考虑径流补给的滑坡渗流三维有限元模拟

现有数值模拟方法在模拟边坡降雨入渗时通常不能考虑径流流量补给对滑体渗流的影响,当滑床和滑带的渗透性相对于滑体极低时,会出现低估降雨入渗量、高估滑坡稳定性的现象。以Richards方程、运动波方程和有限元法为基础,提出了一种降雨时滑坡渗流数值模拟方法。该方法忽略滑床和滑带的渗流而只考虑滑体渗流过程,从而减小计算规模,也避免了因滑体与滑床(滑带)渗透性差异过大引起的数值计算困难;依据地形和滑体降雨入渗边界饱和情况,修正降雨入渗边界类型和流量,实现了考虑径流流量补给的滑坡降雨入渗简化数值模拟。对简单土质边坡降雨入渗进行数值模拟,从水量平衡与边坡渗流场两个角度,对比了考虑和不考虑径流流量补给的区别;结果表明,考虑径流流量补给时才能保证计算结果水量平衡,正确反映降雨入渗对基质吸力大幅降低的作用。     

某滑坡支护方案的比选及优化

为了确定某滑坡的治理方案,在分析工程地质条件的基础上,采用数值模拟方法对比分析了抗滑桩、预应力锚索框架梁、抗滑桩预应力锚索框架联合支护3种方案,结果表明,在滑体中上部采用预应力锚索框架梁支护,在滑体中下部采用抗滑桩支护的抗滑桩预应力锚索框架联合支护方案为最优方案,抗滑桩与锚索框架梁的合理距离宜在10 m左右。对最优方案进行优化设计,确定了该滑坡的支护结构形式。施工1 a后的边坡变形监测结果符合工程要求,与数值模拟结果也比较吻合,表明该滑坡的优化支护方案是合理的。     

基于离散元的小坝滑坡演化机理研究

通过小坝滑坡现场地质勘查,在掌握该边坡基本地质条件的基础上,建立了边坡的离散元计算模型,并开展了滑坡过程的离散元数值模拟,得出该边坡滑动破坏发育过程为:坡脚前缘开挖—坡体内部应力调整—雨期雨水对坡表堆积体的弱化作用—滑坡发生。其中,坡脚开挖对滑坡发生起决定性作用,而暴雨的发生则诱发了滑坡破坏。研究成果为矿山边坡的稳定性分析评价提供了一定的参考依据。     

秦岭山前某滑坡稳定性及变形模拟分析

以秦岭山前某滑坡为研究对象,在分析其工程地质条件及破坏机理的基础上,借助GEO-Modeler软件准确建立数值计算模型,采用数值模拟方法分析坡体的稳定性及变形特征.结果表明:天然状态下坡体处于基本稳定状态,饱和工况下坡体将失稳,坡体失稳时基岩面附近滑面最先发生剪切破坏.     

考虑降雨入渗条件的土体边坡稳定性分析

滑坡作为一种地质灾害,由于其作用因素及运动机理的多变性和复杂性,一直是世界各国研究的重要地质和工程问题之一。降雨是诱发边坡滑坡的主要原因之一。本文以饱和-非饱和渗流数学模型为基础,运用GEO-SLOPE计算软件模拟了不同的降雨强度和降雨持时对边坡稳定性的影响,并探讨各参数变化对边坡稳定性安全系数的影响,为降雨条件下的边坡稳定性分析提供了可靠的依据。     

沙阡水电站下坝址左岸边坡稳定性分析

根据贵州省正安县沙阡水电站下坝址左岸两裂缝形成的高陡边坡工程地质条件,利用基于"显式"差分方法的三维数值模拟分析系统FLAC3D对岩质高边坡开挖过程进行数值研究,分析其开挖过程中应力场及位移场的空间变化特征,得出了受潜在滑面pm1控制的边坡稳定性较好,受潜在滑面pm2控制的边坡稳定性较差的结论.建议建立边坡监测系统,及时掌握边坡变形情况.     

边坡局部稳定性变化规律的研究

现有边坡稳定性分析方法大多假定边坡滑面各部位的安全系数相等,既不能反映边坡潜在滑面上稳定系数的分布规律,也不符合工程实际情况。分别基于超载储备安全系数定义和强度储备安全系数定义研究了边坡局部稳定性变化规律,并分析了滑体条块数目以及滑面形状对边坡局部稳定性分布规律的影响。此外,还提出了由局部稳定系数求解整体稳定系数的加权方法。研究结果表明：滑体条块的划分数量对边坡局部稳定性的分布规律几乎没有影响,而滑面形状对其影响较大;取微段下滑力占各微段下滑力代数和的比值作为权重,是由边坡局部安全系数加权计算整体安全系数的最优加权方法。     

东山滑坡形成机理及稳定性分析

本文以探讨东山滑坡稳定状况为目的，通过对滑坡周围工程地质条件的调查，分析形成滑坡的内因和外因，以附近正在产生变形拉裂的边坡作为实例，用以说明东山滑坡的形成过程，最后根据滑坡特征，通过宏观分析定量分析，对滑体稳定进行了评价。该文对探讨红色水平地层边坡变形破坏过程，具有一定的现实意义。     

考虑复合滑动边坡内部剪切约束机制的刚体极限平衡方法

有别于平面滑动与圆弧滑动,具有复合底滑界面的滑坡体在滑移过程中,滑体各部位滑移方向因必须适应底滑界面的倾角而各不相同。滑体经过底滑界面转折部位时其滑移方向会产生突变,这种突变诱导滑体内部产生剪切破裂面,滑体内部的抗剪阻力则阻碍这种剪切破裂面的形成,从而有利于滑体的整体稳定。针对前缓后陡的复合滑动边坡,提出了考虑滑体内部剪切破裂面的三滑面刚体极限平衡分析方法,从而反映滑体内部抗剪阻力对边坡稳定的约束机制。以Vajont滑坡为例进行了详尽的案例分析,结果表明,复合滑坡体存在客观的内部剪切约束机制,三滑面刚体极限平衡分析可以充分反映这种机制,该方法可为具有复合底滑界面的边坡稳定性分析提供新的思路和方法。     

北部引嫩干渠渠道滑坡机理研究

对处于高纬度寒冷地区的北部引嫩渠道的滑坡机理进行了研究,从该地区的地质岩性、气候因素、地表水和地下水状况以及原有边坡形态等方面进行分析,用土体的力学指标来确定北引渠道产生滑坡的根本原因。在边坡稳定分析中利用遗传算法与瑞典圆弧法相结合编写了计算程序。提出了冻融侵蚀是边坡产生滑坡的重要影响因素。     

四川茂县维城乡后山古滑坡形成机制及稳定性评价

结合灾后应急勘察,通过大比例尺工程地质测绘及钻探等手段对维城乡后山堆积体结构进行了系统调查,认为后山堆积体为一古滑坡。滑坡形成前为一变质砂岩和千枚岩构成的顺向坡且顺坡面走向陡倾长大结构面发育,峡谷期河流的快速下蚀作用使斜坡前缘形成陡立临空面,重力作用下,坡体后缘顺层滑移拉裂并最终整体滑动形成古滑坡,运用理正软件搜索古滑坡潜在不稳定滑面．并对其稳定性进行计算和评价,认为其局部复活但整体处于稳定状态。     

澜沧江某水电站控制性结构面对岩质边坡的失稳破坏影响

边坡的控制性软弱结构面是决定岩质边坡失稳破坏模式及稳定性的重要因素。为研究其对边坡的影响,以西藏某拟建水电站中坝址溢洪洞出口边坡为研究对象,运用野外现场调查、工程地质分析等方法对边坡岩体控制性结构面进行了详细分析,并选取典型剖面分析潜在不利滑移面,并运用刚体极限平衡法计算其稳定性。结果表明:边坡发育陡倾坡外优势结构面及一组中—缓倾坡外不利结构面,边坡破坏模式以滑移-拉裂型为主,以控制性不利结构面为边界。边坡可能产生四组潜在滑移面,边坡碎裂松动岩体SL12及SL14区域产生浅表层弯折、脆性倾倒破坏模式。稳定计算结果表明天然工况下边坡基本稳定,暴雨及地震工况下边坡控制性软弱结构面参数会大大降低,稳定性系数大幅减小,边坡可能发生失稳破坏。研究成果可以为水电站工程建设及设计提供一定依据。     

基于应变软化的软弱夹层边坡渐进破坏

含软弱夹层的顺层岩质滑坡是常见的地质灾害,研究其渐进破坏过程对于滑坡防治具有重要意义。基于软弱夹层的应变软化特性,推导了开挖工况下含软弱夹层的顺层岩质边坡渐进破坏的微分方程,并理论分析了渐进破坏的过程和阶段;对比摩尔-库伦本构模型下的数值计算结果,证明了应变软化摩尔-库伦本构模型能更准确地反映边坡软弱夹层的渐进破坏过程,并以实际工程案例进行了检验。研究结果表明:含软弱夹层的顺层岩质边坡的渐进破坏过程可分为初始、等速与加速变形3个阶段;在开挖工况下,破坏首先产生自坡脚,而后剪切破坏区不断扩展,沿软弱夹层延伸至坡顶,并在坡顶产生拉张破坏,边坡的整体破坏模式表现为滑移-拉裂式。     

陡倾顺层岩质斜坡动力倾倒变形机理研究

通常认为顺层岩质斜坡动力变形破坏以滑移—拉裂、滑移—弯曲模式为主,但是通过现场调研发现,在陡倾顺层斜坡中存在一类特殊的动力变形破坏方式——倾倒变形。为了得出该类型斜坡动力倾倒变形机理,以四川汶川县水磨沟陡倾软硬相间顺层斜坡在"5.12"汶川地震作用下失稳为例,在充分总结滑坡区工程地质条件和分析其动力破坏特征后,利用二维离散元数值模拟方法开展研究。结果表明:在地震荷载作用下,在斜坡表面PGA放大系数随着高程的增加总体表现节律性变化,在坡肩呈现峰值;斜坡失稳机理为坡内软岩和硬岩差异式拉剪破坏导致层面抗剪强度急剧降低,岩土体沿优势层面下滑;由于坡体下部岩层锁固作用,坡体向下滑动受阻,坡脚附近岩土体翘曲隆起,而坡顶震裂松弛岩土体在巨大地震惯性力下沿优势结构面滑动剪出过程中,受坡肩"关键块体"阻挡而向临空面发生倾倒变形,整个斜坡发生滑移—下部弯曲—上部倾倒式失稳破坏。研究成果为类似地区的边坡工程地震失稳分析提供参考和依据。     

云盘头滑坡变形破坏机制研究

缓倾顺层岩质边坡由于其岩层倾角较缓,具有不易察觉其失稳且识别难度大的特点。以一个典型的缓倾顺层岩质边坡(贵州云盘头滑坡)为例,基于工程地质勘察,建立边坡地质模型,并结合底摩擦试验、二维离散元和有限元模拟等方法,探讨云盘头滑坡的变形破坏机制。结果表明:云盘头滑坡的变形破坏过程可分为微裂纹发育阶段、裂纹拓展阶段、滑体变形阶段与完全破坏阶段,并在坡脚存在关键块体;滑坡形成的主要原因是,坡体经过开挖导致软弱夹层出露,坡体内部发育垂直于软弱夹层的拉裂纹并将滑体分割成块体,随着坡脚关键块体向临空面滑移,后部次级块体随之移动并产生多米诺骨牌效应导致坡体发生整体滑移,变形模式属于典型的滑移-拉裂式。研究成果为探究缓倾顺层岩质边坡的失稳破坏有现实意义。     

顺层岩质边坡稳定性极限平衡分析方法比较研究

顺层岩质边坡是影响工程岩体稳定性、导致地质灾害发生的典型边坡岩体结构类型。顺层岩质边坡的稳定性是边坡研究的重要内容。不平衡推力法、Sarma法和直线型分析法是应用广泛的边坡稳定性分析方法,在介绍这3种方法的基础上,以宜巴高速舒家槽大桥桥基顺层岩质边坡为研究对象,分析边坡岩体结构特征和破坏情况,运用这3种方法分析边坡的稳定性,并与边坡岩体结构特征和破坏情况进行比较分析。研究结果表明:Sarma法稳定性分析结果与边坡实际破坏情况非常吻合,更适合于节理裂隙发育的顺层岩质边坡的稳定性分析;不平衡推力法计算结果偏大;直线型分析法结果偏小,较保守。     

岑水高速六活口滑坡稳定性分析与治理研究

为研究路堑边坡开挖后滑坡的变形失稳特征,以六活口滑坡为例,在工程地质勘察的基础上,分析了滑坡变形破坏与形成机理,并结合极限平衡分析和数值模拟计算,再现了六活口滑坡的变形破坏过程。认为该滑坡为推移式切层破碎岩土滑坡,存在浅层和深层滑面,由于第一次削坡卸载治理未及时完成,导致坡面长时间暴露,坡体应力经松弛、集中的重新调整,同时受降雨等不利因素的影响而再发生开裂、坍塌等变形。根据分析结果提出二次削坡和补充治理措施,有效地阻止了滑坡的进一步发展,确保了滑坡保持长期稳定状态。     

黄河某水电站库区Ⅲ#滑坡形成机制研究

倾倒-变形多发生在逆向层状边坡内,但在近几年工程勘查中发现,陡倾顺向边坡也存在该种失稳模式,研究其形成机制对正确评价工程边坡的稳定性有着重要意义。以西北黄河流域某水电站坝前右岸的Ⅲ^#滑坡为例,在地质勘察的基础上,结合数值模拟和定性分析得出滑坡的形成过程分为河谷下切、坡表卸荷,岩层发生倾倒-变形,滑移-拉裂3个阶段,利用UDEC再现了滑坡的形成过程。利用有限元和离散元计算得到的结果互相吻合,证明了结论的合理性。     

地震作用下顺层岩质滑坡稳定性离散元模拟

以金沙江溪洛渡水电站库区恩子坪2^#滑坡为例,采用宁河地震天津记录数据作为地震动参数,运用离散元程序UDEC(Universal Distinct Element Code)对滑坡在未来地震作用下的响应特征和变形破坏机制进行数值模拟。数值模拟计算结果显示:在地震波作用下,坡体表现出明显的放大效应,其中加速度放大程度最大,位移次之,速度最小;地震波达到峰值后,坡体中的剪应力集中范围和滑带的剪应变均急剧增大,由于剪应变累积效应,变形破坏从滑带前端向尾部传递、扩展;地震结束时,滑坡的稳定性系数已经低于1.0,最大累积位移达到了1.58 m。通过分析数值模拟计算结果可知:运动放大效应、剪应力集中和剪应变累积效应是导致滑坡变形破坏的主要机制,滑坡的失稳模式依然为顺层滑移;滑坡已经失稳破坏,建议采取适当的锚固工程,以降低滑坡在地震作用下失稳堵江的风险,从而保证溪洛渡水库的正常运营。     

茅坪与新滩滑坡体变形机理类比研究

 为了研究清江茅坪典型滑坡体稳定性,基于失稳前长江新滩滑坡实测曲线进行了滑坡体变形分析。清江隔河岩水库库岸茅坪滑坡体约有2350×104m3, 是由十分复杂的物质构成的典型滑坡体,而水库蓄水直接影响了滑坡体的稳定性;后部白岩底部采煤造成陡壁崩塌,又对滑坡体产生了巨大加载效应。通过监测茅坪滑坡体变形过程,类比长江新滩滑坡体在破坏前几个阶段的变形特征,为预测茅坪滑坡体破坏提供了有价值的参考。