降雨和地震作用下黏土边坡的稳定性分析

为了研究降雨和地震耦合作用对土质边坡稳定性的影响,通过数值软件建立了降雨、地震以及降雨和地震共同作用下的土质边坡模型,计算得到了在地震峰值加速度、降雨强度、降雨持时3种主要影响因素共14种工况下的边坡稳定系数和Newmark永久位移。通过计算结果对比可知,3种主要因素强度的增大,边坡稳定性都会出现降低现象,其中地震峰值加速度大小对边坡的稳定性起到主导作用。降雨和地震共同作用较其单因素作用,边坡的稳定性更低,更容易产生滑坡,但是共同作用产生的失稳效果并不是单因素作用产生失稳效果的简单叠加。     

降雨条件下非饱和土坡稳定性分析

降雨入渗是非饱和土边坡失稳的主要诱发因素。采用饱和-非饱和渗流理论和非饱和土抗剪强度理论,以华蓥山地区某滑坡为模型,模拟降雨入渗引起的暂态渗流场,将计算所得到的暂态孔隙水压力分布用于考虑了基质吸力影响的土坡稳定系数的计算当中,分析了降雨强度和降雨时间对土坡稳定性的影响。分析表明:降雨时间越长,滑坡稳定性系数降低幅度越大,且降雨初期稳定性降低较快;土坡稳定性系数最小值发生在降雨停止后一段时间内,具有滞后效应。     

滑坡体在降雨条件下的稳定性分析

通过数值模拟,研究了某边坡在两种降雨强度下坡体内基质吸力的变化情况,并对边坡的稳定性进行了分析,结果表明:在降雨强度恒定情况下,随着降雨的持续,边坡土体安全系数减小,但降雨停止后,又逐渐恢复到原来的状态;当降雨强度不同时,降雨强度越大,边坡土体稳定性受时间作用越显著。     

降雨条件下黄土边坡的稳定性分析

降雨是影响边坡稳定性的重要因素,雨水入渗使土体饱和度增大、含水量增加、抗剪强度下降,当降雨强度和持续时间超过临界值时,便导致边坡失稳。结合兰州某滑坡治理工程,根据降雨强度和持续时间计算边坡浅层土体在不同时刻的含水量,运用非饱和土抗剪强度理论,对降雨条件下的黄土边坡的稳定性进行了分析。结果表明:持续降雨条件下边坡的变形破坏主要是边坡土体含水量增加引起的;把含水量作为抗剪强度的主要控制指标,建立边坡土体的黏聚力和内摩擦角与降雨持续时间的关系,进行有限元模拟分析,得到边坡安全系数,可为持续降雨条件下黄土边坡的防护和失稳预测提供参考;传统的有限元强度折减法得到的安全系数不能准确反映边坡稳定性的强弱,只能说明边坡是否破坏。     

降雨入渗条件下边坡的稳定性分析

把降雨入渗条件下的边坡稳定性问题转化为图论中的最短路问题,基于饱和-非饱和渗流有限元计算得到的应力场和渗流场来计算边坡的最危险滑动面及其安全系数,在降雨入渗过程中,考虑基质吸力对滑动面抗剪强度的影响,采用修改的Mohr-Coulomb破坏准则来计算非饱和边坡的抗剪强度。降雨入渗过程及其对边坡力学行为的影响采用一个二维的有限元渗流-应力耦合程序进行分析,研究降雨入渗过程对边坡的孔隙水压力、位移以及安全系数的影响,计算结果表明,在降雨入渗过程中,边坡的安全系数在不断减小,降雨停止之后,边坡的安全系数还会持续减小一段时间,随着排水的不断进行,边坡的安全系数又会逐渐增大。     

降雨联合地震下黏土心墙土石坝稳定性分析

利用岩土软件Geostudio,根据非饱和渗流原理,以某水利枢纽中的黏土心墙土石坝为背景,分析不同库水位工况下降雨期间偶遇地震作用下黏土心墙土石坝上下游坝坡渗流特性及抗震稳定性。计算结果表明,在不同水位工况下发生降雨时,上下游堆石区内的监测点孔压总体上呈现先增大后减小的变化规律,上游堆石区内的监测点离库水位越远,孔压力变化越剧烈;下游堆石区内的监测点离地下水位越远,孔压力变化越剧烈。在降雨期间遇到地震时,高水位工况下上游坝坡的安全系数总体上比低水位工况大,下游坝坡则恰恰相反。研究成果可为实际工程管理运行提供一定的参考。     

降雨条件下顺层边坡稳定性分析

为了研究顺层边坡在降雨条件下的稳定性,以某铁路路堑顺层边坡为研究对象,采用饱和-非饱和理论建立了降雨入渗条件下的流-固耦合模型,得到了顺层边坡在不同降雨历时条件下暂态饱和区与应力场的分布情况,并分析了顺层边坡在持续降雨条件下的破坏机制,得到了边坡对应的安全系数。研究结果表明:持续降雨条件下,降雨主要沿软弱夹层下渗,并在坡顶局部形成暂态饱和区,导致坡顶岩土体容重增大,软弱夹层力学性质降低;边坡浅表小主应力逐渐减小,并在深部沿软弱层面形成小主应力较小的条带,最终导致边坡稳定系数降低,造成边坡沿深层软弱层面整体下滑。     

降雨条件下某堆积体边坡稳定性分析

堆积体边坡稳定性受诸多因素的影响,以西南深切河谷地区某堆积体边坡建立地质概化模型,通过有限元数值分析法和极限平衡法,对降雨条件下"转折型"堆积体边坡的稳定性进行分析。数值模拟结果显示:"转折型"堆积体边坡最大孔隙水压力出现在坡体后缘中部为452 kPa;最大位移量出现在坡体后缘为43.20 mm;最小稳定性系数为1.188。边坡稳定性分析认为:"转折型"堆积体边坡孔隙水压力上升较降雨时间具有明显的滞后性;边坡产生位移变形稍迟于降雨初始时间;坡体中部和前缘位移量变化差异异常与地形坡度"转折"紧密相关;降雨过程结束后稳定性系数较天然状态有所降低,长期持续降雨可能导致土体累积损伤最终失稳成灾;该堆积体边坡目前稳定性良好,并对该边坡提出了合理的防治措施。     

大气作用下红黏土路基的湿热耦合数值分析

针对红黏土路基边坡受大气和车载耦合作用极易发生浅层滑塌等病害问题,以厦成高速湖南郴州段的红黏土路基为背景,利用湿热耦合数学模型,结合郴州地区实测的气象数据,采用多场耦合软件模拟了环境因素作用下路基的温度场、水分场的演化规律。计算结果表明:大气温度的年平均影响深度约为3 m,日影响深度约为0.5 m;路基边坡水分部分受降雨和蒸发影响,路基底部水分受地下水毛细上升控制,路基内部水分受温度和湿度的耦合影响。     

不同降雨强度条件下黄土边坡稳定性分析

降雨渗流是影响边坡稳定性的主要诱因之一。以黄土边坡为研究对象,首先利用Geo-Studio软件中的SEEP/W模块,模拟边坡在不同降雨强度条件下,持续降雨24 h后内部渗流场变化,随后将SEEP/W模块模拟边坡渗流所得结果与SLOPE/W模块进行耦合分析,得出24 h持续降雨下边坡稳定性系数。计算结果表明:随着降雨的入渗,边坡浅层土体首先吸水饱和,负孔隙水压力呈明显减小现象;其次,随着降雨强度的增大,边坡稳定性系数逐渐减小,边坡稳定状态逐渐下降。     

降雨条件下风化石英片岩边坡稳定性分析

以福建三明市某高速公路石英片岩边坡为依据,通过岩土体室内外物理力学试验,考察了该地区风化石英片岩边坡的岩体强度的各向异性。在考虑到坡积土层和裂隙节理发育的风化层在降雨入渗过程中具有非饱和性,利用残积土层的粒径分布数据及节理发育岩体的节理裂隙统计数据计算各岩土层的土水特征曲线,从而分析在降雨整个过程中的入渗规律及稳定性趋势特征。     

不同降雨条件下非饱和土边坡稳定性分析

针对广东某高速路堑边坡,研究不同降雨强度、历时以及不同坡面入渗量对边坡稳定性的影响。研究表明：当雨强越接近土体的饱和渗透系数时,边坡的安全系数越小;当雨强小于土体的饱和渗透系数时,长历时的降雨对边坡稳定性的影响小;等强型降雨条件下,非饱和土边坡在降雨结束后1～3ｄ安全系数达到最小。加固后的路堑边坡应强化并保持坡面阻水能力,否则可能出现非加固区浅表层滑塌。     

降雨条件下抗滑桩边坡稳定性影响的数值分析

针对降雨状态下的抗滑桩边坡的稳定性问题,为了将有限元强度折减法更加准确、有效地应用于降雨滑坡计算,基于Geostudio软件,运用迭代算法处理降雨入渗边界,获得边坡各时刻的水压分布,将场变量的有限元强度折减法与ABAQUS中提供的接触算法相结合,提出了降雨作用下抗滑桩边坡稳定性分析的有限元强度折减法。利用该方法分析了降雨条件下抗滑桩间距、桩位、桩长对抗滑桩边坡稳定性的影响,并与未考虑降雨时的影响规律进行对比。结果表明:桩间距越小,无雨情况下抗滑桩作用越好;而在降雨条件下,间距过小易形成桩间积水,不利于积水排泄,抗滑效果降低。当桩位于边坡中部时,无雨条件下抗滑桩作用最佳;而在降雨条件下,因坡脚具有较高的水力梯度,将抗滑桩置于坡脚时能够更好的起到抗滑效果。无论是否下雨,增加桩长长度,均能提高抗滑桩的抗滑效果。     

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...     

降雨条件下崩滑体稳定性计算分析与评价

依据洮河干流上、中、下游的四个主要控制水文站点的实测月、年径流量资料,运用矩法和Mann-Kendall秩次检验法等方法,研究洮河干流径流的周期性、突变性、相关性等变化规律,揭示洮河干流径流年内年际的演化规律和趋势变化特点。结果表明:洮河干流上、中、下游年内分配多年变化一致,由集中向均匀转变,但变化趋势不显著;自上游向下游不均匀性增强;径流量年际变化大,但总体有逐渐减小的趋势;洮河上游、下游径流年际变化稳定,中游年际变化剧烈。     

降雨入渗条件下兰溪市某防洪古城墙稳定性分析

基于ABAQUS有限元软件,建立了兰溪市某防洪古城墙渗流边坡稳定分析模型,采用渗流应力耦合计算方法模拟了在降雨入渗条件下古城墙边坡孔隙水压力变化过程,并比较分析了有防渗设施、有排水设施和无排水设施对墙后土体渗流特性和古城墙稳定性的影响。结果表明:在降雨入渗条件下,有防渗设施和无排水设施的古城墙边坡土体的孔隙水压力不断增大,倾覆力矩也不断增大,不利于古城墙的稳定;有排水设施的古城墙边坡土体的孔隙水压力通过排水通道得到了大幅度的降低,倾覆力矩也随之减小,更有利于古城墙的稳定。     

降雨条件下粉土路基含水量变化规律研究

黄河冲积平原区粉土路基具有强烈的毛细现象及水敏性特征,在外界水环境综合影响下含水量普遍偏高。降雨入渗、毛细水上升室内模拟试验表明,揭示出二因素对低路基的影响更为显著,其实际含水量明显高于最优含水量。采用数值模拟手段,针对不同雨型及降雨持时,分析了粉土路基含水量的变化规律,结果表明,粉土路基入渗过程可划分为四个不同阶段,入渗位置主要分布在路基边坡的局部区域,易造成路基坡脚的软化而发生局部失稳。     

降雨条件下非饱和土坡稳定性数值模拟

为了研究非饱和土坡在降雨入渗条件下的稳定性,运用饱和—非饱和渗流有限元法模拟降雨条件下饱和—非饱和土坡暂态渗流场的变化情况,分析了降雨强度、降雨持时以及土壤饱和渗透系数等参数对非饱和土坡稳定性的影响。分析结果表明:土坡的安全系数随降雨强度的增大而增大,随饱和渗透系数的增大而减小。由于降雨的进行,雨水入渗量逐渐增加,基质吸力逐渐丧失,孔隙水压力逐渐增大,因而土坡的安全系数随降雨持时的增加而减小。     

基于非稳定渗流理论的非均质土坝稳定性分析

利用非饱和及非稳定渗流理论,以某非均质土坝为研究对象,在考虑坝体材料非均质条件下,设计了坝体下部不同粉质黏土厚度的3种情况,研究在2 m/d的库水位下降条件下,坝体下部透水性稍强的粉质黏土层厚度对渗流场的影响.结果表明:各个算例中坝体下部透水性稍强的粉质黏土层厚度越大,越有利于坝体迎水坡内孔隙水压力消散,浸润线下降的速度会更快;迎水坡最危险滑面稳定系数先降低、后增大;相同时刻,底部透水性稍强土层厚度越大,迎水坡稳定系数越大,特别是在库水位下降第4 d,差异最明显;库水位下降第3、4 d时滑弧半径较大,此时土坝迎水坡最易发生滑动.     

极端降雨条件下高填方工程的稳定性研究

随着我国电力、水利、机场和交通等重大基础工程建设速度的快速发展,高填方工程的数量和规模越来越大,如在贮灰场工程建设中,由于场地限制需通过子坝加高来提高粉煤灰贮放量的灰坝高边坡工程其最大高度已超过100 m,因此高填方边坡工程的安全问题成为备受各方关注的重大社会问题。本文以某灰坝高填方工程为依托,以高填方边坡安全的制约性因素-极端降雨为控制条件,考虑短历时强降雨和长历时弱降雨两种极端工况,通过数值计算手段,系统研究了两种极端降雨条件下边坡土体的非饱和演变特征和发展变化规律,探讨了相应条件下边坡土体内的非饱和区分布范围和发展过程。在此基础上,分析计算了随极端降雨过程发展的边坡体抗滑稳定安全系数的时空渐变规律,探讨了边坡体的抗滑稳定性发展演化过程,其结论对类似工程的设计和加固治理具有借鉴意义。