库水位骤降对坝坡稳定性的影响研究

土石坝设计中,坝坡稳定是一个至关重要的项目,库水位骤降对土石坝上游及其岸坡稳定会有较大影响。本文结合基于刚体极限平衡原理的有限元数值模拟软件中的GEO-SLOPE和SEEP-W,以均质坝为研究对象,研究不同骤降速度条件下上游坝坡的稳定性问题。通过计算分析,水位骤降对边坡稳定性产生很大影响,上游边坡的安全系数随着水位的骤降而减小,最后趋于稳定,并且库水位骤降速度越大,上游坝坡稳定性降低越快。     

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。     

不同水位骤降速度下的混合堤防边坡稳定性分析

黑龙江流域广泛存在由砂土和黏性土混合填筑而成的混合堤防。本文以典型混合堤防为研究对象,通过数值计算的方法研究洪水浸泡下不同水位骤降速度下混合堤防边坡的渗流稳定性和抗滑稳定性。研究表明:水位骤降对迎水边坡的渗流稳定性和抗滑稳定性均不利。边坡抗滑稳定性系数先快速下降到最小值后缓慢增大。不同降速下,降速越大,堤防边坡稳定性越差。降速由0.05cm/s增大到0.10cm/s时抗滑稳定性系数降低较大,而降速达到0.15cm/s时降速对边坡稳定性影响较小。该研究为由堤防溃堤而引起的水位骤降对其他堤防段边坡稳定性带来的影响提供了参考。     

三峡库区蔡坡堆积体库水位联合降雨工况下的渗流特性及边坡稳定性研究

目前,关于库水位联合降雨不同工况组合下滑坡渗流稳定问题的研究较少,为此基于非饱和渗流及稳定分析理论,以三峡库区蔡坡堆积体为研究背景,利用Geostudio软件对降雨、库水位及其组合工况下的堆积体边坡的渗流特性及稳定性进行了数值模拟,得到了边坡不同部位的孔压变化、边坡的安全系数曲线及湿润锋发展规律。结果表明:库水位骤降速率越大,则孔压下降越快,降雨强度越大,则孔压上升幅度越大,单纯降雨孔压上升幅度要大于库水位骤降情况孔压下降幅度。降雨发生在库水位骤降不同时刻的孔压特性综合了单纯降雨与单纯库水位下降的综合特性,位于边坡下部的孔压值要大于上部。库水位骤降下安全系数先降后升,降雨情况下安全系数先下降后保持稳定,单纯降雨导致的安全系数降幅要大于单纯库水位骤降情况,降雨发生在库水位骤降不同时刻下,安全系数在降雨时刻有一个突降,其中降雨发生在第6～8 d安全系数最小。降雨联合库水位骤降边坡失稳概率最大。库水位骤降速率越大浸润线越下凸,降雨强度越大边坡表层的湿润锋发展越充分,降雨与库水位联合作用下湿润锋变化规律相似,但是浸润线的下凸程度不同,这是导致这种情况下边坡安全系数不一致的原因。     

库水位骤降边坡渗透稳定敏感性分析

为定量研究不同非饱和参数(进气值a、土水特征曲线斜率δ、残余含水率ε、渗透系数k)对边坡渗流特性及稳定性的影响规律,利用Geo-slope软件,基于FredlundXing非饱和理论,采用灰关联度法对某土质边坡不同非饱和参数对边坡渗透稳定性的影响进行了敏感性分析。结果表明:参数a、k与浸润线高程成负相关,与位移及稳定系数成正相关;参数δ、ε与浸润线高程成正相关,而与位移及稳定系数成负相关;位移与稳定系数在库水位下降前期变化较大,而在库水位下降后期变化较小;边坡上部监测点的位移大于下部监测点的位移;对边坡稳定影响较大的参数为a与k,而参数δ与ε对边坡稳定性影响相对较小;采用灰关联度方法可直观准确地获取主要因素和次要因素,为量化研究非饱和参数对边坡稳定性的影响提供了一种方法。     

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。     

水库水位波动对动水压力滑坡稳定性的影响

为研究水库水位波动对不同渗透系数情况下滑坡稳定性系数的影响,文章以水库库区滑坡为例,基于饱和—非饱和渗流理论和有限元分析,模拟了库水位变化对滑坡稳定性的影响。结果表明:水库水位上升到160 m时,边坡稳定系数最大;水位下降到130 m时,稳定性系数最小,边坡的滑动段受到静水压力和扬压力的综合影响较大。研究结果为类似工程边坡治理提供参考。     

对边坡稳定性分析中危险水力条件的研究

水库水位降落对边坡稳定性的影响是岩土工程界中一个十分重要的研究课题,也是一个十分棘手的问题.基于临界状态土力学理论,利用状态路径图对库水位降落作用下的边坡失稳机理进行了研究.研究表明,在库水位降落的情况下,边坡失稳的主要原因是由于其内部超孔隙水压力增加,土体有效应力(或抗剪强度)降低的结果.基于边坡二维饱和-非饱和渗流理论,对库水位下降过程中边坡自由面变化的情况进行了研究,在有限元分析的基础上提出了渗流自由面位置的经验计算方法,并提出了评价骤降与缓降的标准,为边坡加固设计中危险水力条件的确定提供了理论依据.     

水位骤降和降雨条件下生态护坡稳定性分析

为研究生态护坡对边坡工程的影响,结合湖南省情况,针对由Tap型和Plate型根系构成的生态护坡,对其在水位骤降和降雨作用下的渗流场和边坡稳定性进行了研究,结果表明:边坡顶部和上部孔隙水压力在降雨初期会不断升高,当达到峰值后孔压会有所降低,其增幅约在4d时达到稳定状态;边坡中部和下部孔隙水压力主要受水位骤降影响,随水位降...     

库水位骤降作用下库岸滑坡形成机理研究

库水位骤降严重威胁着库岸边坡的稳定。基于饱和-非饱和土理论,采用渗流有限元法和稳定计算的Bishop法和Janbu法,计算确定不同水位骤降工况下渗流场及安全系数的演化情况。结果表明:库水位骤降会严重降低边坡的稳定系数,随着库水位下降速率的增大,稳定系数降低更多,此外,稳定系数随着库水位的逐渐平稳而上升。根据计算结果可以得出库水位诱发库岸滑坡的机理主要体现在孔隙水压激增及累积效应、渗流拖拽、渗透破坏效应、应力集中及转移效应。     

基于点稳定系数法的非饱和河岸边坡稳定性分析

河岸边坡的整体稳定性计算,无法定量反映水位变化对边坡各部位局部稳定性的影响。基于点稳定系数法与非饱和土力学理论,运用非饱和流固耦合模型进行河岸边坡的稳定性数值分析。以某大型模型试验为例,通过绘制边坡在水位升降作用下各时段所对应的点稳定系数分布云图,揭示边坡的破坏原因与内部稳定性变化过程,并与实际观测结果进行对比。研究表明:点稳定系数法能合理地描述河岸边坡各位置的稳定性及其动态变化,与实际吻合良好;边坡临空面稳定性较低,水位缓慢上升将导致有效应力降低及非饱和区基质吸力丧失,易诱发浅层失稳;水位下降形成的动水压力,是导致边坡稳定性下降的主因,坡脚处最易失稳,致使边坡发生牵引破坏;边坡内部点稳定系数随水力梯度的增大而降低,非稳定区分布面积随水力梯度的增大而增大,并主要分布于浸润线以下、坡脚以上。研究成果为此类边坡的稳定性评价及治理提供了一定的科学依据。     

水位骤降条件下粘土边坡渗流特征分析

水库库岸边坡的稳定性对于水库的蓄水量和当地水文环境的影响显著,文章采用GEOSTUDIO数值模拟软件中的Seep渗流计算模块,对水位骤降条件下的库岸粘土边坡工程在高低水位变化时的边坡渗流特征进行了研究。结果表明水位骤降前后水压和压力水头均随边坡体的深度增大而增大,水位变化前后的水力传导度和体积含水率均随土体水压的增大而增大,水在土体中具有良好的渗流作用。研究结果可为类似水位波动条件下的库岸边坡工程的渗流特征提供参考。     

库水位骤降条件下涉水边坡抗滑桩加固效果

针对工程实践中涉水边坡抗滑桩设计技术规范欠缺、计算模型过于简化等问题,采用强度折减拉格朗日差分法模拟分析水位骤降速度、水深坡高比、抗滑桩桩位等因素对涉水边坡抗滑桩加固效果的影响。结果表明:库水位骤降速度越大,抗滑桩加固后的边坡安全系数越小;与抗滑桩加固前相比,抗滑桩加固后水深坡高比与边坡安全系数的关系发生了较大变化,应计算最大库水位骤降速度工况下不同水深坡高比对应的边坡安全系数,取其中最小的边坡安全系数作为边坡稳定性判别依据;库水位骤降条件下,抗滑桩布设的位置对边坡加固效果具有较大影响,可根据不同桩位条件下的水深坡高比与边坡安全系数的关系曲线确定合理桩位。     

基于流固耦合理论的饱和-非饱和土开挖边坡稳定性分析

现有开挖边坡稳定分析的研究中,综合考虑开挖效应与应力-渗流耦合作用对边坡稳定性影响的分析很少。为此,根据饱和-非饱和土渗流及抗剪强度特性,推导了饱和-非饱和土在应力-渗流耦合作用下的有限元求解方程,介绍了计算饱和-非饱和土开挖边坡稳定性的有限元强度折减技术。建立了一开挖边坡算例进行应力-渗流耦合分析,结果表明,相对于非开挖模式下的计算,开挖卸荷效应对开挖边坡稳定性有一定提高作用,但这一作用随着时间的延长会逐渐减弱直至消失。对影响开挖边坡稳定的各种因素进行了计算分析,开挖速度、初始水位高度、渗透系数以及弹性模量、泊松比等影响因素对应力-渗流耦合作用下的开挖边坡稳定性影响较大,影响规律和以往的研究结论有所不同。     

库水位骤降条件下均质土石坝渗流稳定分析

本文基于Van Genuchten非饱和渗流模型综合分析了土石坝饱和一非饱和渗流,以工程实际为例,研究了水位骤降工况下土石坝渗流稳定问题.结果表明:库水位骤降工况下,上游水位的变化对坝体渗流量的影响较大;库水位急剧降落易使浸润线形成逆向渗流形态,并造成土石坝坝坡稳定性的降低,但是当孔隙水压力消散时间足够长时,上游坝坡稳定性有一定程度的提高.     

思林水电站船闸高边坡稳定安全分析与评价

运用ANSYS有限元分析软件,对思林水电站通航建筑物下游引航道段左岸岩体高边坡剖面P12进行稳定性分析和安全评价。根据单元的应力状态定义其安全系数,计算边坡在施工期的安全系数分布、边坡沿潜在滑动面的整体稳定安全系数,分析断层连通率对边坡安全性的影响,并对运行期校核水位和水位骤降2种工况下边坡的稳定性进行分析。计算结果表明该边坡在施工期具有少量安全裕度,但由于断层的连通率不确定,建议至少采用1根锚索加固以提高其稳定安全性;在运行期水位骤降情况下边坡稳定性有所降低,但仍可满足稳定性要求。     

库水位变化对桥梁岸坡稳定性的影响研究

以某库岸桥梁边坡为研究对象,综合考虑重力恒载、水压力荷载和汽车荷载等作用,利用GTS-NX软件建立了含桥梁结构岸坡的有限元计算模型,分析了高低恒水位工况和骤降变水位工况下岸坡的应力变形分布规律与边坡稳定性,获得了不同水位工况下岸坡桥墩桥台变形特征。结果表明,高水位对含桥梁结构岸坡的变形影响最大,桥墩的最大水平及竖向位移与桥台最大竖向位移均出现于高水位工况;考虑桥梁桥墩对岸坡的加固作用时岸坡最小稳定性系数为1.40,不同水位工况下最危险滑弧均在左岸;无桥梁作用的普通岸坡最小稳定性系数出现在水位骤降工况时的左岸,属于欠稳定状态。研究结果可为类似工况下岸坡稳定性分析及加固治理提供借鉴。     

库水位骤降时坝坡稳定性分析研究

库水位下降过快往往引起坝坡上游失稳。为了研究库水位骤降条件下坝体稳定性受非稳定渗流场的影响情况,采用有限元法,考虑非饱和区的影响对坝体非稳定渗流场进行模拟。利用得出的瞬态渗流场分布等结果,运用极限平衡法对坝坡稳定性进行计算分析。结果表明：非稳定渗流场分布影响上游坝坡稳定性;水位下降速度越大,上游坝坡稳定性降低速度越快,...     

不同渠水位及其骤降对灌溉渠堑坡稳定性的影响分析

为了研究渠道内不同水位及其骤降对饱和黏性土灌溉渠堑边坡稳定性的影响,本文结合某大型灌区渠堑典型断面,利用 SLOPE／W 软件分析了不同渠水位下渠堑边坡的安全系数和不同渠水位骤降至渠底面时渠堑边坡的安全系数。结果表明：不同渠水位稳定时安全系数随渠水位的减小呈先减小后小幅增大的趋势,在渠水位为3 m 时,安全系数最小;渠水位骤降时安全系数随渠水位的减小呈增大的趋势,曲线由缓变陡再变缓,最后与稳定时零水位的安全系数相同;比较稳定和骤降时的安全系数,可以看出不同水位安全系数的差随水位的降低逐渐减小。     

南水北调中线穿黄工程黄土高边坡稳定性分析

为对南水北调中线穿黄工程南岸连接渠的边坡稳定性进行验证,采用常规极限平衡法、非饱和土理论和可靠度理论,选择南岸渠道3+500、4+500两个典型剖面进行了稳定计算、分析.瑞典圆弧法和简化毕肖普法计算结果表明:在施工、运行、地震、水位骤降等工况下,边坡稳定安全系数满足规范要求.可靠度计算结果表明:边坡可靠度为99.670%～99.997%,可靠性较高.