库水位骤降对黏土心墙坝坝坡稳定的影响分析

坝坡稳定是土石坝设计的重要内容,在极端工况条件下,坝体内孔隙水压力常不能很快消散,较高的孔隙水压力和渗透力会使上游坝坡具有下滑趋势,甚至酿成滑坡事故。鉴于此,应用三维非稳定饱和-非饱和渗流有限元法建立大黑箐水库枢纽区三维有限元模型,对极端工况条件下坝体的非稳定渗流场进行模拟分析。结果表明,1d内库水位自校核洪水位骤降至正常蓄水位,不会对心墙的稳定造成不利影响。     

基于水—气二相流模型的土坡稳定性分析

为了研究孔隙气压力和负孔隙水压力在土坡稳定分析中所起的作用,基于多相流理论建立水-气二相流模型,利用此模型对稳定渗流情况和降雨情况下的土体边坡内水相和气相的渗流状态进行模拟,根据模拟得到的孔隙气压力和孔隙水压力值求出土坡安全系数。计算结果表明,土坡非饱和区负孔隙水压力的存在较大地提高了土坡稳定性,在稳定渗流情况下,孔隙气压力对土坡稳定的影响可忽略,在降雨情况下,非饱和区产生的孔隙气压力使得安全系数减小,滑动面与地下水位的距离越大,非饱和区的孔压对土坡稳定的影响越大。     

基于ANSYS的某湖堤渗流场模拟分析研究

以某湖堤为工程对象,利用ANSYS有限元数值分析平台,分析该湖堤渗流场模拟结果。研究表明,堤坝稳定渗流场中存在吸力水头,集中在坝顶面,最大吸力水头达4.625 m,坝身孔隙水压力水头平均值为7.8 m,坝基处孔隙水头压力最大,达9.6 m。降雨强度影响初始流量边界条件,降雨强度增大,吸力水头增大,渗流场活跃度增大。未有降雨时,降雨入渗与非入渗两种工况模拟结果一致,当降雨量增大,离差值增大,且离差值表现总滞后于降雨期,降雨影响持续时长达57.4 h,后趋于收敛平静。以下降期水位为初始边界条件的模拟结果相对误差更小,长历时变化更稳定,仅有54%波动,渗流模拟结果更快收敛。以期为利用数值模拟分析软件研究堤坝渗流场提供一定的参考依据。     

降雨条件下双层土坡的模型实验研究

针对降雨入渗非均质土坡的稳定问题,建立双层边坡模型进行人工降雨实验,对坡体进行含水率和孔隙水压力监测,得到了非均质土坡在降雨条件下含水率和孔隙水压力更真实的变化。基于模型实验结果的分析,得出变化规律如下:①坡体渗流趋于稳定时,含水率、孔隙水压力不仅和深度有关系,而且也与土体物理性质有关。这与均质土坡的渗流状态明显不同;②坡体含水率、孔隙水压力在降雨过程中,响应时间随深度增大而增大。雨后过程中,下层土体含水率、孔隙水压力降低速度大于上层;③相同雨强条件下,坡体含水率和孔隙水压力随降雨历时而不断增大。降雨强度越大,坡体的孔隙水压力和含水率响应时间越早,但在坡体浅表层这种时间效应不明显;④对于降雨过程中能达到稳定渗流状态的土坡,前期降雨量主要影响降雨过程中含水率和孔隙水压力的变化。研究成果为降雨入渗条件下非均质非饱和土边坡的稳定分析提供了依据。     

降雨条件下浅层滑坡渗流模拟与稳定性探讨

为探讨降雨条件下浅层滑坡的渗流情况和稳定性评价方法,采用了geo studio软件的seep/w、slope/w模块以及规范折线法进行研究。结果表明:在模拟的降雨强度和持时下,随着降雨的不断持续,坡体内负孔隙水压力线逐渐消失,孔隙水压力增大;坡体不同位置基覆界面处孔隙水压力值随降雨时间的持续,表现出坡底和中部变化较大,坡顶变化较小;而不同位置坡体表面孔隙水压力随降雨时间的持续大致趋于同一个稳定值;坡顶表面垂深6 m内孔隙水压力变化较大,6 m以下变化微弱。对比2种稳定性评价方法,得到边坡在天然工况下处于稳定状态,在暴雨工况下逐渐趋于不稳定状态。     

基于强度折减法的向家坝电站库岸边坡稳定性评估

为了评估向家坝水电站上游库岸边坡的稳定性情况,以宜宾市金沙江干流下游某库岸边坡为例,采用有限元强度折减法计算该边坡在施工期、正常蓄水位稳定渗流期和正常蓄水位骤降30 m的非稳定渗流期3种工况下的稳定安全系数大小。结果表明,在施工期时,该岸坡安全系数为1.13,处于基本稳定状态;正常蓄水位的稳定渗流状态时,岸坡的安全系数为1.39,处于稳定状态;正常蓄水位骤降30 m的非正常运行工况时,边坡安全系数为1.04,处于欠稳定状态。说明在正常运行期工况下,本区域内岸坡产生滑移的可能性较小,但在非正常运行工况时岸坡稳定性相对较差。     

BLKQY水库大坝结构安全分析与评价

根据新疆BLKQY水库运行现状,通过坝顶高程复核,护坡板厚复核,以及运用SATB计算程序对大坝边坡安全系数的计算,对水库的大坝结构安全分析与评价。结果表明:坝顶高程满足规范要求;根据坝坡稳定复核计算,水库大坝在正常蓄水位稳定渗流期、空库和正常蓄水位遇地震三种工况下,坝体的上、下游坝坡抗滑稳定安全系数均满足规范允许值;护坡板厚度符合计算要求。故大坝结构安全,运行条件良好。     

满拉土心墙堆石坝坝坡稳定分析

为保证土石坝在自重、各种情况的孔隙压力和外荷载的作用下，具有足够的稳定性，采用了瑞典圆弧法和简化毕肖普法，并运用水科院土石坝稳定计算程序《ＳＴＡＢ１》，进行了粘土心墙堆石坝坝体稳定计算。在地震工况下采用了拟静力法进行坝坡稳定计算。计算结果：在正常蓄水位遇８度地震情况下，除上游坝坡为１∶１．８５时坝顶局部不稳定外，其他工况下坝体稳定。     

人工降雨入渗边坡破坏试验研究

建立室内人工边坡的降雨入渗模型,选取坡度为33.7°的细砂边坡,在300 mm/h降雨强度下进行试验.通过孔隙水压力传感器和自制含水率传感器监测试验中含水率、孔隙水压力的变化规律和分布情况及对边坡稳定的影响,分析边坡表层以下4 cm及14 cm深处的含水率、孔隙水压力变化和3个时刻坡体的含水率、孔隙水压力等值线图.分析结果表明,降雨入渗的整个过程中,下部的含水率、孔隙水压力都是最大的;边坡内部靠近底层的区域,其含水率和孔压的变化需考虑趾部及下部水分入渗的影响,因为这些影响会造成该区域的等值线密集.     

饱和-非饱和非稳定渗流数值分析中初始状态的研究

总结了饱和—非饱和非稳定渗流场分析中初始孔隙水压力确定的一般方法。讨论了通过给出实测的数据概化孔隙水压力分布和采用稳态渗流解确定初始孔隙水压力各自的适用范围及存在的问题,并进一步指出了确定饱和—非饱和非稳定渗流场初始状态的研究内容。     

基于折线滑动面法的土石坝坝坡稳定分析

采用折线滑动面法,利用visual basic程序语言编制计算程序求解危险工况下的最小稳定安全系数Kc值。经计算,在三种工况下,水位在1/3坝高处、稳定渗流期设计洪水位以及正常蓄水位+地震,Kc值均满足要求。在此基础上,还讨论了上游水位变化对坝坡稳定的影响以及折坡折点位置变化对坝坡稳定的影响,并验证了与文献[8]中所述利用公式法计算得出的相关结论一致性,即坝内最小Kcmin值的折面不会通过坝顶平面,只限于坝坡范围内。     

惠州抽水蓄能电站上库岸坡稳定性分析

抽水蓄能电站库水位升降频繁,边坡内地下水渗流场随着水库水位的升降处于频繁变化之中,边坡的稳定性也随之处于变化之中.该文利用计算边坡稳定的常用方法--瑞典条分法,分别计算了在正常蓄水位骤降工况下,库内边坡最小稳定安全系数和正常蓄水位稳定渗流期,库外边坡最小稳定安全系数,以确定岸坡的稳定性.     

基于MIDAS GTS的某水利枢纽大坝渗流分析研究

针对某水利枢纽大坝不同工况下渗流场特征,利用MIDAS GTS有限元软件建立数值模型,分析校核水位、正常蓄水位、死蓄水位3种工况下渗流稳定性。研究结果表明:①得到3种工况下总水头值及分布态势、渗流速度区间;总水头分布均随上游至下游逐渐降低,渗流速度范围均在渗透破坏安全渗流速度内。②坝体渗流路径均会绕过面板防渗墙、坝址或坝肩防渗膜等防渗系统;浸润面角度与坝基平行一致,最大仅有18°～25°,两岸岸坡与浸润面夹角均超过90°。③最大孔隙水压力分别为1.92、1.94和1.8 MPa,且从坝基至坝顶均为逐渐降低态势;坝体总泄漏量分别为1.2×10~(-4)、2.45×10~(-5)和1.03×10~(-4)m~3/hr,渗漏量值均低于大坝渗透破坏临界值。以期为研究水利大坝渗流稳定性提供一定的参考依据。     

降雨模式对土质边坡稳定性的影响

降雨是诱发边坡失稳的重要因素。通过数值模拟分析降雨入渗规律,基于饱和-非饱和理论和边坡稳定性分析理论,在相同降雨量和相同历时的4种降雨模式(减弱型,增强型,集中型,平均型)下,运用Geo-studio软件模拟了土质边坡不同部位孔隙水压力随时间的变化规律和边坡稳定安全系数随时间的变化曲线,结果表明:降雨模式对土质边坡降雨入渗规律和稳定性有显著的影响,减弱型降雨模式对土质边坡内孔隙水压力的变化影响最大;在减弱型降雨模式下边坡稳定安全系数下降最快,集中型和平均型次之,增强型下降趋势平缓;坡脚的孔隙水压力变化较坡中部和坡顶的大,离边坡表面深度越大降雨对土体孔隙水压力影响越明显。     

考虑孔隙气压力影响的边坡稳定分析

降雨入渗过程中孔隙气压力变化是影响边坡稳定的重要因素,为了分析这种影响,提供一种考虑孔隙气压力影响的边坡稳定分析方法。首先基于水气两相流的理论与方法,计算降雨入渗下坡体的孔隙水压力、孔隙气压力和饱和度的分布,并获取降雨入渗过程中孔隙气压力引起的荷载变化量。而后,结合非饱和土抗剪强度理论及剩余推力法,将孔隙气压力引入到边坡稳定分析中,并以谭家河滑坡为例模拟分析考虑孔隙气压力对边坡稳定的影响。结果显示,降雨导致坡体表层趋于饱和,在坡表与滑带之间的孔隙气压变化较为敏感,而沿滑床向深层方向传递过程中孔隙气压发生衰减;坡体表层饱和区孔隙水压力通过孔隙气向坡脚传递,形成沿坡脚方向的孔隙气压力梯度,增大了滑体的下推力。结果表明,在相同的渗流条件下,考虑孔隙气压力的影响使同一滑动面上的安全系数降低,对边坡稳定分析不利。该方法在坡体濒临失稳时考虑孔隙气压力作用影响显著,对反映某些具体工程滑坡现象更加符合实际。     

降雨条件下水电站弃渣场边坡渗流特性及其稳定性分析

降雨条件下水电站弃渣场边坡稳定性是工程设计人员重点关注的问题。为研究降雨条件下水电站弃渣场饱和-非饱和渗流特性及其边坡稳定性,文中利用SEEP/W与SLOPE/W模块进行耦合计算,采用非饱和渗流分析方法对降雨条件下桐子林水电站弃渣场边坡稳定性进行研究分析。数值模拟结果表明:降雨条件下,渣体内部含水率不断增加,孔隙水压力逐渐增大,随着降雨的持续,渣体表面部分区域会形成暂态饱和区,在坡体表面形成正的暂态水压力,孔隙水压力变为正值;降雨入渗导致渣体基质吸力减小,渣体抗剪强度参数不断降低,渣体边坡安全系数不断减小,边坡稳定性下降,雨停之后边坡安全系数趋于稳定;采用参数折减法计算暴雨工况得到的渣体边坡稳定系数偏小,结果相对偏于保守。     

某泄洪闸坝不同工况下三维有限元应力、稳定分析

针对某水库深孔闸坝进行三维有限元数值分析,研究其在正常蓄水位、设计洪水位(1%)、以及正常蓄水位+地震工况下坝体位移、应力分布情况。根据计算成果分析该类坝型薄弱点所在,为该类坝型的设计工作提供参考依据。研究计算表明:正常蓄水位与设计洪水位工况下,坝体第一主应力最大值主要发生在牛腿与闸墩相交处,随水位的增高而应力集中变为明显,正常蓄水位+地震工况下,由于受地震作用影响,坝体第一主应力最大值主要发生在边墩坝顶下游处。     

基于COMSOL的洛河治理工程中河道岸坡安全稳定性分析研究

针对洛河治理工程中的河道岸坡,利用COMSOL有限元软件,引入渗流与安全稳定系数理论,研究了不同工况下岸坡渗流与安全稳定性。分析了不同河道水位下水压从坡底部至顶部逐渐增大,水位6m的最大水压相比于4m时增大了11.2%,浸润线均呈水平状态,坡脚底部处的等效应力随水位增大,量值逐渐降低,但分布面积扩散。降雨工况下常规降雨强度时坡体水压分布基本一致,流网分布呈均匀,强降雨强度时坡脚底部水压力增大显著,呈条状分布,最大流速是常规降雨强度下的6倍,达到30.8cm/s。获得了不同水位下岸坡安全稳定系数与河道水位呈反比关系,但坡脚处位移量与河道水位呈正相关,水位增大,滑动体愈倾向于外侧坡面。分析了降雨强度增大,安全稳定系数降低,强降雨强度250mm/d下岸坡稳定系数逼近于1,滑动面附近坡体内位移值随降雨强度增大而变大,降雨强度20mm/d时为0.15m。论文为河道治理过程中岸坡安全稳定性分析评价提供一定参考。     

清江隔河岩大坝重要坝段的变形特征

隔河岩水利枢纽坝顶高程206 m,最大坝高151 m,坝顶全长653.5 m,装机容量1 200 MW.坝型为"上重下拱"两岸不对称的重力拱坝.工程于1997年经国家验收运行以来,特别是1998年出现了历史上100 a一遇的特大洪水,为了长江错峰,大坝蓄水位达到203.96 m,超过了设计蓄水位1.96 m,经受了特大洪水的考验.在高水位压力作用下的拱冠、拱座坝段有明显变形,但变形量在设计允许范围内.通过几年来的正、倒垂线监测成果表明,除受环境因素影响外,大坝重要部位变形具有一般工程普遍反映的规律性,说明这种特殊形式的大坝工作性态良好.     

基于Midas GTS的邗江区典型岸坡护坡设计研究

为探究邗江区境内河流岸坡生态护坡方案，采用Midas GTS建立典型岸坡计算模型，研究自然生态护坡、全覆盖草皮护坡及四季春护坡3种方案下岸坡稳定系数与孔隙水压力特征。四季春护坡方案下安全系数最高，且该方案下岸坡稳定性受运营期影响最低。降雨强度愈大，则岸坡安全系数愈低，但四季春护坡方案下安全系数受影响最小。岸坡安全系数与降雨时长具有二次函数的负相关关系，自然生态护坡、四季春护坡及全覆盖草皮方案下降雨时长每增大3h，可导致安全系数分别降低5.6%、3.3%、4.7%。降雨强度愈大，则孔隙水压力愈高；自然生态与全覆盖草皮护坡方案中孔隙水压力的增长具有慢-快转变节点，为15 h，而四季春植物护坡下孔隙水压力增长稳定。