水位变化时折线型均质黄土岸坡失稳过程试验研究

西北黄土地区库岸边坡破坏有滑坡和崩塌两种基本形式。为进一步研究水位变化时折线型边 坡破坏的形式和坡型对黄土岸坡稳定性的影响,通过不同坡角的折线型黄土均质岸坡模型试验,观察并 分析相同的水位升降条件下不同坡型岸坡的失稳破坏现象。试验结果表明:在相同的水位升降作用条 件下,上陡下缓型岸坡,坡面破坏形态以淘蚀为主;上缓下陡型岸坡,坡面破坏从坡面转折处开始,以崩 塌为主。     

基于强度折减法的转角边坡三维稳定性分析

采用有限元软件ＡＢＡＱＵＳ建立三维土质边坡模型,基于强度折减法研究了边坡稳定性与坡转角的关系,以及坡转角对边坡稳定性与坡高、坡角和边坡长度关系的影响。结果表明,边坡安全系数随着坡转角的增大会逐渐降低;坡转角对边坡安全系数与坡高、坡角关系的影响较小,但对于边坡安全系数与边坡长度关系的影响较大,且当坡角较大时,坡转角对安全系数与边坡长度的关系的影响就较小;当坡角较小时,坡转角对安全系数与边坡长度的关系的影响就较大。     

坡面沟蚀及其分形特性试验研究

随着降雨击溅及坡面径流的持续冲刷,坡面侵蚀将由面蚀向沟蚀转化,并形成复杂的坡面微地形,坡面微地形又将改变坡面侵蚀方式。通过降雨及直接径流冲刷条件下的坡面侵蚀试验,研究了坡面侵蚀过程和冲刷流速(量)、侵蚀率与坡面微地形分形特征之间的关系,结果表明:侵蚀坡面地形分维值与冲刷流量和坡度存在明显的相关关系,把流速和坡面侵蚀率作为坡面地形演变的直接指标,均存在分维值随其先增大后减小的规律。     

水蚀风蚀交错区不同坡长坡面产流产沙过程

通过野外径流冲刷模拟试验,研究了水蚀风蚀交错区不同坡长坡面产流产沙过程。结果表明:1坡面径流起始时间、止流时间随着坡长的增加而增加,起流阶段坡长每增加一倍,起流时间不呈比例增加,但止流阶段坡长每延长一倍,止流时间呈比例增加;2在整个冲刷过程中,4、8、16 m坡长的平均流速分别为0.165、0.170、0.177 m/s,随着坡长的增加,平均流速略有增大,瞬时流速最大值发生在8 m坡长的坡面,4、8 m坡长的坡面径流流速总体上随着冲刷历时波动幅度比16 m坡长的剧烈;34、8、16 m坡长的平均侵蚀速率分别为54.15、75.32、23.02 g/(m2·min),随着坡长的增加,侵蚀速率呈先增大后减小的变化趋势,冲刷过程中4 m和8 m坡长的侵蚀速率陡涨陡落,16 m坡长的变化相对平缓;4坡面产流3 min之内,不同坡长坡面径流的含沙量均出现峰值,进而出现不同程度的下降,而且随着坡长增加,含沙量呈现先增大再减小的变化趋势。     

基于坡面冲刷的荆江典型岸坡稳定性分析

针对荆江典型二元结构的岸坡,采用横向冲刷计算公式探讨了不同水位升降阶段中,水流流速和含沙量对岸坡横向冲刷速率的影响以及岸坡断面形态的变化规律。在此基础上基于饱和-非饱和渗流理论,利用SEEP/w程序建立了二维非稳态渗流模型,模拟了其渗流场在水位升降条件下的变化过程,并基于摩根斯坦法计算分析了在考虑与不考虑坡面冲刷2种条件下岸坡稳定性的变化规律。结果表明:在水位上升期,当不考虑坡面冲刷时,岸坡稳定性是随水位上升而增大的,但当考虑坡面冲刷后,岸坡坡度逐渐增大,岸坡稳定性随水位上升而减小;在水位下降期,岸坡稳定性随水位下降而减小,且考虑坡面冲刷的安全系数下降速率明显大于未考虑冲刷时的情况。因此洪水期与水位下降末期是岸坡失稳的危险期,需重点监控。     

反倾层状岩质边坡倾倒变形时空演化特征研究

为研究反倾层状岩质边坡倾倒变形时空演化特征,以硝洞槽岸坡为研究实例,首先在工程地质资料调查分析基础上对岸坡进行倾倒变形空间分区分析,然后基于地表位移监测资料分析岸坡不同区域倾倒变形随时域变化特征,最后对地表离散位移监测点采用距离反权重插值法得出岸坡倾倒变形位移演化云图,综合分析岸坡倾倒变形时空演化特征。研究结果表明:(1)岸坡前部以水平变形为主,后部以垂直变形为主,岸坡整体变形受控于前部水平变形;(2)岸坡中部条带区域变形控制着岸坡整体变形演化过程,岸坡整体变形滞后于岸坡中部变形,中部条带状变形区位移的增加会诱发后期岸坡整体位移的增加,推断该带状区为倾倒变形锁骨段。     

河道清淤对岸坡稳定性影响分析

莆田市涵江区宫口河两侧岸坡直立,临河建筑物密集,清淤施工易造成塌岸,影响周围道路及附近建筑物稳定,采用极限平衡方法与有限差分理论研究其发生塌岸的破坏机理。结果表明,排水后的岸坡安全系数1．20,岸坡稳定。开挖至坡脚时,安全系数降至1．06,岸坡失稳。开挖后岸坡高度增加,坡率增大,坡脚土体压脚作用消失,致使岸坡坡脚沿水平方向位移19．6ｍｍ,坡顶沉降13．5ｍｍ,岸坡出现潜在滑移面,造成塌岸。采用坡脚1∶5放坡逐级清淤30ｃｍ处理措施后,坡面最大水平位移减小至5．7ｍｍ,坡顶竖向位移降至5．0ｍｍ,放坡开挖在清淤的同时,显著提高岸坡稳定性。     

降雨和水位变化条件下排涝河道岸坡稳定性的数值研究

为了研究降雨和水位变化对排涝河道岸坡稳定性的影响,结合温州市鹿城区丰门河的水文地质资料和现场取样试验结果,利用有限元软件建立河道岸坡的数值模型,计算分析在降雨和排涝过程中岸坡的稳定性变化规律。研究结果表明：当岸坡土体的渗透性较小且岸坡周围有建筑遮蔽时,降雨对岸坡渗流场的影响主要取决于降雨时间而非雨型,整个过程中岸坡并未发生大幅渗流,河道水位和河道周围的建筑是影响河道岸坡稳定性的主要原因。水位越高时的岸坡稳定性越大,建筑距离河道越近、荷载越大时,岸坡的稳定性越小。虽然密集分布的建筑会降低岸坡的稳定性,但同时也减小了岸坡稳定性对水位变化的敏感度。在所有工况下,丰门排涝河道岸坡的稳定安全系数均大于临界稳定安全系数1.20,说明当前的岸坡处于安全状态,无需额外支护措施。     

荆江河段岸坡破坏类型、影响因素及治理措施

长江荆江河段岸坡稳定问题较为突出。从研究岸坡地质结构及稳定条件入手,对长江荆江河段岸坡破坏类型及影响因素进行了详细的论述,荆江河段岸坡破坏类型主要分为3类,即侵蚀性、崩塌型、整体滑移型。影响岸坡稳定的因素有岸坡形态、岸坡物质组成和地质结构、近岸水流条件、地下水渗流等。针对具体情况,提出了岸坡稳定治理措施。     

切坡影响下缓倾顺层红层边坡变形的演化过程

以德遂高速公路沿线典型缓倾顺层红层边坡为工程依托，依据地质分析及相似理论建立缓倾顺层红层边坡室内物理模型，采用开挖试验模拟实际工程切坡，研究坡体的变形演化过程。结果表明：缓倾角20°的顺层红层边坡随切坡呈现典型的拉裂[CD*2]滑移式破坏，坡体位移均随分级切坡不断增大，水平位移均高于竖直位移，同时切坡面附近产生的位移相对于坡体其他部位较大；坡体变形主要由切坡阶段卸荷变形及静置阶段蠕滑变形两部分组成，且切坡卸荷为蠕滑变形发展创造了基础条件；切坡至软弱泥岩夹层前卸荷变形大小及速率均高于蠕滑变形，切坡至软弱泥岩夹层后坡体卸荷变形低于蠕滑变形；切坡面附近部位应力受切坡扰动较为明显，而坡体中部及后缘应力受切坡扰动较小，但坡内应力总体呈现下降趋势，即应力随切坡逐步释放。     

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。     

不同坡度的顺坡垄和横坡垄两种耕作措施保水保土效应分析

以辽宁省土石质山区的海城市松树沟小流域为案例,对不同坡度的顺坡和横坡垄作措施的保土效益、径流量和侵蚀量利用标准径流小区试验法分析。研究表明:根据径流量状况排列3°、5°坡为种植大豆小区横坡垄作裸地小区种植大豆+顺坡垄作;依据侵蚀量排列3°坡下为顺坡垄作最小、裸地最大、顺坡居中,考虑侵蚀量特征排列5°坡为种植大豆+横坡垄作裸地小区种植大豆+顺坡垄作。因此,适用于辽宁省低山丘陵区的水土保持耕作措施为横坡垄作。     

白龙江某水电站枢纽区顺向河谷岸坡变形特征及其形成机理研究

水库蓄水坝址区边坡变形稳定可对水电工程产生困扰和影响,分析并查明枢纽区岸坡变形破坏的类型、规模、分布差异对水电工程安全设计具有重要意义。文章以白龙江某水电站为研究对象,通过现场调查方法对其枢纽区基本工程地质条件、岸坡结构类型、岸坡不良地质灾害发育特征进行了分析,从地形地貌、岩性特征、岩体结构、岸坡应力场等方面总结出岸坡变形破坏特征及其破坏模式,在此基础上通过数值模拟方法揭示了岸坡结构变形破坏形成机理。研究表明:顺向河谷中,发育有层状同向结构岸坡、层状反向结构岸坡、层状横向结构岸坡及层状斜向结构岸坡４种类型;左岸不良地质灾害分布密度小但发育有大规模滑坡和变形体,右岸不良地质灾害分布密度大但多为小型倾倒体和松动体;枢纽区内岸坡呈现出剪切－滑移型、倾倒弯曲型、拉裂型变形破坏特征;岸坡结构变形破坏受岸坡     

高陡边坡地震动放大效应分析

为了研究高陡岩质边坡对地震动加速度峰值的放大作用,分别针对简谐波和El Centro波竖向入射高陡边坡的情形,基于动力学模拟研究了坡肩和坡表面放大系数与坡高和坡比的参数关系。根据计算结果绘制边坡剖面的水平向和竖向放大系数等值线图,分析了坡体内放大系数分布特征。结果表明放大系数并不随着坡高的递增而持续增大,放大系数的最大值出现在坡肩,在不超过2.0的范围内波动变化。坡顶面上的放大系数随着坡肩距的增大而逐渐衰减。坡体内水平向与竖向放大系数的空间分布特征显著不同,在邻近坡肩和斜坡面的区域内竖向放大系数可高达1.5,高陡边坡的抗震设计中不可忽略竖向放大系数的影响。     

浅析枞阳江堤白荡闸引堤的综合治理

影响堤防岸坡稳定主要有地形、地质、水文及自然等因素,正确分析影响堤防岸坡坝坡不稳定原因可以有效预防岸坡滑动现象发生,同时对形成的岸坡滑动进行科学合理治理起到重要作用。本文结合枞阳江堤白荡闸引堤出现的岸坡滑动一例,认真分析了白荡闸引堤岸坡滑动出险原因,采取科学合理综合的治理措施而取得了显著的效果。以此为堤防治理提供了宝贵经验。     

喀斯特灌木林枯落物持水特性分析

灌木是喀斯特地区的主要植被类型之一,研究其枯落物的持水特性对喀斯特地区水源涵养和生态修复具有重要意义。为了解不同灌木群落和坡位的枯落物持水能力,采用室内浸泡法和烘干法,分析了3种灌木群落和处于3种不同坡位的混合灌木林枯落物的持水能力。结果表明:3种灌木群落枯落物的总蓄积量表现为球核荚蒾圆果化香月月青,3种坡位群落枯落物的总蓄积量表现为坡下坡中坡上;无论群落或是坡位,枯落物蓄积量均表现为半分解层大于未分解层;群落最大持水量为圆果化香月月青球核荚蒾,不同坡位最大持水量为坡中坡下坡上;圆果化香的持水能力较强,坡中的持水能力较好;不同群落和不同坡位的枯落物持水量与浸泡时间都存在对数关系,吸水速率与浸泡时间存在幂函数关系。     

坡面径流阻力计算模式对比研究

坡面流是污染物迁移、土壤侵蚀、泥沙输移的主要动力因素,阻力系数是影响坡面流模拟的重要参数。为比较三种阻力计算模式(阻力系数为常数、以淹没度为变量的Lawrence模型和阻力分割模型)在裸坡、砾石覆盖坡面、植被覆盖坡面三种常见坡面上的适用程度,本文建立了坡面降雨径流模型,对不同类型坡面的产流进行了模拟。坡面径流模型采用扩散波模型,坡面降雨入渗模型采用考虑坡度影响的Green-Ampt模型,当存在植被时,考虑冠层降雨截留损失。结果表明:在裸坡上,三种阻力计算模式均适用;而在有砾石覆盖和植被覆盖的坡面上,考虑阻力系数时空变化的阻力分割模型模拟精度最高。阻力系数对坡面径流流量的影响在坡面汇流的涨水与退水阶段较大,而在稳定阶段很小。对有植被覆盖坡面,降雨强度存在阈值,大于阈值时,不同阻力模式对坡面流模拟结果影响甚微;反之,需选择合适的阻力计算模式,且坡长越长,坡度越缓,降雨强度阈值越大。     

新型景观生态岸坡断面型式探讨

通过传统的岸坡与生态景观岸坡断面型式的介绍与比较,对河道整治中的岸坡生态与景观断面做初步的探讨,并给出3种生态景观岸坡整治断面工程实例。     

雨强和地表糙度对坡面微地形及侵蚀的影响

地表糙度是影响坡面侵蚀产沙的重要因素之一,以往研究多关注糙度对坡面产流产沙特征的影响,而较少关注不同糙度条件下坡面微地形变化和侵蚀产沙的关系。通过人工模拟降雨试验,结合Photoscan技术研究了不同雨强和地表糙度对坡面微地形及产流产沙的影响。结果表明:在试验条件下,降雨后光滑坡面和粗糙坡面4个微地形因子(地表糙度、地形起伏度、地表切割度、洼地蓄积量)数值均减小,且有随雨强增大,其减幅增大的趋势;相同雨强和降雨历时条件下,粗糙坡面微地形因子变化幅度大于光滑坡面,微地形因子变化量与侵蚀产沙量呈明显正相关;与光滑地表相比,粗糙地表只在降雨初期能有效减少产流,随着降雨时间延长,2种坡面的产流率趋于一致;在试验选取的4个雨强条件下,粗糙坡面和光滑坡面产流率均呈现先增大后趋于稳定的趋势。粗糙坡面产沙率和产流率变化规律一致,但光滑坡面产沙率表现出在产流初期迅速增大,而后呈降低并趋于稳定的趋势。研究结果可为揭示坡面土壤侵蚀机理和建立坡面侵蚀产沙模型提供参考。     

生态袋辅助覆盖型岸坡结构在寒区河流生态修复中的应用

本文主要将生态型岸坡结构技术与植物种植技术相结合,针对河道贫瘠岸坡等自然生态脆弱衰退区,选择适应于寒区的生态型材料及岸坡结构型式,采用或坡型或垂直型岸坡结构进行岸坡加固,使其既可以满足工程安全要求,又可以使生态系统实现自身修复。该岸坡结构适应范围较广,基本不受地形、坡高、有无水体的限制,既可以解决中小河流的生态修复问题,又可以用于高陡、贫瘠、崩塌山体、库岸等岸坡的生态修复。为寒区生态护岸工程提供了一种新的思路,并且在实践中已取得了良好效果,具有较好的应用前景和推广价值。