边坡稳定性分析中的有限元极限平衡法

从边坡稳定性有限元分析方法和极限平衡法基本原理入手,提出了适合于边坡稳定性分析的有限元极限平衡法。以浅变质岩边坡潜在滑动面上的切向和法向弹簧模拟滑坡体和滑床之间的接触摩擦问题,对某高速公路路堑边坡进行了数值模拟,分析了边坡内应力和变形特征,以及渐进破坏的发展过程,对传递系数法和有限元极限平衡法用于浅变质岩风化层边坡稳定性分析的计算结果进行了对比分析。结果表明,采用边坡潜在滑动面上的法向和切向弹簧单元模拟滑坡体和滑床之间的接触摩擦问题能够真实反映边坡潜在滑动面上应力重分配过程和特点,得到边坡失稳破坏的真实稳定安全系数,有限元极限平衡法分析边坡稳定性是一种有效可行的方法。     

锚失效影响岩质边坡稳定的数值模拟

通过数值模拟分析设格子梁的锚失效对岩质边坡稳定性的影响。模拟了锚固边坡从加载到不同位置和顺序的锚失效后,其它锚索应力的变化以及边坡破坏情况;研究了边坡锚索失效对边坡稳定性的影响机理。研究结果表明:在荷载作用下,边坡上排锚索比下排锚索先破坏,失效锚索的锚固力会向其他锚索转移;折线破坏的边坡不同位置锚索破坏对边坡稳定性的影响有所不同。     

降雨入渗下裂土边坡水分运移时空特征与失稳机理

为探究降雨入渗下裂土边坡水分运移时空特征与失稳机理, 自主研制了足尺模型试验系统和光纤布拉格光栅(FBG)深部柔性位移系统, 对边坡渐进破坏进行了全过程、多物理量联合监测, 揭示了降雨入渗作用下裂土边坡的渐进变形和破坏演化模式; 基于裂土边坡的渐进破坏模式, 提出了土体饱和比概念, 将裂隙深度范围滑体分为饱和层和非饱和层; 以土体饱和度变化描述了含随机分布裂隙的边坡水分运移规律, 并结合刚体极限平衡法探讨了由裂隙控制的边坡失稳机制。研究结果表明: 对于未形成裂隙的边坡, 连续降小雨时浅层变形受表层基质吸力控制; 裂隙形成后, 雨水沿裂隙快速入渗形成暂态饱和区, 导致基质吸力降幅达82.50%~87.14%, 而由其贡献的抗剪强度迅速损失, 从而形成初期溜滑、片蚀等浅层变形, 降雨停止后坡体仍处于蠕变过程, 坡脚与坡顶位移增幅分别为23.40%和19.39%;蒸发后裂隙规模发展增大了雨水对渗流场的影响范围和边坡破坏规模; 土体经历胀缩、蠕变而变得松散, 裂缝区深部土体体积含水率较初始状态的增幅为205.7%;同一降雨条件下, 初始裂隙深度愈深, 稳定系数愈低, 破坏愈快; 对具有同一裂隙深度的边坡, 其稳定系数随土体饱和比的增加逐渐降低, 土体饱和比增长愈快, 表征边坡内部出现大面积连通型饱和区, 这是裂土边坡出现整体失稳的主要原因。      

等厚顺层岩质边坡稳定性的模型试验研究及数值验证

以相似理论为依据,根据模型试验的要求,设计制作了室内旋转边坡模型装置。通过4组模型试验,研究了层状岩质边坡在未扰动开挖状态下的稳定性影响因素,并利用非连续变形方法 DDA软件进行了数值模拟验证分析。分析认为,顺层岩质坡体发生破坏主要受岩层倾角和节理裂隙两大因素影响,节理裂隙密度越小,边坡越稳定;节理裂隙的贯通性越好,边坡越容易发生破坏;顺层岩质边坡破坏以滑动变形为主,在滑动变形的过程中伴有倾倒变形,破坏模式为滑移-拉裂破坏;坡体发生破坏时,滑动过程为分级滑动,临近坡面的坡体先产生滑动,上部变形速度大于下部变形速度。DDA数值模拟结果能够较好地与物理模型试验结论相吻合,验证了非连续变形理论分析方法的正确性和DDA软件的实用性。     

开挖引起大规模倾倒滑移边坡变形、破坏分析

主要介绍了大规模倾倒滑移边坡工程研究成果,同时也讨论了开挖与边坡的稳定性、边坡岩移监测与治理措施。扼要分析了引起此类边坡变形、失稳灾害的主要影响因素。基于FLAC数值模拟技术和底摩擦模型试验,深入分析了该边坡的变形、破坏发展,以及其破坏机制,其成果已应用于工程实际。     

某顺层岩质边坡及其支护稳定性数值分析

为研究顺层岩质边坡支护稳定性、改善边坡结构面易失稳的问题,以某岩质边坡为对象,通过数值模拟分析得到某岩质边坡在支护施作前后塑性区分布变化、整体位移以及剪切应力的变化规律。结果表明:在支护结构施作前后,边坡塑性区的面积分布、最大塑性应变值以及其位置都发生了改变,提高了边坡稳定性;施作支护结构后边坡的最大位移相对初始状态下减小31. 2mm,对抑制边坡的变形效果显著;随着支护结构的施作,边坡剪应力整体分布趋势及剪应力最大值变化较小,边坡坡面最大剪应力分布情况变化明显,坡脚处剪应力逐渐减小,施工过程坡脚发生剪切破坏可能性较低。     

降雨对黄土路堤边坡浅层稳定性影响的研究

黄土地区的边坡失稳与雨水入渗有密切关系．利用边界条件的转换来模拟雨水入渗，用差分法分析了降雨强度、降雨持时和土体的渗透系数与边坡稳定性的关系．通过对这些参数的数值分析研究，得出的结论可为边坡的失稳预防提供理论依据．     

牵引式滑坡渐进形成历程试验研究

为深入研究牵引式滑坡渐进失稳机理,研发了能够模拟滑坡体分段失稳滑动的试验装置.装置主体由若干渗透盒组成,能够构成各种几何形状的分段式滑面;通过向不同分段组合的渗透盒注水,可使滑带分阶段饱水软化,滑带土抗剪强度降低,引发滑体分级失稳滑动,从而实现牵引式滑坡渐进破坏过程的模拟.共设计12种试验方案,模拟了不同几何特性的滑面和坡面线以及多种坡体材料;从前至后分段软化滑带,形成分级失稳滑块,观测滑坡体变形特征及后缘破裂面形态.研究结果表明:各级失稳滑带分别对应1条主裂缝,滑体性质和坡面形态对滑坡体破坏趋势影响较大,两段线坡面形态的坡体变形最为显著;后缘面破裂倾角一般为陡倾角,其中77.42%的倾角值集中在58°~88°范围内,失稳的第1级滑带越短或坡面形态和滑面形态越陡,后缘面破裂倾角越大.      

太古公路高边坡的数值模拟及治理措施研究

对太古公路高边坡进行了稳定性评价和数值模拟，说明边坡在开挖后存在局部的失稳，并对边坡工后进行数值分析，指出边坡在治理后可能存在的隐患。     

太古公路高边坡的数值模拟及治理措施研究

对太古公路高边坡进行了稳定性评价和数值模拟，说明边坡在开挖后存在局部的失稳，并对边坡工后进行数值分析，指出边坡在治理后可能存在的隐患。