碎石土边坡现场直剪试验及稳定性分析

基于某碎石土边坡处治工程,通过现场剪切试验分析了碎石土边坡在不同含石量的受力状态与破坏机理,并运用现场直剪试验所得相关参数,通过MIDAS/GTS软件,采用强度折减法对比分析了碎石土边坡的稳定性。现场剪切试验表明:碎石土边坡的现场直剪试验依次经历了弹性、屈服、塑性破坏3个阶段;碎石土的抗剪强度受含石量的影响较大,当含石量较大时,碎石土的抗剪强度越大;碎石土的剪切破坏呈塑性破坏,且当垂直荷载较小时(≤88k Pa),碎石土出现持续剪胀现象,当垂直荷载较大时(88k Pa),碎石土出现先剪缩后剪胀现象。碎石土边坡稳定性分析表明:碎石土边坡在地震作用时的稳定性最差;静力条件下碎石土边坡的稳定性最好,降雨后,边坡的稳定性将受到影响。     

堆积体边坡碎石土抗剪强度试验研究

基于大型室内直剪试验结果,对含石量及含水量分别与堆积体边坡碎石土黏聚力及内摩擦角的关系进行了深入研究。结果表明：碎石土黏聚力的大小随着含石量的增加,表现出先逐渐增大后减小的趋势,内摩擦角随着含石量的增大表现出逐渐增大的趋势;黏聚力随含水量的增大有一定程度的增大,超过碎石土中细粒土塑限含水量后逐渐减小。基于试验结果,将碎石土的黏聚力表示为含水量与含石量的二元函数,并提出了考虑饱和度与基质吸力影响的碎石土的抗剪强度公式,将有助于准确评估降雨作用下碎石土边坡的稳定性。     

考虑前期降雨的非饱和土边坡稳定性分析

为研究降雨期和停雨期的非饱和土边坡稳定性变化,使用饱和-非饱和渗流理论,分析了考虑前期降雨的边坡的渗透系数及孔隙水压力变化,得到各阶段边坡安全系数。结果表明:在降雨过程中孔隙水压力和渗透系数随深度的增加呈先减小后增大的规律;坡脚受前期降雨的影响较明显;受渗透系数较小和临界滑动面较深的影响,停雨后边坡安全系数仍持续减小。     

雨水渗入对土石坝边坡稳定性影响分析

针对土石坝边坡在雨水渗入作用下易引起边坡孔隙水压变化,导致结构失稳的问题,采用SLOP/W有限元软件构建土石坝边坡模型,重点分析了降雨强度、降雨持续时间、降雨雨型和前期降雨条件下土坝坡内暂态孔隙水压力分布,得到坝体在不同工况下的稳定安全系数,研究结果表明:降雨量相同时,降雨强度小,持续时间长,坝坡基质吸力下降,坝坡的安全稳定性降低,降雨强度大,持续时间短时,雨水以径流方式流失,土坝坡体内部基质的吸力变化较小;降雨总量一定时,降雨峰值数量越多,峰间降雨强度小,坝坡抗滑稳定性越低,当前期降雨和后期降雨间隔时间增大,坝坡安全稳定系数呈先减小后增大,当时间间隔很大时,前期降雨影响有限。     

降雨入渗下非饱和土边坡稳定性影响研究

运用分形模型预测非饱和土的水理特性,主要研究了降雨条件下非饱和土边坡的稳定性变化及影响边坡稳定性的各个因素:土质特性参数(分维、进气值与饱和导水系数)、降雨强度、边坡几何特性参数及初始地下水位深度等.土体的饱和导水系数、降雨强度对降雨过程中的非饱和土边坡稳定性影响较大;非饱和土边坡在降雨过程中的最小安全系数与土体饱和导水系数之间的临界关系可用Sigmoid曲线模型拟合;降雨强度直接影响了非饱和土边坡的稳定性,降雨过程中边坡的最小安全系数与降雨强度的关系曲线可用MMF模型拟合;另一方面,非饱和土的分维、进气值、边坡几何特性参数及初始地下水位深度的影响相对较小.     

砂土边坡稳定性离心模拟试验研究

根据全国水利学会岩土物理模拟试验专委组织的离心模拟平行试验,进行了砂土边坡稳定性离心模似试验研究.试验采用福建标准砂,研究不同边坡倾角和含水率对砂性土边坡稳定性的影响和试验后边坡含水率的变化.试验设置了三组不同坡角和含水率的试验来进行对比,验证了在一定范围内含水率的变化对边坡稳定性的影响,坡角变化对边坡稳定性的影响,并利用非饱和土的强度与含水率的关系理论,探讨了砂性土边坡稳定性与含水率的关系,并得出了试验后含水率的变化规律.     

基于强降雨的膨胀土边坡稳定性分析

采用Midas-GTS软件,基于非饱和土强度理论Fredlund强度公式和饱和土有效应力原理,分析安康地区某膨胀土边坡在强降雨工况下坡体内各土层的孔隙水压力变化,并利用渗流-应力耦合研究边坡的稳定性。研究结果表明：随着降雨持时增加,膨胀土边坡体内孔隙水压力逐渐增大,表层膨胀土逐渐饱和,膨胀土的抗剪强度逐渐降低;同时降雨引起边坡体内地下水水位变化产生变化的空隙水压力。通过渗流-应力耦合分析,得出暴雨工况下不同降雨持时的边坡安全系数,其随降雨持时增加而逐渐减小,在降雨持时24h时安全系数降至0．89。     

考虑路堤渗流场变化的最佳包边土厚度数值研究

为确定考虑路堤渗流场变化的最佳包边土厚度,通过Geostudio-seep软件数值模拟,建立具有包边土和排水设施的路堤计算模型,分析了路堤渗流场中暂态饱和区及含水率的变化。结果表明,在设置排水系统的路堤软土层采用最佳包边土厚度,有利于迅速排出雨水,减小雨水入渗量,使土体体积含水率随降雨持续无明显变化,从而减小边坡受降雨入渗的影响,降低边坡土体水毁程度。     

多层结构土质边坡降雨入渗过程及稳定性影响分析

为了分析多层结构土质边坡在不同降雨条件下的渗流过程以及稳定性变化规律,基于降雨入渗机理以及均质土体降雨入渗深度理论计算公式,提出了多层结构土质边坡降雨入渗深度及其稳定性计算方法,利用该计算方法分析不同降雨条件下雨水的入渗深度,同时应用数值分析方法计算多层结构土质边坡降雨入渗深度及其稳定性。研究结果表明:建立的降雨强度与降雨时间共同影响下的多层结构土质边坡雨水入渗深度理论计算公式的计算结果与数值分析得到的结果基本一致,表明该公式能较好地反应多层结构土层边坡降雨入渗过程;降雨入渗过程中靠近坡面的土层体积含水率、孔隙水压力增长速度较快,并且在土层交界面处,土层体积含水率、孔隙水压力变化幅度比较大,且靠近坡面的土层体积含水率首先达到饱和状态,随后第2层土体的含水率也逐渐达到饱和状态;降雨入渗过程中边坡安全系数随着降雨入渗深度的增加而不断降低,并且在湿润锋到达土层分界面时,安全系数有突变现象,由于不同土层之间渗透系数的差异性,使得雨水在土层分界面处易形成平行于坡面的渗流,进而导致边坡安全系数出现较大范围的波动,此时边坡最容易发生失稳破坏。     

福建某排土场边坡降雨作用下渗流稳定时变分析

目前对排土场渗流稳定多以单台阶单因素进行分析，较难分析其全面情况。以某矿区排土边坡工程为例，在已获取其工程地质条件的基础上，分析在不同雨型影响下该多台阶排土场渗流特征及稳定性。结果表明:依据当地降雨实际情况，在总雨量相同情况下短时间高强度降雨对排土边坡稳定性影响更大，低台阶的安全系数变化幅值较高台阶更大，排土边坡最小安全系数出现在降雨结束后。合理控制排土边坡坡高和坡度，修建截水沟等排水设施可有效维护排土边坡的稳定性。     

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。     

台风暴雨条件下福建霞碧滑坡渗流稳定性分析

针对福建霞碧滑坡体在强降雨条件下的渗流及稳定性变化,运用seep与slope软件进行了渗流场的模拟和稳定性的计算。结果显示:在降雨的过程中雨水沿边坡表面近垂直入渗,降雨对深部影响较小,其主要影响在坡积土层。由于坡积土层的渗透性高于残积土层,长时间的持续降雨之后在坡积土层与残积土层交界面处出现的滞水现象,是造成霞碧滑坡处于蠕滑状态的根本原因。坡体的稳定性在降雨结束后的第一天最低,之后坡体的稳定性逐渐提高。其结果真实地反映了滑体稳定性现状和规律。最后,提出了相关的治理措施。     

水热耦合作用下季节冻土边坡降雨入渗规律及入渗机理

为研究春融期降雨工况下季节冻土边坡水热迁移规律及降雨入渗机理,选取季节冻土区高速公路路堤边坡为研究对象,基于非饱和冻土水热迁移耦合模型结合降雨入渗边界条件,提出了降雨入渗条件下冻土边坡水热耦合理论与数值计算方法,并通过COMSOL有限元仿真软件对冻土边坡降雨入渗过程进行计算,分析不同降雨强度、初始含水率对冻土边坡体积含...     

西南某电厂高填方边坡不稳定变形的数值与物理模拟研究

边坡稳定性问题一直是工程地质专业较突出的问题之一，而在稳定性分析过程中，高填方边坡的不稳定变形是工程设计、治理的最终核心问题。以西南某电厂高填方边坡为例，采用FLAC3D对高填方边坡进行三维实体模拟及变形计算，同时，利用降雨物理模拟试验对边坡变形进行验证分析。通过数值模拟和物理模拟试验，得出以下结论:降雨条件下，土体达到饱和时，边坡变形达到最大值，且产生应力集中现象，致使边坡发生进一步破坏；通过物理模拟验证边坡的具体变形，分析得出降雨对边坡造成变形的作用机理。     

降雨对公路边坡渗流场与稳定性影响研究

降雨是诱发土质公路边坡产生滑坡的主要原因之一。以某公路边坡为研究对象，采用有限元流固耦合方法，定量分析不同降雨强度、降雨历时对公路边坡渗流场与稳定性的影响。结果表明:降雨强度越大，降雨持续时间越长，边坡体积含水量越早达到饱和且达到饱和的范围越大，边坡的基质吸力下降速率越快且消散范围越大，边坡抗剪强度降低越多，稳定性持续下降；当降雨强度达到大暴雨或降雨持续时间达到6天时，该边坡的稳定性系数小于1，有可能失稳，应及时采取防治措施。     

动力湿化作用下粗粒土高路堤渗流场时空演化模型试验

为了研究动力湿化作用下渗流水在粗粒土高路堤内的迁移特性，自主研发设计制作一种室内喷洒降雨装置及车辆动力荷载模拟装置，开展动力湿化作用下粗粒土高路堤渗流场时空演化模型试验，从时间和空间2个角度描述渗流水在路堤内的迁移特性，然后根据模型试验结果，建立粗粒土渗流场时空演化机制，揭示动力湿化作用下的粗粒土高路堤边坡渐变失稳发育机理。研究结果表明：基于相似理论，开展粗粒土高路堤渗流场时空演化模型试验可以较为真实地反映粗粒土高路堤在动力湿化作用下渗流水的迁移特性；动力湿化作用下，湿润锋首先在路堤边坡表面形成，并逐渐从边坡表面向内部拓展，在坡顶处的拓展速率较小，坡脚处的拓展速率较大；受湿润锋演变规律的影响，路堤边坡监测点负孔隙水压力逐渐减小，体积含水率逐渐增大，坡前应力逐渐增加，位于坡脚浅层区域的应力增加速度较快；依据渗流水的迁移规律，将渗流影响范围内的土体自上而下分为浅层暂态饱和区、渗流水填充区及渗流水湿润区；在动力湿化作用下，粗粒土高路堤边坡将逐渐产生沿坡脚深层滑移的渐变趋势。     

某高填方边坡稳定性分析与支护方案评价研究

为了准确分析郊纳镇#2高填方边坡的稳定性及支护方案，定性分析了其变形影响因素和失稳模式，采用极限平衡法及Geo-slope进行稳定性计算分析对比。结果表明:该#2边坡的影响因素有:岩土类型，填料特性、填筑工艺、地形地貌、降雨及地下水、人类工程活动。失稳模式为蠕滑-拉裂。稳定性计算为天然状态下基本稳定，饱和状态下不稳定，与现场实际情况相符。支护方案为在坡脚设置抗滑桩支挡，结合截、排水措施，坡面按一定坡率修整并分层压实、分级设置格构骨架护坡。     

持续降雨对土质边坡稳定性影响研究

通过室内试验、数值模拟并结合工程实例，研究了持续降雨对土质边坡稳定性的影响。结果表明:降雨会在土质边坡表层形成一层暂态饱和区，暂态饱和区的范围会随着降雨历时和强度的增大而逐渐增大；在Geostudio 2012数值模拟中，表现为均质土坡在表层出现的湿润峰随着降雨历时和降雨强度的增大而向坡体深部扩展，在相同条件下，湿润峰在坡体平缓部位扩展深度大，而在坡体陡峭处扩展深度小，导致湿润峰将坡体划分为上部暂态饱和区与下部非饱和区两部分。相同原状土体的黏聚力与内摩擦角随着含水率的增大和减小而相应增大和减小，致使湿润峰上部暂态饱和区土体物理力学性质发生改变，最终导致边坡稳定性系数随降雨的变化而发生变化。因此，在工程建设中出现均质土坡时，必须考虑天然降雨对边坡稳定性的影响，并做好截水及排水设计。     

降雨入渗对非饱和土路基稳定性的影响研究

为研究降雨入渗对非饱和土路基稳定性的影响,从非饱和土的渗透特性,降雨入渗的影响因素,降雨对土体强度的影响分析了降雨入渗机理,运用ABAQUS有限元软件进行数值模拟;结果表明:降雨入渗带给路基稳定性的影响是从坡脚向路基内部延伸到一定区域内的,从而导致路基沉降过大,使边坡浅层有可能出现失稳现象,必须采取有针对性的加固措施。可为降雨入渗条件下非饱和土路基及边坡的防护工作提供参考与借鉴。