水位变化对非均质库岸边坡稳定性的影响

在假定坡体内孔隙水水位为水平线且不考虑渗透作用影响的基础上,利用极限平衡法基于简化计算模型考察了库水位上升及下降的快慢对非均质库岸边坡稳定性的影响。对比计算表明:在库水位骤降或陡升的情况下,相同库水位对应的边坡安全系数基本上均小于水位缓慢变化情况下的安全系数。故工程实际中无论是排水还是蓄水,都应尽量保持库水位缓慢变化,这样才能尽量使库岸边坡处于相对较安全的状态。     

库水位骤降时边坡渗透稳定的非饱和渗透参数敏感性分析

为研究库水位骤降时边坡土体不同非饱和参数变动对边坡渗流特性及稳定性的影响规律,以某边坡计算模型为例,根据非饱和渗流原理,利用岩土软件Geo-slope2012模拟分析了不同工况下边坡深层浅层稳定性,同时考虑了Fredlund模型中三个非饱和参数a、m、n变动的影响。计算结果表明,不同非饱和参数(a、m、n)在库水位骤降下对上部监测点存在一个"影响深度","影响深度"与参数a、m呈正相关,与参数n呈负相关;随着距离库岸的缩短,边坡表层孔压变幅逐渐增大并超过深层孔压变幅;不同监测点位移变化呈现在库水位下降过程中迅速增大,在库水位下降结束后保持不变,参数a与最大位移呈正相关,而参数m、n与最大位移呈负相关;随着库水位的下降,边坡失稳顺序为下部浅层滑动面先发生失稳,然后引发深层的边坡失稳,而上部浅层滑动面在库水位下降的过程中不会发生失稳,研究结果为相应工况下边坡的认识与治理提供了相应的参考。     

基于灰色关联度理论的库水位变动-降雨联合作用下的边坡渗透稳定性研究

针对库水位+降雨条件下的边坡渗透稳定性研究缺少定量化敏感性分析的问题,利用Geostudio软件模拟了三峡库区某边坡在库水位骤降及库水位骤降+降雨条件下的渗透稳定性规律,同时基于灰色关联度理论对不同边坡物理力学参数进行了稳定性的定量化敏感性分析。结果表明,库水位骤降条件下不同监测点的孔压均随时间增加逐渐下降,在叠加降雨过程时孔压有一个"突升";库水位骤降下的安全系数先减小后增大,降雨发生在第18～20d时安全系数最小;粘聚力c、内摩擦角φ、饱和渗透系数k对边坡稳定性影响较大,而重度γ对边坡稳定性的影响相对较小。     

库水位升降条件下邻近坝址区堆积体边坡稳定性分析

针对某水电站蓄水后对坝址上游右岸堆积体边坡稳定性影响的问题,根据非饱和土体瞬态有限元渗流控制方程构建了堆积体边坡二维计算模型,再利用GeoStudio软件中的SEEP模块计算了不同库水位升降速率、不同边坡渗透系数条件下边坡内的渗流场分布规律,再采用摩根斯坦—普莱斯极限平衡法计算各瞬态渗流场下最危险滑带的安全系数。结果表明,不同库水位上升速率及渗透系数时随库水位的上升边坡安全系数增大,不同库水位下降速率及渗透系数时随库水位的下降边坡安全系数减小。     

基于数值流形方法的水库岩体边坡稳定分析

利用数值流形方法可以模拟边坡大变形和连续—非连续变形的特点,分析了某一水库岩体边坡在库水位骤降时的变形规律,提出了利用边坡位移确定岩体滑动面内摩擦角的方法。利用传统安全系数的概念,考虑库水位骤降时的地下水渗透压力的作用,对该水库边坡的稳定性进行分析和评价。     

库水位骤降与降雨条件下深浅层边坡稳定性分析

为研究在库水位和降雨联合作用下某边坡体的渗透特性及相应的稳定性,根据非饱和渗流原理,利用有限元软件Geo-slope模拟了某边坡体在降雨和库水位骤降工况下的孔压变化及安全系数变化规律。结果表明,库水位下降速率越大,孔压变化越大,最小安全系数越小;静库水位越高,边坡体下部孔压越大,安全系数越低;降雨发生在库水位下降开始时刻对于上部浅层边坡和深层边坡来说较为危险,而降雨发生在库水位下降结束时刻对于下部浅层边坡来说较为危险;边坡的失稳先发生于边坡体的下部浅层,然后引起深层的整体滑动。研究结果为边坡工程治理提供了理论依据。     

基坑不同水位降速下土石围堰松散粘质边坡渗流特性与开挖稳定性研究

研究基坑排水后覆盖层堆积下的边坡全过程施工卸荷时土体承载变形规律,对准确判断堰坡开挖稳定性及制定合理施工方案具有重要意义.以邕宁水利枢纽一期临时土石围堰工程为例,应用非线性有限元法计算了基坑抽水期不同水位降速下的土石围堰渗流—应力场演化规律,分析了坡脚开挖变形与塑性分布、潜在塑性滑动面及失稳滑塌范围的影响.结果表明,过...     

水位骤降时某冰水堆积体边坡稳定性分析

冰水堆积体在物理力学性质等诸多方面与一般松散堆积体差别显著,研究库水位骤降对冰水堆积体边坡稳定性的影响意义重大。采用有限元数值法耦合分析某冰水堆积体边坡在水位骤降时的渗流场、位移场,并结合极限平衡法研究该边坡稳定性。结果表明,地下水浸润线明显滞后于库水位;水位下降8 d时冰水堆积体边坡在前缘基覆界面至坡面范围产生最大位移,约0.07 m;稳定性系数先减小后增大,整体稳定性较好,冰水堆积体前缘安全储备较低。研究成果可为冰水堆积体边坡稳定性分析提供参考。     

基于残余位移增量判据的土石围堰边坡稳定性分析

针对有限元强度折减法在复杂水文地质环境下土石围堰边坡稳定性评价中效果欠佳的问题,引入残余位移增量判据,基于有限元强度折减法,考虑深厚覆盖层土石围堰不同水位下的渗流特征,通过计算坡面节点平均残余位移增量,获取边坡稳定系数,进一步通过位移增量分布图,探讨了围堰边坡潜在滑面位置及其形成机制。结果表明,在复杂水文地质环境下的土石围堰边坡稳定性评价中,残余位移增量判据相较经典失稳判据适用性更强。研究结果能够为工程实践提供指导。     

三峡库首区某滑坡变形特征及影响因素分析

针对库区地质灾害的特点,以三峡库首区秭归县某滑坡为例,基于近年来GPS位移监测、库区降雨与水位变化资料,分析了滑坡的变形特征,并研究了降雨与库水位变化因素对滑坡变形的影响.结果表明,该滑坡变形区呈推动式变形特征,其水平累积位移曲线具用期性台阶状位移特征,且受降雨和库水位变化影响较大,两者联合作用影响更大.     

库水位+降雨条件下四方井粘土心墙坝坝坡渗透稳定可靠度分析

针对粘土心墙坝坝坡稳定仅局限于确定性分析,考虑到尚缺乏研究坝体材料空间变异性的问题,以四方井水库粘土心墙坝为例,对库水位联合降雨工况下的坝坡渗透稳定性进行数值模拟,同时基于Monte-Carlo法分析了可靠度规律。结果表明,单纯的库水位骤降监测点孔压随时间呈单调下降趋势,库水位骤降速率越大,孔压下降速率越快。降雨联合库水位工况在降雨时刻孔压有一个突升的过程;库水位骤降情况下安全系数随库水位下降呈先下降后上升最终保持不变,库水位骤降速率越大,最小安全系数越小,出现的时间亦越早;不同类型降雨工况安全系数在降雨过程中有一个突降的过程,最终安全系数回升至初始值,其中后峰型降雨安全系数降幅最大,前锋型降雨安全系数降幅最小;降雨发生在库水位骤降后期最为危险,最小安全系数也越小;库水位骤降情况平均失效概率约为30%,不同类型降雨条件下平均失效概率基本小于10%,降雨发生在库水位骤降不同时刻下失效概率平均约为60%。对降雨发生在库水位后期的情况应加强监测,防止坝坡失稳灾害的发生。     

库水位下降速率对库岸老滑坡间歇性复活的影响

库水位波动对库岸涉水滑坡的变形失稳有重要影响,以白家包滑坡为例,根据野外勘察资料和GPS监测数据分析滑坡变形特征,利用Geo-Studio软件对不同工况下滑坡渗流场和位移变形进行了模拟分析,并研究了滑坡在6种不同工况下的稳定性。结果表明,白家包滑坡位移变形呈阶梯陡坎状,间歇性增长,滑坡变形规律与库水位调度规律同步吻合;库水位下降主要影响滑坡前缘,库水位下降速率越大,位移变形速率越大,位移变形量越大;库水位下降时,稳定性系数一直减小,下降速率越大,滑坡越容易发生失稳破坏。     

基于正交试验—蒙特卡罗法的边坡破坏概率研究

研究边坡稳定性的影响因素对边坡治理具有重要意义,提出将正交试验法和蒙特卡罗法相结合,确定影响边坡稳定性的主要因素及其相应影响程度。首先采用正交试验法分析各相关因素对边坡稳定性影响的敏感性,给出影响因素的排序,以得出稳定性主导因素;然后考虑次要因素的随机性,运用蒙特卡罗法进一步研究边坡在主要因素作用下失稳破坏的概率,并揭示主要因素对边坡稳定性的影响规律。以某边坡为例,研究了地震、库水位、岩土体内摩擦角和粘聚力等4个因素对边坡动力稳定性的影响。结果表明,对该边坡稳定性的影响由大到小排序依次为地震、库水位、内摩擦角、粘聚力;边坡破坏概率随地震水平加速度系数或库水位的增加而逐渐增大,当地震、库水位叠加作用时,边坡极度危险。研究成果可为边坡支护方案选择提供依据。     

三峡库区白家包滑坡变形特征及位移预测分析

为降低白家包滑坡可能造成的危害,收集并分析白家包滑坡自2006年以来的专业监测数据及变形机制,确定降雨和库水位等外界因素是导致滑坡体变形的主要因素。为预测白家包滑坡在外界诱因下的位移发展变化趋势,采用灰色关联法计算滑坡位移与降雨量、库水位升降的关联性,利用BP神经网络算法预测白家包滑坡累计位移,并对比分析了实测位移与预测位移的差异。结果表明,库水位下降和降雨是诱发白家包滑坡变形的主要因素;BP神经网络算法预测效果较好,白家包滑坡在2014年10月~2016年10月的累计位移预测曲线呈台阶状变化,ZG324、ZG326测点的最大位移达到1 031、1 209mm。     

基于临界位移等值线的多阶边坡多级滑动面搜索方法

搜索临界滑面是边坡稳定性分析及滑坡防治的关键,但坡体内次级滑动面隐患亦不容忽视。根据位移变形的分析方法认为边坡临界滑面位于位移等值线最密集处,但需深入探讨定量化评判临界滑面与位移等值线的重合度及定位次级滑面。以典型多台阶边坡为例,借助FLAC3D平台,提出了边坡临界位移等值线的概念,通过逐步增加最大不平衡力比作为收敛条件获取坡体内剪应变增量极大值点,采用最小二乘法进行拟合,并计算剪应变增量极值点拟合曲线与位移等值线的最小相关面积,最终筛选确定边坡临界位移等值线,以表征多级临界滑动面的分布规律。通过多台阶边坡安全系数云图与工程实例验证了方法的合理性和可行性,计算结果表明该方法不仅可以得到最危险临界滑动面,还能获取次级滑动面的形态特征及安全系数,搜索结果更加直观可靠。     

裂隙岩质高边坡开挖加固施工稳定性有限元分析

以重庆市金佛山水利工程取水口裂隙岩质高边坡为例,从边坡形态规模、变形破坏机理及安全性的角度,结合开挖加固过程中的位移、潜在滑动面、剪应变等的变化,研究了裂隙岩质高边坡在分级开挖、边开挖边加固施工过程中的岩体变形及其稳定性。结果表明,边坡在分级开挖、加固施工过程中的整体安全性及边坡位移满足《水利水电工程边坡施工技术规范》要求;加固完成后边坡的可能破坏形式为深层滑动,滑弧上部为拉裂段、中部为直线段,坡脚为圆弧段;第一级开挖后边坡顶部位移发生突变,但在接下来的施工过程中变形逐渐趋于稳定;加固后边坡安全系数明显提高,边坡整体是稳定的。     

库水位变动及降雨共同作用下心墙坝坝坡稳定性研究

为研究库水位变动和降雨共同作用对心墙坝上下游坝坡稳定性的影响,考虑渗流场和应力场的耦合作用,基于非饱和渗流原理,考虑不同降雨强度、不同降雨类型（4种）及不同库水位升降速率,对心墙坝遭遇库水位变动和降雨时的渗流和坝坡稳定性情况进行有限元模拟。结果表明,水位变动速率主要影响上下游坝坡安全系数趋于稳定的时间;降雨类型和降雨强度是影响心墙坝下游坝坡安全系数的主要因素,但对上游坝坡的安全系数变化影响较小;在下游坝坡安全系数〖JP2〗趋于稳定时,各降雨类型的安全系数大小为前锋型≥中锋型＞〖JP〗平均型＞后锋型;无论是水位上升阶段还是水位下降阶段,降雨都会降低下游坝坡的安全系数。该研究结果为心墙坝遭遇极端工况条件时进行风险分析和应急管理提供了参考依据。     

库水位下降条件下码头岸坡稳定性分析

以重庆市纳溪沟改扩建工程岸坡为依托,对接岸结构与码头结构无直接相互作用的情况,采用PLAXIS有限元分析软件分析了库区水位下降条件下码头岸坡稳定性影响因素、重力式挡墙受力变形规律及潜在滑坡失稳破坏机理。结果表明,码头岸坡安全系数随库水位下降呈先减小后增大的变化趋势,不同库水位下降速率会引起不同的码头岸坡最不利水位;岸坡内潜水位下降速率的滞后将产生指向坡外的渗透水压力,码头岸坡安全系数随库水位下降速率的增大而不断减小;库水位下降时重力式挡土墙可能发生绕基座底部朝向岸坡临空面方向的失稳倾覆,墙后回填岩土层可能发生拉裂解体,并沿危险滑面滑移失稳。     

饱和-非饱和非稳定渗流作用下岩质边坡稳定性分析

对岩质边坡在水位下降时坡体内的饱和—非饱和非稳定渗流和坡体稳定性进行了分析,渗流分析采用有限元法,坡体稳定分析采用有限元强度折减法。以塑性区位移突变作为边坡失稳判据,此时折减系数值即为坡体安全系数。以十里铺水库为例,对库岸岩体边坡进行了分析,并得出在水库水位降落影响下边坡的稳定安全系数随降落时间的增长而增大的结论。     

某料场逆层岩质边坡开挖过程数值分析

为研究逆层岩质边坡在开挖过程中的各种响应与稳定性,建立某料场逆层边坡开挖有限元模型,分析该料场边坡在开挖施工过程中的位移、稳定安全系数和滑裂面变化趋势。计算结果表明,开挖对边坡上部岩体变形影响很小,对中部和下部岩体变形影响大;开挖过程中边坡稳定安全系数逐渐减小,开挖后边坡稳定性较好;随着开挖深度的增加,滑裂面上缘起点逐渐远离开挖面,而剪出口始终位于坡脚,以此确定了不同开挖深度的重点监测区域;可采用剪应变来描述料场开挖造成的岩体损伤,并将边坡损伤等级划分为3级。研究成果可为该料场后期施工过程中的稳定性监测和加固措施采用提供参考,也可为类似工程提供借鉴。