膨胀土边坡稳定性分析讨论

分析了膨胀土边坡失稳机理及其形式特点，重点讨论了现阶段常用的边坡稳定性分析方法，并指出了各方法的适用性及应注意的问题，对实际边坡工程的稳定性分析具有一定的指导意义。     

膨胀土边坡的稳定性分析

根据膨胀土边坡失稳破坏现象，将其破坏类型归结为表层溜塌、浅层破坏和深层破坏，同时对其破坏发生机理进行探讨。然后在考虑膨胀土工程特性和环境因素影响的情况下，对南阳一中等膨胀土边坡进行稳定性分析。进而在此基础上，对上述3种破坏类型的滑面进行研究，提出该实例边坡的合理坡率和浅层破坏滑面位置。     

反映裂隙影响的膨胀土边坡稳定性分析

膨胀土是多裂隙土,其边坡的稳定性在很大程度上受裂隙影响。裂隙开展后抗剪强度显著降低,裂隙开展深度将本来均一的土层划分为强度差异显著的不同土层,雨水进入裂隙中形成渗流增加了滑动力矩,裂隙还随时间而发展。这些都显著影响膨胀土边坡的稳定性。本文提出了一种以条分法为基础的近似反映裂隙影响的膨胀土边坡稳定性分析方法。将膨胀土坡划分成3个亚层,即裂隙充分发展层、裂隙发育不充分层和无裂隙层,分别取用不同的强度指标;给出了裂隙深度、各亚层界面、各层强度指标以及裂隙渗流浸润线的近似确定方法。所提出的方法反映了膨胀土边坡失稳机理,可体现其平缓性、浅层性、牵引性、长期性、季节性、方向性等特点。算例分析表明了它的合理性和实用性。     

云驿隧道膨胀土边坡稳定性分析

文章根据膨胀土边坡破坏的特点,以云南广大线扩能改造工程云驿隧道段膨胀土边坡为依托,利用plaxis岩土有限元计算软件,通过强度折减法模拟分析边坡稳安全系数及边坡抗滑桩位移,并用现场实测数据进行验证。分析表明:膨胀土膨胀力和裂隙的共同作用会明显降低边坡的稳定安全系数并增大边坡抗滑桩位移,并总结了影响膨胀土边坡稳定的重要因素。     

降雨入渗对非饱和膨胀土边坡稳定性影响的参数研究

对非饱和膨胀边坡在考虑暂态饱和－非饱和渗流的情况下进行了参数研究。研究的结果表明：裂隙的存在边坡中孔隙水压力和体积含水量分布有较大影响。膨胀土渗透性越低越应注意裂隙的作用。     

膨胀土路堑边坡稳定性分析方法

在介绍膨胀土的胀缩性、多裂隙性、超固结性三个基本工程特性基础上,将膨胀土路堑边坡划分为潜伏断面滑坡型、弧面渐进破坏型、浅表层滑塌型三种类型破坏模式。针对弧面渐进破坏型边坡,提出了能满足施工初期阶段精度要求的稳定性分析方法。     

裂隙膨胀土边坡稳定性评价

利用线弹性力学理论研究了膨胀土的裂隙性,假定基质吸力从地表到地下水位呈理想的线性分布,给出了裂隙扩展的弹性力学解.土中裂隙的开裂深度与土体的抗拉强度、泊松比、地下水位埋深以及土体SWCC特征曲线等土体特性参数密切相关.(s0+ct)/D为裂隙扩展深度的极值.研究了裂隙性对膨胀土超固结性和强度的影响,并在现场用物理和力学的方法实测了膨胀土的开裂(风化)深度.在此基础上,进行了考虑膨胀土裂隙性的边坡稳定性分析,在持续降雨72 h后,含2.0 m裂隙的膨胀土边坡的安全系数比不考虑裂隙的情况下降了0.76.因此,考虑裂隙的影响是非常必要的.     

膨胀土边坡稳定性影响因素的作用效应分析

土体重度、强度和膨胀力是与含水率相关联、且直接影响膨胀土边坡稳定性的三类主要因素。为量化分析其作用效应,基于条分法建立稳定性计算力学模型并依托某膨胀土路堑边坡工程,研究与含水率相关联的三类因素对边坡稳定系数的影响机理,探讨了各影响因素对稳定系数的敏感度大小。分析表明:随含水率上升,重度、强度和膨胀力分别呈线性增加、急剧衰减和渐缓型减小变化规律,稳定系数相应呈先缓后陡的下降趋势,当含水率小于塑限时土坡稳定系数较高,超过塑限后稳定性急剧下降并迅速达到失稳临界状态;考虑膨胀力的稳定系数比忽略时小18%~40%,且侧向、竖向膨胀力之比越小,土条底部的膨胀应力分解产生的切向下滑分量越大,边坡稳定系数相对越小;三类因素的作用效应中,土体软化是导致失稳的最主要因素,随含水率上升,膨胀力效应和增重效应分别约为总效应的10%~20%和20%~30%。     

降雨条件下膨胀土边坡稳定性分析

应用湿度应力场理论,采用ANSYS软件的热—力耦合计算方式,模拟了降雨入渗下边坡土体产生的膨胀效应,并建立了边坡稳定性分析方法,分析了降雨条件下膨胀土边坡的变形破坏规律,为膨胀土边坡处治提供了理论依据。     

膨胀土路堑边坡降雨入渗稳定性分析

膨胀土遇水发生软化,导致土体强度降低,降雨入渗对膨胀土路堑边坡影响较大。依据岩土饱和/非饱和渗流理论,利用有限元数值模拟分析软件,通过降雨入渗模型分析,建立膨胀土路堑边坡饱和/非饱和降雨入渗模型,模拟了降雨过程中边坡地下水含水率、压力水头变化规律,分析研究降雨入渗对路堑边坡渗流场及稳定性的影响规律。结果表明:降雨入渗对膨胀土边坡渗透影响仅发生在浅部区域,坡面低渗透性影响雨水入渗效果,裂隙性坡面则入渗稍快;对于低透水性、高基质吸力,短期降雨不至于导致边坡大面积滑塌破坏,边坡滑面只出现在表层,表现为浅层滑动,对深部土体影响不大。为以后膨胀土路堑边坡施工与防护提供一定的理论依据和数据参考。     

膨胀土边坡渗流数值模拟及稳定性分析

采用有限元软件(Seep/W和Slope/W)开展一系列瞬态渗流和极限平衡分析,研究不同降雨强度与历时对膨胀土边坡渗流场的影响,分析降雨强度及历时、不同坡比和坡高等因素对边坡稳定性的影响,分析其浅层破坏的原因。结果表明:必须考虑风化裂隙导致浅表层土体渗透系数增大对膨胀土边坡渗流场的影响;降雨强度及历时对边坡土体孔隙水压力分布影响显著,相同降雨强度条件下,历时越长,影响深度越深、范围越大,孔隙水压力变化越大;相同历时条件下,持续降雨强度越小,影响深度越浅、范围越小,孔隙水压力变化越小;安全系数随降雨强度的增大,其下降速率越快,达到破坏所需的时间越短;边坡浅层达到饱和时,坡高及设置平台对边坡安全系数影响不大,均发生浅层破坏;安全系数随坡率的增大而增大,但对某些膨胀土边坡而言,采用放缓坡率的做法并不可取。     

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。     

洛湛铁路湖南段膨胀土边坡稳定性分析

洛（阳）湛（江）铁路湖南段广泛分布全新统堆积层、更新统冲洪积红粘土（膨胀土）,自由膨胀率Fs=41%-56%,为弱膨胀土,但在边坡施工过程中出现大量较矮的边坡也发生坍滑失稳现象。现场调查发现,失稳边坡大都发生在降雨之后,通过现场调查和数值计算分析了降雨对洛湛铁路湖南段膨胀土边坡失稳的影响,结果可为类似边坡开挖与灾害防治提供一定的指导。     

膨胀土及其改性土路堑边坡稳定性研究

以荆襄高速公路膨胀土地区路堑边坡稳定性为研究对象,首先确定了边坡稳定所需膨胀土、5％石灰改性土和50％粉煤灰改性土的强度参数。随后设计了相同坡形,不同坡率、坡高、台宽等24种计算工况。研究发现：坡率和台阶宽度带来的稳定影响均呈现线性增加。坡率和台宽安全系数谱数据稳定,可供设计参考。     

降雨/蒸发对膨胀土边坡稳定性影响研究

为深入研究降雨/蒸发作用对膨胀土边坡稳定性的影响,本文将改进的二维渗流模型与极限平衡分析法相结合,计算分析降雨、蒸发两种不同类型的气候作用下试验场地膨胀土边坡体内的渗流场变化及边坡的稳定性;结合试验边坡的现场监测资料,论述了膨胀土边坡的失稳机理。本文的研究表明:持续降雨引发土体吸力降低、强度衰减、有效应力降低并在坡脚处首先达到极限平衡状态;蒸发作用使浅层土体含水量降低,吸力增加,但同时也出现的收缩作用将产生裂隙而折减土体强度且增强渗透性,但土体内吸力的大幅提高则起主导作用。本文的研究成果将有助于分析评价膨胀土边坡在遭受干湿循环作用下的长期稳定性。     

考虑裂隙及雨水入渗影响的膨胀土边坡稳定性分析

对膨胀土边坡进行了考虑裂隙和降雨入渗影响的稳定性分析 ,通过工程实例比较了考虑裂隙和不考虑裂隙的差别。研究结果表明 ,考虑裂隙影响的边坡降雨入渗和稳定性分析较为合理和实用。     

某高速公路膨胀土路堑边坡稳定性研究

以某高速公路膨胀土地区路堑边坡稳定性为研究对象,首先对其天然状态物理力学性质进行分析,确定了边坡稳定所需强度参数。随后设计了不同坡率、不同坡高、不同台阶宽度的计算工况。研究发现：坡高增加引起安全系数由大到小非线性衰减,坡率和台阶宽度对稳定性的影响均呈线性变化。坡率和阶宽安全系数谱数据稳定,设计中呵根据公路等级和既定参数插值确定坡型尺寸。     

增湿条件下膨胀土路堑边坡稳定性数值分析

针对膨胀土路堑边坡增湿破坏现象,以含水率为主要参数来开展其稳定性的研究。首先开展膨胀土膨胀变形试验与抗剪强度试验研究,得到了膨胀土土性参数随含水率的变化规律,然后在正确考虑到地质构造影响的基础上运用有限差分法对坡体进行数值建模和计算分析,并对膨胀土路堑边坡的各种增湿状态进行仿真模拟,编制的分析程序自动实现膨胀土各种土性参数随含水率的同步变化,最后利用强度折减法计算得到了膨胀土路堑边坡稳定性安全系数的变化规律。分析发现,膨胀土路堑边坡稳定性主要是由地质构造和含水率因素共同控制的,在不同的增湿状态下二者对边坡的稳定性有着不同的影响程度。     

降雨入渗条件下的膨胀土边坡稳定性分析

考虑膨胀土的开裂性,研究了雨水入渗条件下的膨胀土边坡的渗流规律,进行了相对应的稳定性分析。通过考虑和不考虑裂隙时的膨胀土边坡稳定性的比较,表明二者具有很大的差异性。通过与现场实际情况相比较说明,在研究降雨入渗条件下的膨胀土边坡稳定性时,考虑土体的开裂性是十分必要的。     

影响膨胀土基坑稳定性因素分析

膨胀土是一种工程性质与其它土工程性质有显著不同的土,因而在膨胀土地区的基坑设计、施工应考虑其土性的特殊性,所采用的抗剪强度指标及支护手段都应与工程所处的环境、膨胀土的状态相适应,本文简要介绍了影响膨胀土地区基坑稳定的几个因素及其破坏特征,并以工程实例介绍了不同周边环境所应采取的工程措施,收到了较好的工程效果。