白鹤滩水电站左岸雾化区边坡稳定性分析

为深入研究雾化雨入渗引发的岩体边坡失稳机制,基于白鹤滩水电站高边坡基本地质条件和稳定性控制边界条件,采用饱和-非饱和渗流有限元分析方法,借鉴饱和-非饱和强度理论,研究了边坡在雾化雨条件下的渗流场变化规律。采用严格Janbu法、Sarma法、不平衡推力法对两岸边坡进行二维极限平衡分析,并且综合分析了雾化区边坡岩体及控制性结构面的强度及荷载变化规律,计算得到雾化区边坡在各种工况条件下稳定性变化规律。分析表明,降雨入渗将使边坡坡面浅部的压力水头抬升,坡脚局部饱和区最大水位升高;同时岩体的抗剪强度减小,边坡稳定性明显下降。     

基于块体单元法的白鹤滩左岸边坡稳定性分析

左岸边坡强卸荷块体系统的稳定问题是白鹤滩水电站题重要工程技术问题之一。针对左岸边坡地形地质条件、变形特征及变形机理的研究,表明结构面组合的三维块体滑动失稳为其主要的破坏模式。常规刚体极限平衡法和连续介质力学方法在求解复杂块体系统稳定时均存在一定的局限性。以块体单元自动识别方法为前处理程序,建立白鹤滩左岸边坡块体系统三维模型,基于弹黏塑性块体单元法(BEM)计算特定块体强度储备安全系数,进行边坡稳定性研究,分析边坡控制性结构面及其关键块体,研究结果与常规刚体极限平衡分析和地质力学模型试验基本一致。块体单元法的分析成果为左岸边坡加固处理提供了依据,同时对复杂块体系统岩体边坡的稳定性研究具有一定指导意义。     

长河坝水电站尾水洞出口边坡稳定性分析

长河坝水电站尾水洞出口边坡断层、节理裂隙发育,通过工程地质条件分析,尾水洞出口边坡可能的破坏模式主要有:F1断层和缓倾角裂隙J6组合形成的滑移拉裂变形破坏模式和由裂隙组合形成的局部楔形体滑移破坏模式。边坡稳定性计算成果表明,尾水洞出口边坡整体稳定性较好,但1#尾水洞洞脸边坡由J3、J5裂隙与坡面组合形成的楔形体处于不稳定状态,边坡开挖过程中需采取主动加固措施;降雨、地震对边坡稳定性的影响较大,需及时对坡面喷混凝土封闭以及严格控制爆破装药量,减小爆破震动。     

降雨对边坡稳定性影响分析

为了分析降水对某水利工程边坡稳定性的影响,根据现场调查,建立边坡工程的PLAXIS 3D数值分析模型,研究不同降水强度对边坡的变形、稳定性的影响。计算结果表明：降水发生后,边坡首先出现浅表层的滑动,之后滑动范围不断向深部扩展,这与降水在边坡中的入渗情况关系密切,随着降水入渗,岩土体含水量增大、强度降低,导致边坡稳定性下降。采用锚杆支护后,边坡稳定性系数与未支护条件一致,均表现为先减小后增大的变化规律,但支护后边坡稳定性系数显著增大,因此,该水利工程边坡采用锚杆支护较为有效。     

强度参数对边坡稳定性影响分析

在研究材料强度对边坡稳定影响机理的基础上,结合简单的均质边坡、非均质边坡算例,分别采用基于强度折减法的Plaxis软件及基于极限平衡法理论的Geo-Studio软件进行计算,采用Mohr-Coulomb弹塑性本构模型,分析各材料参数对安全系数及边坡滑裂面的影响。结果表明:(1)当λcr为定值时,改变黏聚力c及内摩擦角对滑裂面位置没有影响;当λcr由小变大时,滑裂面由浅变深,进出口逐渐远离边坡坡顶和坡底;当λcr由大变小时,滑裂面由深变浅,进出口逐渐靠近边坡坡顶和坡底;(2)安全系数与黏聚力c近似呈线性增大关系,与内摩擦角呈非线性增大关系;(3)安全系数随着坡角或坡高的增大不断减小,但其对滑裂面的影响同结论(1)。     

降雨入渗对边坡稳定性影响分析

基于多孔介质饱和-非饱和渗流理论,模拟降雨入渗条件下边坡暂态渗流场:基于非饱和土抗剪强度理论和边坡饱和一非饱和渗流分析结果,利用极限平衡理论研究了降雨强度、降雨持续时间、前期降雨以及不同降雨方式对边坡稳定性的影响.算例分析表明,随着降雨的人渗,边坡顶部非饱和区缩小,并出现局部暂态饱和区.导致边坡土体基质吸力、抗剪强度下降,从而导致边坡稳定性的降低;降雨强度对边坡稳定影响显著.降雨持续时间对边坡稳定的影响程度与降雨强度大小有关;前、后两次降雨对边坡稳定的影响与间隔时间密切相关:在降雨量相同的情况下,不同的降雨方式对边坡稳定性也有较大影响.     

地下水对边坡稳定性影响

影响边坡变形破坏的因素复杂多样,但重力是最根本原因。地下水是失稳的关键性因素,在边坡破坏过程中起多重作用。采用三轴试验对不同含水率的红黏土物理力学参数的影响进行研究,并利用理正5.6和GeoStudio 2007对某土质边坡进行不同水位下的稳定性计算。研究表明,含水率的增加会降低土体的黏聚力和内摩擦角,从而导致边坡稳定性下降。地下水位的高低也会对边坡稳定性产生不同程度的影响。在边坡支护设计时,要查明地下水的情况,做好边坡的截水和排水设计,减小地下水对边坡的不利影响,研究结果可为边坡支护提供参考。     

某水电站尾水洞边坡稳定性三维数值模拟分析

某水电站尾水洞边坡在工程开挖后有多条缓倾坡外断层被切出坡面,稳定性状况恶化。为了准确评价这些断层的稳定性状况,以相互切割断层为边界建立地质模型,在地质模型的基础上建立三维数值模型,利用FLAC3D软件模拟边坡在工程开挖后应力应变的变化情况,进而评价边坡在开挖后的稳定性情况。最终结果显示边坡在开挖后处于欠稳定状态,为工程边坡后续的支护措施设计提供了依据。     

紫坪铺泄洪排砂洞进口边坡震后稳定性分析

"5·12"汶川地震后紫坪铺泄洪排沙洞进口边坡发生了变形。多点位移计表面点位移增量在-0.219～22.124 mm范围内,锚索测力计荷载增量在-30.5～153.5 kN范围内,坡体整体处于稳定状态。主震对坡体变形影响较大,余震对坡体变形影响很小,泄洪排沙洞进口边坡目前处于稳定状态。     

根系长度对边坡稳定性影响规律分析

为了深入分析植物根系的护坡机理,文中结合相关工程,通过MIDAS有限元软件研究了不同根系长度对根-土复合体抗剪强度的影响规律,基于计算结果建立根-土复合体加固边坡表层土体模型,探究不同根系长度对边坡位移场安全系数的演化规律。研究结果表明,根系加固土较素土体抗剪强度更高;随着根系长度增加,复合体的黏聚力有明显的提升,摩擦角的变化不大。在边坡表层设置根-土复合体可以控制边坡的位移,提高边坡稳定性。分析结果对植物护坡实际工程应用有一定指导意义。     

水库水位升降对边坡稳定性影响分析

为研究水库水位升降对水库边坡的稳定性影响,基于ABAQUS有限元软件并结合相关工程,模拟不同水位升降工况对水库边坡的孔隙水压力和安全系数的影响.结果表明,孔隙水压力会随着水库水位的下降而下降.对于顶部观察点来说,水位下降的速度对孔压变化的影响差别不大;对于中部观察点和底部观察点来说,水位下降得越快,孔压也就下降得越快....     

渗流对岩堆公路边坡稳定性影响分析

基于Bishop条分法及强度折减FLAC3D有限元法,以凯里至羊甲高速公路第2合同段某处岩堆边坡为研究对象,分析渗流对岩堆边坡稳定性的影响。结果表明:(1)当岩堆体参数不弱化(坡面做好排水工作时)时,基于两种方法算得的安全系数分别为0.994、1.01,边坡基本处于极限平衡状态;(2)有无渗流情况抗滑桩桩顶位移分别为76.45和18.58 cm,渗流对岩堆边坡稳定性影响十分巨大;(3)持续降雨或地下水丰富,将可能导致坡顶长期积水,或产生严重渗流现象。因此,为防止边坡渗流失稳,有必要对依托工程施作防排水措施。     

土体强度恢复对边坡稳定性影响分析

南京市高淳区胥河两岸历史上汛期发生过多次滑坡,对于某些在滑坡体附近实施的工程,如何在保证安全的前提下最大程度地节约施工成本且缩短工期,一直以来都是众多设计和施工单位探寻的重要课题。文章通过现场取样对该地区土体进行反复剪试验,深入探讨土坡的滑动后强度恢复物理力学机制。并基于Phase软件针对某泵站基坑工程项目滑坡后不同恢复时间条件下的场地状况进行稳定性分析,以及支护结构比选,最后综合工期、安全性、造价得出滑坡后该场地的最佳施工方案。研究结果对于同类型的工程具有一定的参考意义。     

高陡边坡局部开挖支护对边坡稳定性影响分析

某大型水电站近坝库区一高陡边坡局部开挖有临时施工道路,为分析该施工道路开挖及附属支护对边坡稳定的影响,本文采用极限平衡理论,借助SLIDE边坡计算软件对该处边坡进行稳定性分析。通过对比该边坡布置有施工道路+锚索和未布置的情形,研究局部施工道路和锚索对该高陡边坡稳定性的影响。计算表明,局部的开挖和支护对该边坡的整体稳定性影响较小,但对工程扰动附近的潜在滑体有一定影响,锚索对局部滑体稳定有一定加强作用,但影响不太明显。     

白鹤滩尾水隧洞明满流对水电站稳定性的影响

白鹤滩水电站单机容量为1 000 MW,规模居世界第二。对于水电站而言,引水发电系统的稳定性尤为重要,而该水电站的尾水隧洞存在着明满流现象,严重影响到了引水发电系统的稳定性。为此,采用特征隐格式下的虚拟狭缝法,分析了尾水隧洞内不同流态对机组稳定性及尾水调压室水位波动的影响。分析结果表明：当明满流段流态为明流时,可以加速调压室水位波动收敛,有利于输水系统的稳定;当流态为明满过渡流时,其压力脉动现象会导致机组调节品质变差,不利于输水系统的稳定。此外,明满流段的长度对机组调节品质影响很小,长度的选取不受输水系统稳定性限制。研究成果可为类似输水系统设计和研究提供参考。     

降雨对土质边坡稳定性影响的研究分析

水库边坡保持稳定是水库正常使用的前提和基础,降雨是边坡稳定性的重要影响因素.通过Geo-studio软件构建土质边坡模型,模拟在降雨条件下土质边坡稳定性特征参数的变化情况,研究结果表明:边坡土体在降雨的整个周期过程中稳定性特征参数不断减小,直至在雨停后的1d左右达到最小值,随着停雨期的不断延长,边坡稳定性特征参数不断缓...     

植被根系形态对边坡稳定性的影响分析

针对裸露边坡大量增加导致破坏自然植被、威胁边坡稳定性等问题,以植被护坡的力学效应为重点,采用的经典WU模型对植被根系附加凝聚力进行数值模拟,并在工程常用岩土软件Geo Studio的基础上建立了基于二维有限元方法的植被护坡模型。应用植被护坡模型分析了不同乔木类型以及不同边坡类型对边坡稳定性的影响,对JI模型和ZHANG模型进行模拟计算,验证了模型的可行性。结果表明:无论是直坡还是阶梯状边坡,植被根系都可以提高边坡稳定性,安全系数增量最高可达39.7%。相同附加凝聚力下,Tap型根系对安全系数的提高效果大于Plate型根系。黄土边坡平整为阶梯状后安全系数提高(刺槐坡安全系数增量为8.3%,侧柏坡为8.2%);砂土和粉土的直边坡更稳定。研究成果对植被根系护坡模拟和生态护坡基础建设具有重要的借鉴意义。     

江坪河水电站溢洪洞洞室及出口边坡稳定性分析

江坪河水电站洞室群及出口边坡处结构面发育,不同产状裂隙面相互组合,对洞室稳定性起控制性作用.以1号溢洪洞为例,采用赤平投影法和块体计算程序分析不同结构面组合下洞室和出口边坡的稳定性.结果表明,1号溢洪洞的溢0+460～溢0+490和溢0+500～溢0+550洞段,结构面组合出现安全系数较小、体积较大块体,建议加大衬砌厚度,采用间距为0.5～1.0 m的钢拱架支护,加设预应力锚索和系统锚杆加固,使洞室边墙抗滑安全系数能满足规范要求.1号溢洪洞的出口边坡关键块体安全系数大于规范要求值,由此判断其出口边坡较稳定.     

边坡稳定性影响因素显著性分析

利用正交设计试验和方差分析方法,对影响陡边坡稳定性土体的内摩擦角、黏聚力和重度3个因素进行了对比分析。利用基于强度折减法的有限差分软件对各种水平下的边坡安全系数进行了分析求解,并对模拟结果进行方差分析。结果表明,土体内摩擦角对边坡安全系数影响最为显著,土体黏聚力对安全系数影响较小,土体重度对安全系数影响最小。     

砾岩边坡稳定性影响因素分析

砾岩边坡稳定性影响因素众多,采用有限元强度折减理论对砾岩边坡稳定性影响因素进行数值分析研究,结果表明:砾岩弹性模量与泊松比对边坡安全系数影响很小,对极限状态下边坡的塑性区发展影响较大;强度参数内聚力和内摩擦角对边坡安全系数影响很大,安全系数与软弱层内聚力呈线性关系。