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膨胀土边坡渗流数值模拟及稳定性分析 总被引:1,自引:0,他引:1
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。 相似文献
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《土木工程与管理学报》2017,(4)
采用有限差分软件FLAC~(3D)内置FISH语言编制相关程序,将边坡非饱和区渗透系数和基质吸力随饱和度的变化关系嵌入到数值计算中,实现了降雨入渗条件下边坡非饱和渗流过程的模拟,结合基于Fredlund双应力状态变量理论的强度折减法,进一步实现了非饱和边坡的稳定性分析。基于某典型抗滑桩加固边坡算例建立数值计算模型,研究了降雨入渗对边坡孔隙水压力分布及边坡稳定性的影响,并对降雨强度、基质吸力及桩顶约束形式对边坡稳定性的影响进行了参数分析。研究结果表明:降雨入渗条件下,随降雨历时增加,湿润锋线不断向坡体内部推进,基质吸力明显减小,边坡安全系数显著降低;边坡安全系数随降雨强度增大而减小,当降雨强度超过土体饱和渗透系数后,边坡安全系数随降雨强度变化不大,并趋于稳定;基质吸力对边坡稳定影响显著,考虑基质吸力时边坡安全系数明显提高;在桩顶设置预应力锚索可使桩身位移明显减小,边坡安全系数提高。 相似文献
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以昔格达土公路边坡稳定性为研究对象,分析降雨强度取78 mm/h,降雨历时分别为12 h、24 h、36 h、60 h、72 h 5种工况下的边坡渗流场及稳定性情况.研究结果表明:强降雨对于边坡的稳定性会产生不利影响,尤其是在坡体内部孔隙水压力的变化以及安全系数的变化方面,随着降雨时间的增长,边坡孔隙水压力逐渐增大,边... 相似文献
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为探讨降雨条件下裂隙边坡的渗流及稳定性,选取典型斜坡体的概化模型为研究对象,基于岩土体饱和-非饱和渗流理论,模拟不同裂隙深度和降雨时效下边坡土体孔隙水压力分布及稳定性变化。研究结果表明,坡体裂隙的存在导致雨水迅速入渗,改变了坡体水流的入渗过程和路径;裂隙周围土体孔隙水压力急剧增加,土体有效应力减小,导致土体强度降低;不同深度的裂隙边坡在相同降雨强度下,裂隙越深,边坡稳定性系数下降越快,即越易失稳。 相似文献
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《土木建筑与环境工程》2021,(2)
渣土场是容纳弃土和弃渣的主要场所,由于堆填材料和压实方法的差异性,研究初始渗流场对计算渣土场边坡的降雨入渗特征及其稳定性的影响具有现实意义。以深圳市部九窝渣土场边坡为研究对象,运用非饱和渗流原理和非饱和土强度理论建立数值计算模型,设计了不同初始渗流条件和不同降雨强度的计算方案,揭示了渣土场边坡在降雨作用下的渗流特征及其安全系数变化规律。结果表明:初始渗流场和降雨强度对渣土场边坡的降雨入渗特征和稳定性影响显著;竖直方向流速峰值和孔隙水压力上升速率与初始基质吸力呈正相关关系;当降雨强度为3.5mm/h,监测点1在初始基质吸力为-25、-50、-75kPa时达到饱和的时间分别为10.9、20.2、25.5h;竖直方向流速、体积含水率上升速度和孔隙水压力上升速率与降雨强度呈正相关关系;在初始基质吸力为-25kPa和降雨强度为3.5mm/h时,渣土场边坡安全系数下降明显,需要采取必要的工程措施。 相似文献
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使用SWMS_2D模拟了降雨人渗条件下边坡含水量分布的变化过程,并将非饱和土体强度理论应用到强度折减法中,利用基于FLAC^2D的强度折减法对边坡稳定性进行了分析计算。以某公路边坡为例,模拟了不同时刻降雨人渗条件下的含水量分布,采用基于FLAC^2D的强度折减法进行计算,结果显示:降雨过程中边坡内土体含水量上升,非饱和土基质吸力减小,孔隙水压力值上升,边坡稳定安全系数明显降低,降雨结束1500min(25h)后边坡安全系数达最小为1.09。 相似文献
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先以渗流-应力耦合分析求出,降雨入渗条件下边坡的应力、位移、孔隙水压力等情况;再以重度增大法为依据,结合非饱和土强度理论,求出边坡破坏时的极限荷载因子.结果表明,降雨人渗情况下,由于孔隙水压力的改变,边坡极限荷载因子显著减小,稳定性显著降低;随降雨强度或持续时间的增大,稳定性降低. 相似文献
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以典型碎石土堆积层滑坡黄莲树滑坡为研究对象,深入分析了降雨诱发滑坡滑动的形成机理,采用地学模拟软件GeoStudio中的SEEP/W模块和SLOPE/W模块建立相应的模型,根据诱发滑坡时的降雨量设置不同降雨工况,将瞬态孔隙水压力分布用于滑坡极限平衡稳定性分析中,从而确定不同工况下的滑坡稳定性系数,从稳定性分析结果可以看出该滑坡对暴雨及大雨响应敏感,降雨强度及降雨量越大稳定性下降越明显。该滑坡的成灾机理及滑动过程为类似滑坡险情出现时的应急处置及防治提供了可靠的借鉴经验。 相似文献
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根据某弃土场工程实践,采用Geo-Studio软件模拟极端暴雨情况下该弃土场孔隙水压力及稳定性变化情况。结果表明,暴雨条件下边坡的稳定性不满足要求,应积极采取相关边坡防护措施。 相似文献
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降雨对边坡的稳定性具有重要影响。在降雨作用下,土坡中的饱和度及含水率增加,基质吸力减小,而水、气压力的变化又影响着土体骨架的变形。文章基于饱和–非饱和渗流分析及强度折减法,对降雨作用下的土质边坡进行了固体和流体的耦合分析及不耦合分析,研究了饱和渗透系数及降雨强度对边坡安全系数及滑面位置的影响,并分析了安全系数及滑面位置与时间的关系。研究表明:土体的饱和渗透系数对边坡的稳定性影响很大;对于渗透性较好的土体,降雨强度越大,在降雨作用下边坡的安全系数变化程度也越大,安全系数降低及恢复的速度也越快;对于渗透性较差的土体,降雨强度对边坡稳定性的影响有限;在相同的计算条件下,不耦合分析对应的安全系数小于耦合分析的相应值;在不同强度的降雨作用下,滑面位置变化的范围有所不同,不耦合分析的滑面位置变化范围主要出现在坡肩,而耦合分析的滑面位置变化范围主要出现在坡脚。 相似文献
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《岩石力学与工程学报》2016,(Z1)
在露天矿开采过程中,高陡边坡的稳定性日益成为威胁其安全生产的一大难题。以辽宁南芬露天铁矿为工程背景,结合其下帮高陡边坡工程地质与水文地质条件,发现雨季降雨是高陡边坡滑坡的重要原因,利用边坡滑动监测系统与降雨量实时监测系统得到滑坡与同时期降雨量监测数据,进行降雨与边坡局部失稳滑坡的相关性分析,发现降雨量大于100 mm的大暴雨与滑坡具有很好的相关性,暴雨及以上强度的降雨是诱发下帮边坡滑坡的重要因素。利用SEEP/W有限元软件模拟大暴雨入渗条件下边坡岩体渗流场变化全过程,计算不同渗流时刻的边坡稳定性系数与边坡应力应变情况,验证统计分析的可靠性并揭示降雨对边坡稳定性影响的机制,同时发现在大暴雨过后,滑坡一般具有24 h左右的滞后性,并提出南芬露天矿山岩质高陡边坡水文灾害治理的有效措施。研究成果可为类似高陡边坡工程提供有意义的参考。 相似文献