降雨条件下顺层岩质边坡破坏模式及稳定性研究

在降雨入渗过程中,顺层岩质边坡后缘张裂隙的充水高度应由汇入流量与地下水在层面渗流时的渗流量所共同决定。通过分析降雨作用下顺层岩质边坡的滑移-拉裂破坏模式,建立了地下水渗流量与汇入流量和张裂隙充水量之间的关系,并推导了边坡稳定性系数与降雨强度的计算公式,编制了相应的计算程序。并以某高速公路路堑边坡为例,与不考虑层面渗流量的方法进行对比分析。结果表明,文中方法能够较好地反映边坡稳定性随降雨强度而变化的程度。     

裂隙位置及深度对膨胀土边坡稳定性影响分析

降雨入渗引发裂隙性膨胀土边坡失稳是一种常见的工程地质灾害。在有限元方法中考虑裂隙的存在及降雨过程中裂隙的愈合对膨胀土渗流特性和强度特性的影响,研究了裂隙位置及深度对膨胀土边坡渗流及稳定性的影响。结果表明:裂隙的存在对边坡的渗流及稳定性均有显著的影响。入渗的雨水将集中在裂隙周边的风化土层内,裂隙发育深度决定了潜在滑移面的位置,一旦边坡失稳多呈现浅层滑坡的特点。裂隙位于上坡面和下坡面的稳定性均低于裂隙位于坡顶时的稳定性;随着裂隙深度的增加,边坡稳定性逐渐下降,但下降趋势减缓。     

基于变形监测的边坡稳定性及加固方案探讨

通过对某高速公路的高边坡滑移变形进行地表位移监测,分析坡体不同区域的变形特征、临空面与滑面变化趋势,以及岩体结构对坡体稳定性的影响。结合降雨量和监测数据,探讨降雨与边坡位移的影响规律,从而得出反倾软质岩边坡的稳定性影响因素。监测数据表明,受降雨、临空面开挖及岩体结构的影响,边坡出现牵引区和变形区2种变形特征区域;变形区存在3个阶段:(1)坡体变形随时间而匀速增长的线性变形期;(2)裂缝后缘及两侧坡体随之加速变形的失稳期;(3)坡体应力重分布形成二次应力场的固结稳定期。而牵引区整个过程变形较小;反倾软质岩边坡变形受层面影响,但不受层面控制;地表水渗入则是坡体变形的主要诱因,工程设计中注意地表排水及深层排水。     

贵环高速顺层岩质边坡变形机制分析及临滑宏观判据研究

通过对贵环高速公路顺层边坡现场工程地质条件的系统调查,在边坡岩体结构类型、结构面与坡面组合特征、稳定性影响因素分析的基础上,采用有限元数值模拟技术,结合工程地质条件分析,对其变形破坏机制及临滑宏观判据进行深入探讨。研究结果表明,边坡处于滑移拉裂型滑坡的加速蠕滑阶段,边坡变形受层间软弱夹层及岩体结构控制作用明显,临空面卸荷作用促使岩体张裂隙自软弱夹层处向坡顶面逐渐扩展并贯通,节理切割作用促使边坡滑移块体的形成,静水压力作用促使张裂隙自坡顶面向软弱夹层面逐步张开形成地表水下渗的通道,软弱夹层在地下水软化作用下促使边坡整体失稳,形成边坡滑塌区和变形区;该边坡局部失稳的临滑宏观判据为拉张裂缝距坡顶距离为8.0m,整体失稳的临滑宏观判据为拉张裂缝距坡顶距离为18.0m、滑移块体的厚度为16.0m、裂隙充水比例为80%,为该边坡的临滑预警提供了量化的宏观判据。     

基于振动台试验的边坡动力稳定性综合评价方法

桥基边坡的动力稳定性直接关系到桥梁结构的抗震能力。本文通过大型振动台试验模拟了某高速公路特大桥桥基边坡在地震作用下的动力响应以及破坏过程,然后利用Newmark刚性硬块法以及拟静力法分别计算边坡在不同烈度地震下的永久位移以及稳定性系数。最后根据上述成果综合评价该边坡的抗震能力,并揭示出的破坏形式,给出了合理的工程处治措施。结论如下:(1)边坡在8度烈度地震作用下可能发生局部变形,9度烈度地震条件下极可能发生大的整体滑动;(2)边坡失稳受地震产生的后缘张拉裂隙以及缓倾节理控制,主要失稳部位位于坡脚以及边坡浅部;(3)地震加速库水向坡内入渗,对边坡稳定性影响显著,需要在坡脚进行合适的防护措施。     

公路顺层岩质边坡开挖稳定性分析及锚固设计

运用FLAC3D数值软件建立了某公路等倾顺层岩质边坡的"层-面-层"分析模型,并通过监测桩提取代表点的水平应力和位移,进而模拟边坡的稳定性,获得相应滑面。在推测滑面基础上,反算出滑面的参数,进而评价潜在滑体的稳定性。根据潜在滑体的稳定性及预算推力,对坡体作了锚固设计,并通过理正岩土软件验证了设计的可靠性。案例边坡开挖后,后缘张拉裂缝的位置与推测滑面的后缘位置一致,锚固方案实施后坡体稳定。     

悬挂型暂态饱和边坡稳定性分析方法研究（双语出版）

针对降雨入渗引起的暂态饱和边坡稳定性问题,考虑暂态饱和边坡重度变化、基质吸力以及暂态水压力的影响,分析了降雨入渗条件下暂态饱和边坡失稳机制,揭示了暂态水压力分布规律,并阐述了相应的暂态水压力数学计算方法。依据边坡滑动面是、否位于悬挂暂态饱和区内2种分布条件,提出了考虑暂态水压力、基质吸力及重度变化的Janbu极限平衡分析方法,并编写了可自动搜索圆弧形和折线形滑面的暂态饱和边坡稳定性计算程序。通过算例深入研究了悬挂型暂态饱和边坡安全稳定性的变化规律以及滑移机制。研究结果表明：降雨前期,由于暂态饱和区厚度较小,边坡基质吸力作用对边坡稳定性影响占主导作用;持续降雨引起暂态饱和区厚度增加条件下,边坡内暂态水压力逐渐转化为边坡失稳的主控因素,边坡安全系数持续下降;相同计算条件下,随着暂态饱和区厚度的增加,折线形滑动面的安全系数始终小于圆弧形滑动面的安全系数;折线形最危险滑动面的深度随暂态饱和区厚度的增加呈减小趋势,但普遍浅于圆弧形滑动面。圆弧形滑动面的深度呈现先减少后增加的趋势,深入研究发现此现象与边坡底部暂态水压力及边坡的抗剪强度参数密切相关。悬挂型暂态饱和边坡更容易产生浅层折线形滑动破坏。     

悬挂型暂态饱和边坡稳定性分析方法研究

针对降雨入渗引起的暂态饱和边坡稳定性问题,考虑暂态饱和边坡重度变化、基质吸力以及暂态水压力的影响,分析了降雨入渗条件下暂态饱和边坡失稳机制,揭示了暂态水压力分布规律,并阐述了相应的暂态水压力数学计算方法。依据边坡滑动面是、否位于悬挂暂态饱和区内2种分布条件,提出了考虑暂态水压力、基质吸力及重度变化的Janbu极限平衡分析方法,并编写了可自动搜索圆弧形和折线形滑面的暂态饱和边坡稳定性计算程序。通过算例深入研究了悬挂型暂态饱和边坡安全稳定性的变化规律以及滑移机制。研究结果表明:降雨前期,由于暂态饱和区厚度较小,边坡基质吸力作用对边坡稳定性影响占主导作用;持续降雨引起暂态饱和区厚度增加条件下,边坡内暂态水压力逐渐转化为边坡失稳的主控因素,边坡安全系数持续下降;相同计算条件下,随着暂态饱和区厚度的增加,折线形滑动面的安全系数始终小于圆弧形滑动面的安全系数;折线形最危险滑动面的深度随暂态饱和区厚度的增加呈减小趋势,但普遍浅于圆弧形滑动面。圆弧形滑动面的深度呈现先减少后增加的趋势,深入研究发现此现象与边坡底部暂态水压力及边坡的抗剪强度参数密切相关。悬挂型暂态饱和边坡更容易产生浅层折线形滑动破坏。     

深切河谷区平推式滑坡失稳演化及稳定性评价

以雷打石深切河谷地貌平推式滑坡为例，通过现场调查、钻孔、地表位移监测等方法，查明变形特征和规模等工程地质条件，对滑坡的稳定性进行评价。结果表明：河谷下切使坡体前缘临空，卸荷变形明显；陡倾裂隙的差异充填利于其中部形成竖向空隙层，对平推式滑坡的滑面位置和充水高度具有较大影响。深切河谷区平推式滑坡的失稳演化可分为构造作用下岩体损伤、坡体卸荷开裂、裂隙差异充填、坡体滑动诱发和平推式失稳5个阶段，坡体卸荷开裂和裂隙差异充填是深切河谷地貌对平推式滑坡的典型贡献。现有计算模型适用于深切河谷区平推式滑坡的稳定性评价。     

降雨条件下楼房山隧道碎石土边坡的稳定性研究

通过建立楼房山隧道罐子沟端滑坡防治工程数值计算模型,研究降雨对碎石土边坡稳定性的影响机制,将降雨条件转化为含水率的变化,分析了不同含水率变化下边坡的应力场、位移场、塑性区及剪应变增量的变化规律。研究结果表明:在降雨条件下,碎石土边坡的稳定性随着含水率的增加呈先缓慢减小后急剧减小的特征,即存在一个与含水率有关的临界特性;降雨诱发碎石土边坡失稳的主要机理是雨水渗入后在地下水管道排泄系统作用下,将坡体下部碎石土中的细粒土带走,逐渐形成坍塌滑移,导致整个边坡破坏。     

公路岩质边坡稳定性评价的能量法研究

针对公路岩质边坡稳定性分析评价问题,根据能量法原理和塑性极限分析上限定理,建立了岩质边坡平面滑动的屈服机构.在刚塑性假定条件下,视岩质边坡的滑体为刚体,没有内能耗散,视滑面为塑性区,能量耗散主要集中在滑面上,根据能量法可以得到简化后的虚功率方程.综合考虑作用在岩质边坡上的后缘裂缝静水压力、沿滑面扬压力、重力、水平地震惯性力、锚固力等外力,按照强度折减法,推导得出了公路岩质边坡稳定性评价的能量法上限解.通过典型算例,将能量法上限解和刚体极限平衡法稳定系数计算结果进行了对比分析.     

“暂态”饱和-非饱和边坡稳定性分析方法研究

针对"暂态"饱和-非饱和边坡的稳定性问题，推导考虑"暂态"水压力、孔隙水重力、软化与非饱和强度的边坡安全系数计算公式，开发可以自动搜索滑动面位置的"暂态"饱和-非饱和边坡稳定性分析程序，并采用该程序研究算例"暂态"饱和-非饱和边坡安全系数与失稳模式的演化规律，分析不同因素对边坡安全系数的影响程度。研究结果表明：提出的能同时考虑"暂态"水压力、孔隙水重力、软化与非饱和强度的改进瑞典圆弧法，可以有效解决"暂态"饱和-非饱和边坡稳定性分析的问题；边坡失稳模式由深层整体破坏转变为浅层局部破坏时，存在一个可以采用降雨入渗区深度定义的阈值；降雨入渗区深度小于该阈值时，边坡安全系数迅速降低，滑动面最大深度快速减小，边坡失稳模式表现为深层整体破坏；降雨入渗区深度大于该阈值时，边坡安全系数持续降低，滑动面最大深度缓慢增大，在边坡浅层形成一块滑动带，边坡失稳模式表现为浅层局部破坏；"暂态"水压力对边坡稳定性的影响有利有弊，孔隙水重力、软化对边坡稳定性不利，非饱和强度对边坡稳定性有利；不考虑"暂态"水压力的抗滑力矩与下滑力矩之比小于滑动面"暂态"水压力及滑体侧向"暂态"水压力引起的抗滑力矩与滑体侧向"暂态"水压力引起的下滑力矩之比时，"暂态"水压力对边坡稳定性有利，反之则不利。     

裂隙对非饱和土边坡稳定性影响分析

降雨是诱发滑坡发生或复活的主要原因。但通常在进行非饱和土边坡的稳定性分析时,只考虑不同降雨边界条件下的边坡稳定性分析。在前人分析的基础上,分别考虑了降雨条件下,有无裂隙和裂隙的深度等对边坡的渗流场及稳定性的影响,并对计算结果进行对比。结果表明:当降雨强度较小且在地表无积水时,对结果的影响很小;当降雨强度较大时,在地表形成的积水流入裂缝时,安全系数随着裂缝深度的增加逐渐减小。     

黄土边坡滑坡侵蚀稳定性计算方法探讨

滑坡是土坡重力侵蚀破坏的主要形式，在目前的工程实践中，土坡稳定性分析最常用的方法是圆弧条分法。但对大量黄土滑坡的观测表明，其滑动面并不是圆弧，一般是后壁陡直，下部接近圆弧，总体形状呈“L”形。因此采用经典的圆弧法计算黄土边坡的稳定性是不准确的。根据Mohr-Coulomb强度理论计算出黄土滑坡后缘拉裂的深度，自拉裂底部至坡脚处假定为圆弧滑动面，在此前提下搜索最危险滑动面的位置。笔者曾提出了搜索最危险滑动面的一种方法，并结合该方法推导出了用圆弧法求解稳定系数的解析式。将黄土边坡具有后缘拉裂这一特点，应用于该解析方法中，进一步推导出用于黄土滑坡侵蚀稳定性的计算公式，通过对泾河南岸一黄土高边坡滑动前地形断面观测和土的物理力学性质指标的测试，计算得出其潜在滑动面，再与其滑动后实测滑动面比较，表明提出的方法比一般的圆弧法有更高的精度。     

降雨入渗作用下风积沙路堤边坡的稳定性分析

以风积沙路堤边坡为研究对象，分析了不同降雨类型下，土体的体积含水量、孔隙水压力对边坡稳定性的影响及渗透规律。采用基于饱和-非饱和渗流理论的有限元软件，考虑基质吸力对滑动面抗剪强度的影响，对坡体在不同降雨类型下的渗透规律和对边坡的稳定性进行分析。结果表明:边坡在降雨入渗过程中，边坡表层体积含水量逐渐增大，基质吸力逐渐降低，在强降雨下边坡表层形成一个暂态饱和区，容易发生浅层滑动；连续降雨的边坡表层没有暂态饱和区，雨水全部下渗，在相同降雨量下连续降雨的渗入量和渗透深度都要大于短时强降雨；连续降雨相比短时强降雨对     

降雨入渗对填土边坡稳定性影响研究

以非饱和渗流理论为基础,以广西某变电站填土边坡为工程实例,运用岩土体渗流有限元及边坡稳定性分析软件,分别对该填土边坡在不同时刻下的孔隙水压力分布状况、渗流路径、稳定性进行模拟分析。结果表明:降雨入渗主要通过改变土体孔隙水压力、土体含水率以及基质吸力,从而对边坡产生影响,随降雨入渗时间增大,边坡最危险滑面有下移趋势,安全系数逐渐下降。其中,在降雨48小时至72小时时间段内,填土边坡稳定性下降最为显著。如遇连续降雨情况,该填土边坡有很大的安全隐患。     

重庆武水高速公路K41切层岩石滑坡的形成机理

重庆武水高速公路K41滑坡为一大型切层岩石滑坡,自2009年8月以来,坡体下沉、滑移及坡面开裂等现象日趋加大,呈持续性滑动变形。该滑坡的形成、发展与坡体复杂的工程地质条件密切相关系:上硬下软的坡体结构是古错落体形成的基础,高边坡开挖产生了较大的临空面,加之连续降雨的影响,使古错落体切断软弱岩层转化为切层岩石滑坡。结合滑坡的变形特征及监测资料对其稳定性进行了综合分析,确定了滑坡在不同条件下的安全系数,并对治理工程设计提出了建议。     

基于摩擦学原理分析地下水对边坡稳定性的影响

基于摩擦学原理及地下水破坏效应,分析研究了地下水对边坡稳定性的影响,提出了真实接触面和视接触面的概念;并运用真实接触面推导了饱水情况下潜在滑面滑动的临界角变化公式。结果表明真实接触面越小,岩土体滑动临界角就越小,而水压的增加促使真实接触面的面积减小,从而加速边坡失稳。     

某顺层岩质边坡的稳定性分析与处治措施探讨

以某缓倾角顺层软质岩边坡的滑移处治为例，分析了边坡岩体结构、节理产状及层面组合的特征，并采用极限平衡法结合工程地质条件，对其稳定状态及处治措施进行了深入探讨。研究结果表明:当缓倾角顺层岩体存在软弱夹层且临空状态时易发生滑移，而裂隙水的作用加大了其下滑力。