高水位骤降作用下堤防边坡稳定性研究

高水位骤降时堤防易产生非稳定渗流,导致堤防边坡不稳定。本文通过开展堤防边坡稳定性物理模型试验,利用水位控制系统实现坡外水位的骤降,测试水位骤降过程中孔隙水压力、坡面地形变化,结合渗流稳定数值分析对堤防边坡稳定性进行研究。结果表明:水位骤降时,堤防边坡稳定性系数逐渐减小,堤防内部产生向坡外的渗流是边坡失稳的重要原因。     

水位降落条件下非稳定渗流试验研究

水位降落时产生的非稳定渗流场对坝坡的渗流和稳定影响较大。通过砂槽模型室内试验模拟了粉砂、细砂、黏土等多种材质的边坡在水位降落过程中的非稳定渗流物理过程,分析了水位降落过程中上游边坡的渗流场特点,比较了不同边坡材料、渗透特性、坡比和水位降落速度的泄水过程中边坡渗流场自由面形式和等势线变化特点,重点研究了给水度μ、渗透系数k、库水位降落的速度v对自由面最高点、上游边坡中的孔隙水压力、坡降的影响,定量分析了水位降落时k/μv判断骤降、缓降、快降的标准,探讨了非稳定渗流浸润线的计算公式。结果表明：渗透系数小、给水度大的土坡在水位降落过程中产生的上游边坡孔隙水压力值和渗透坡降较大,非稳定流场自由面最高点位置也更高;水位降落时的上游边坡渗流方向指向坡面;浸润线最高点高度与坡前水深的比值h0/H与降落时间t/T间存在线性关系,k/μv作为判断骤缓降的指标与其线性系数呈指数关系。     

不同水位骤降速度下的混合堤防边坡稳定性分析

黑龙江流域广泛存在由砂土和黏性土混合填筑而成的混合堤防。本文以典型混合堤防为研究对象,通过数值计算的方法研究洪水浸泡下不同水位骤降速度下混合堤防边坡的渗流稳定性和抗滑稳定性。研究表明:水位骤降对迎水边坡的渗流稳定性和抗滑稳定性均不利。边坡抗滑稳定性系数先快速下降到最小值后缓慢增大。不同降速下,降速越大,堤防边坡稳定性越差。降速由0.05cm/s增大到0.10cm/s时抗滑稳定性系数降低较大,而降速达到0.15cm/s时降速对边坡稳定性影响较小。该研究为由堤防溃堤而引起的水位骤降对其他堤防段边坡稳定性带来的影响提供了参考。     

坡前水位降落对边坡稳定性影响试验

基于室内模型试验模拟水位降落过程中边坡渗流场变化,得到不同坡形、降落速度、土体材料和降落差对边坡渗流场及稳定的影响。研究表明,边坡水位下降初期,边坡内外孔隙水压力差值随着边坡水位的下降逐渐增大;边坡水位下降后期,边坡前缘水位趋于稳定,边坡内外孔隙水压力差值逐渐减小,边坡渗流场接近稳定状态。渗透性能好的土体,当边坡前缘水位处于稳定状态后,边坡内部孔隙水压力衰减速度较渗透性差的土体快,水位下降对边坡稳定性的不利影响更显著、时间也更久。水位降落速率、落差和坡形均对边坡有显著影响,随着水位降落速率增大、落差增大和坡比增大,边坡更易失稳发生破坏。     

库水位骤降对坝坡稳定性的影响研究

土石坝设计中,坝坡稳定是一个至关重要的项目,库水位骤降对土石坝上游及其岸坡稳定会有较大影响。本文结合基于刚体极限平衡原理的有限元数值模拟软件中的GEO-SLOPE和SEEP-W,以均质坝为研究对象,研究不同骤降速度条件下上游坝坡的稳定性问题。通过计算分析,水位骤降对边坡稳定性产生很大影响,上游边坡的安全系数随着水位的骤降而减小,最后趋于稳定,并且库水位骤降速度越大,上游坝坡稳定性降低越快。     

黄河某水电站溢洪道边坡渗流场模拟分析

某水库蓄水后,水位抬升约76 m。针对水库溢洪道边坡渗流场的三维特征,运用MODFLOW对水电站蓄水前、蓄水后以及库水位骤降后的地下水渗流场特征变化进行三维模型模拟研究。结果表明:蓄水前,地下水对岸坡稳定性影响较小;蓄水后库区水位抬升产生很大的静水压力,模拟区水位整体抬升,坡体前缘部分浸入水库,诸多因素增大了坡体自身的不稳定性;泄洪后水位骤降,地下水渗流方向突然改变,可能对进口部位的边坡变形产生一定程度的影响。     

基于水力模型试验的堤防工程安全运营分析研究

为研究某防洪枢纽工程堤防大坝安全运营稳定性,设计水力模型试验并开展研究,获得了堤防边坡在水位变化过程中安全稳定状态及堤防模型渗流场特征.①研究了高水位蓄能浸泡下堤防边坡地形沉降变形特征,多砂断面相比全砂断面沉降变形较小,最大降低幅度为0.6％.②水位骤降期,多砂断面堤防地形沉降有沉降、有凸起,而全砂断面均为沉降变形.③...     

水位下降作用下堤防稳定性数值模拟研究

本文以长期浸泡作用下砂性土-黏性土二元混合堤防为研究对象,利用有限元法对高水位不同降速条件下堤防渗流和抗滑稳定性进行数值模拟研究。研究表明水位下降速度对堤防边坡渗流稳定性和抗滑稳定性影响较大;同时水位骤降过程中,堤防迎水侧砂性土和黏性土接触面可能会发生流砂和接触冲刷破坏。本文研究这种二元结构混合堤防在水位下降过程中可能发生的工程渗透破坏问题,为今后的水利工程建设提供一定的参考。     

水位变化对库岸边坡稳定性影响的研究

为了研究水位变化对库岸边坡稳定性影响,采用模型实验方法研究坡比、坡前水位降速等因素对边坡的渗流场及稳定性的影响规律,对比分析试验。结果表明,坡体内由坡内指向坡外的渗流,是引起边坡失稳破坏的主要因素。且渗流力随着坡前水位降速、坡度的增大而增大,不利于坡内孔隙水压力的消散,使得坡内外水位滞后现象明显,从坡内浸润线的变化趋势中可以得到验证。由此获得在不同水位降速下,不同坡比边坡的失稳破坏机理,对边坡工程稳定性分析具有一定的参考价值。     

库水位骤降条件下均质土石坝渗流稳定分析

本文基于Van Genuchten非饱和渗流模型综合分析了土石坝饱和一非饱和渗流,以工程实际为例,研究了水位骤降工况下土石坝渗流稳定问题.结果表明:库水位骤降工况下,上游水位的变化对坝体渗流量的影响较大;库水位急剧降落易使浸润线形成逆向渗流形态,并造成土石坝坝坡稳定性的降低,但是当孔隙水压力消散时间足够长时,上游坝坡稳定性有一定程度的提高.     

库水位骤降条件下涉水边坡抗滑桩加固效果

针对工程实践中涉水边坡抗滑桩设计技术规范欠缺、计算模型过于简化等问题,采用强度折减拉格朗日差分法模拟分析水位骤降速度、水深坡高比、抗滑桩桩位等因素对涉水边坡抗滑桩加固效果的影响。结果表明:库水位骤降速度越大,抗滑桩加固后的边坡安全系数越小;与抗滑桩加固前相比,抗滑桩加固后水深坡高比与边坡安全系数的关系发生了较大变化,应计算最大库水位骤降速度工况下不同水深坡高比对应的边坡安全系数,取其中最小的边坡安全系数作为边坡稳定性判别依据;库水位骤降条件下,抗滑桩布设的位置对边坡加固效果具有较大影响,可根据不同桩位条件下的水深坡高比与边坡安全系数的关系曲线确定合理桩位。     

库水位下降时土坝上游面渗流稳定性研究

大坝迎水坡的最不利工况是长期蓄水(高水位运行)后水位骤降,影响此时上游坡土体稳定性的因素有水位降落速度、土体特性等。借助于渗流分析软件Geoslope和unsst2,不仅从渗流稳定性出发,说明了坡面渗水的危害;从防止大坝上游坡在库水位下降时产生自由溢出点出发,拟合了不同κ/μυ时库水位下降的临界高度;而且考虑了由于各种...     

水位骤降条件下粘土边坡渗流特征分析

水库库岸边坡的稳定性对于水库的蓄水量和当地水文环境的影响显著,文章采用GEOSTUDIO数值模拟软件中的Seep渗流计算模块,对水位骤降条件下的库岸粘土边坡工程在高低水位变化时的边坡渗流特征进行了研究。结果表明水位骤降前后水压和压力水头均随边坡体的深度增大而增大,水位变化前后的水力传导度和体积含水率均随土体水压的增大而增大,水在土体中具有良好的渗流作用。研究结果可为类似水位波动条件下的库岸边坡工程的渗流特征提供参考。     

库水位回落条件下土石坝边坡稳定分析

利用二次开发的有限元软件ANSYS,形成渗流与边坡稳定分析程序模块,计算得到库水位回落条件下的土石坝渗流场;据此分析非饱和土强度、土体密度随含水量变化的关系及渗透力作用;利用强度折减有限元技术分析了水位降落过程中渗透系数、水位降速对边坡稳定性的影响.结果表明,库水位降落初期,坝内浸润线下降,下游坝坡稳定性增大,但此时上游坝坡稳定性仍大于下游坡;饱和渗透系数相同时,库水位降落速度越大则上游坝坡稳定性越差,不同水位降落速度对较小饱和渗透系数的土石坝渗流场及边坡稳定性影响程度较小,对较大渗透系数的坝体则影响较大;水位下降速度相同,则坝体饱和渗透系数越小其上游边坡稳定安全系数越小.     

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...     

库水位骤降时平原水库均质土坝稳定分析

在均质土坝设计中,水位骤降通常是上游边坡稳定计算时需控制的工况。本文以天津某均质土坝为例,利用有限元对坝坡进行渗流分析,分析库水位骤降对渗流场的影响,研究库水位骤降时土坝坝坡的稳定情况。通过对不同库水下降速率的坝坡稳定分析,得到坝坡稳定系数随库水位骤降速率的变化规律。     

水位变化下潜在不稳定坡渗流场及稳定性分析

采用有限元软件GEO-Studio中的SEEP/W对某水库潜在不稳定坡渗流场进行模拟,计算库水位上升、骤降过程中,库岸边坡岩土体内地下水位的分布特征,以及库岸边坡岩土体内各点的水头和水头压力,并由此分析库岸边坡的稳定性。结果表明:Ⅳ号潜在不稳定岸坡在库水位骤升、骤降情况下,出现欠稳定状态,若水位骤升、骤降速度过快,则可能会引起潜在不稳定岸坡失稳,分析结果与岸坡的实际情况基本吻合。     

水位骤降对下伏隧道堤防安全影响研究

建立了考虑水位骤降条件下的下伏隧道堤防模型,依托湘江某下伏隧道堤防工程,基于堤防边坡渗流原理,结合有限元应力计算,探讨了不同水位骤降速率下的浸润线情况,计算了堤防安全系数。研究结果表明:湘江水位骤降速率越快,浸润线变化范围越大,浸润线变化范围与水位降落速率成正比;湘江水位骤降速度在3 m/d^4 m/d,水位降到28.8 m时,堤岸失去稳定;水位骤降并非整个过程中堤岸均处于失稳状态,而是水位降至某高度后堤岸失稳,骤降速率增快对堤防安全系数有一定负面作用。研究结果对隧道下穿堤防建设具有一定指导意义。     

库水位变化对边坡稳定性影响的有限元模拟

在假定坡体孔隙水水位为水平线且不考虑渗透作用影响的基础上,基于强度折减有限元法分析了水位上升及下降速度对边坡稳定性的影响。对比计算表明,在库水位骤降或陡升条件下,相同库水位对应的边坡安全系数基本上均小于库水位缓慢变化情况下的安全系数。故在实际工程中,无论是排水还是蓄水,都应尽量保持水位缓慢变化,以使边坡处于相对较安全的状态。     

水位升降速度及降雨对膨胀岩边坡稳定性的影响

为研究水对膨胀岩边坡失稳的影响,以南水北调中线工程河南安阳第一施工标段渠坡为工程实例,利用GEO-SLOPE软件中的seep/w模块和slope/w模块,研究在蓄水条件下,不同水位升降速度及降雨对膨胀岩边坡渗流场和稳定性的影响。结果表明：水位变化速度对膨胀岩边坡的渗流场有较大影响,较大水位上升速度对膨胀岩边坡稳定性有利,但过快的水位下降速度不利于膨胀岩边坡的稳定性,降雨会显著降低膨胀岩边坡的稳定性。