纳弃土和弃渣的主要场所,由于堆填材料和压实方法的差异性,研究初始渗流场对计算渣土场边坡的降雨入渗特征及其稳定性的影响具有现实意义。以深圳市部九窝渣土场边坡为研究对象,运用非饱和渗流原理和非饱和土强度理论建立数值计算模型,设计了不同初始渗流条件和不同降雨强度的计算方案,揭示了渣土场边坡在降雨作用下的渗流特征及其安全系数变化规律。结果表明:初始渗流场和降雨强度对渣土场边坡的降雨入渗特征和稳定性影响显著;竖直方向流速峰值和孔隙水压力上升速率与初始基质吸力呈正相关关系;当降雨强度为3.5mm/h,监测点1在初始基质吸力为-25、-50、-75kPa时达到饱和的时间分别为10.9、20.2、25.5h;竖直方向流速、体积含水率上升速度和孔隙水压力上升速率与降雨强度呈正相关关系;在初始基质吸力为-25kPa和降雨强度为3.5mm/h时,渣土场边坡安全系数下降明显,需要采取必要的工程措施。     

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。     

基于GEOSTUDIO分析吸力对非饱和土边坡稳定的影响

基于非饱和土渗流和抗剪强度理论,分析了降雨条件下土体基质吸力对边坡稳定性的影响,探讨了考虑吸力和不考虑吸力条件下边坡的稳定安全系数,指出非饱和土坡稳定性与基质吸力有密切关系,基质吸力随含水量增大而减小,引起土体强度下降,土坡趋于不稳定。