降雨条件下非饱和土质公路边坡稳定性分析

基于降雨入渗对边坡稳定性影响机理的分析,采用SLOPE/W软件和SEEP/W软件,模拟了降雨强度为50mm/h和80 mm/h条件下边坡土体渗流场的变化。算例分析表明:相同降雨强度条件下,边坡土体孔隙水压力随着降雨时间的推移而逐渐增大。相同降雨历时条件下,降雨强度越大边坡内的饱和区域越大,孔隙水压力也越大;降雨持续时间对边坡稳定的影响程度与降雨强度大小有关。     

路基边坡降雨入渗的影响因素分析

路基边坡降雨入渗过程属于典型的非饱和土流固耦合问题,性质复杂,影响因素较多。采用ABAQUS有限元分析软件对降雨条件下的边坡渗流问题进行分析,探讨降雨强度、降雨历时、降雨类型、路基边坡坡率及路基土渗透系数对路基内含水量和沉降变形的影响。研究表明:降雨强度越大,降雨历时越长,路基沉降位移越大;短时暴雨造成路基实时沉降位移增加明显,但长时小雨造成的降雨后路基沉降较大;路基边坡坡率越缓,路基土渗透系数越大,路基沉降位移越大。     

红层软岩生态防护坡面抗冲性现场试验研究

为了对红层软岩生态防护边坡的抗冲刷能力进行定量研究，采用现场模拟降雨的方法，测量不同雨强降雨时红层软岩生态防护坡面的径流量、坡体截留量和冲蚀量．试验结果表明，在雨强为20mm／h持续降雨190min和雨强为50mm／h持续降雨120min的情况下，采用植被防护的红层软岩边坡基本未冲蚀；生态防护能有效阻碍红层软岩在水环境作用下进一步风化崩解，从而降低红层软岩坡体的冲蚀．     

基于正交试验的白泥沟滑坡稳定敏感性分析

内因和外因的共同作用是导致滑坡失稳破坏的主要原因.以白泥沟滑坡为例,通过GeoStudio建立二维剖面模型,分别选取内摩擦角、粘聚力、地震强度及降雨强度等四个因素进行了正交试验,进行稳定敏感性分析;在此基础上分析滑坡在不同的降雨强度、降雨历时、地震作用因子下的失稳规律.研究表明:白泥沟滑坡四个影响因素的敏感性排序为:内...     

降雨天气下人机混驾交通流跟驰特性研究

为揭示降雨天气下人机混驾交通流跟驰规律,从分析降雨对行车的影响入手,引入路面附着系数、驾驶能见度等参数,改进Gipps安全距离和行车加速度限制,针对不同跟驰模式建立元胞自动机模型,探寻降雨强度、渗透率双重影响的人机混驾交通流跟驰特性。数值仿真结果表明：雨天渗透率与通行能力呈正相关,但当渗透率低于0.25时,智能网联车对混合交通流平均速度、临界密度及通行能力的影响有限;当降雨强度高于0.3 mm/min时,随雨强度增大会加剧智能网联车跟驰退化,显著降低混合交通流的自由速度、临界速度及通行能力;小雨情况下,约0.1的渗透率可弥补降雨造成的通行能力损失;在中雨至大雨的降雨强度区间内,降雨强度每增加0.1 mm/min,相应提高渗透率0.1,路段通行能力可恢复到与晴天纯人工驾驶交通流相当的水平。     

复杂工况下高速公路路堑边坡稳定性分析

以某高速公路路堑边坡为研究对象,采用大型有限元软件进行了建模分析,分析了坡顶荷载、降雨和坡顶渗漏工况下的边坡安全系数变化规律,并重点研究分析最不利条件下路堑边坡的安全系数和位移变化规律,得到以下结论:边坡安全系数随坡顶荷载、降雨历时和坡顶渗漏历时的增大而减小,相比于坡顶无荷载时,荷载取200kPa、400kPa和600kPa时边坡稳定系数分别减小了43. 4%、65. 2%和71. 8%,在坡顶荷载取最大值600kPa时,边坡安全系数为1. 41,仍处于稳定状态;相比于降雨历时为0时,降雨历时取3h、6h、12h和24h时边坡稳定系数分别减小了54. 4%、55. 4%、56. 2%和57. 2%;相比于坡顶渗漏历时为0时,坡顶渗漏历时取1d、3d、7d和24d时边坡稳定系数分别减小了0、24. 8%、31. 2%和44. 2%;复杂工况下,坡肩处、平台和二级边坡坡脚处水平位移较大,一级边坡水平位移接近于0,当历时12h时,边坡处于欠稳定状态,当历时达到24h时,边坡稳定系数小于1,此时边坡极可能会发生滑塌,应提前给予加固处置。     

坡度影响路基土质边坡抗冲刷性能试验研究

边坡稳定是路基稳定的基础保障之一,为了研究坡度差异对土质路基边坡抗冲刷性能影响的基本规律,设计并进行了室内路基模型降雨试验,获得受雨水冲刷的坡表土累积剥离量随降雨历时、坡度变化规律。结果表明:短时期的降雨对边坡表层冲刷剥离影响较小,累计剥离量基本不受坡度影响;随着降雨历时的增加,累计剥离量随降雨历时基本呈线性递增;受到坡度差异影响,累计剥离量随坡度降低呈现先减少再增加的变化规律;路基工程中,选定合理的边坡坡度可以有效增强雨水的抗冲刷性能。     

生物滞留带对高速公路径流滞蓄效应影响研究

生物滞留带是高速公路径流生态处置的一项有效措施.基于非饱和土理论,采用数值模拟方法探究高速公路生物滞留带在7种降雨工况下的径流滞蓄效应,分析降雨重现期、降雨历时及前期降雨间隔期对滞留带径流滞蓄效应的影响特性.结果表明:在7种降雨工况下,滞留带的径流量消减率、径流峰值消减率及径流峰值延时范围分别为3.65％ ～10.63％、59.93％ ～89.84％、4～59.41 min,滞留带的径流量消减率、径流峰值消减率、径流峰值延时随着降雨重现期和降雨历时的增大而减小,随着前期降雨间隔期的延长而增大,且溢流的发生会导致滞留带径流峰值消减率和峰值延时的显著减小.     

多车道高速公路超高过渡段积水分布数值模拟与规律分析

为了揭示多车道高速公路超高过渡段积水分布规律,基于流体动力学理论,选取典型多车道高速公路超高过渡段设计参数,利用道路BIM设计软件建立了40组三维道路模型;分析了路面积水量和排水设施径流量的关系,建立了考虑排水设施与路面构造深度影响的降雨模拟方案;采用离散相模型和多相流模型耦合,模拟了降雨条件下的路面积水状态;分析了不同组合参数下的超高过渡段积水厚度数据,得到了合成坡度、道路宽度、降雨强度与超高渐变率对积水厚度的影响模式,计算了各车道最大积水厚度,分析了六车道、八车道高速公路积水横向分布规律。研究结果表明:积水厚度与合成坡度、超高渐变率负相关,与降雨强度、道路宽度正相关,其中降雨强度对积水厚度的影响最大,超高渐变率对积水厚度的影响最小;合成坡度为2.02%~8.54%,降雨强度为1~5 mm·min-1时,多车道高速公路超高过渡段最小积水厚度为0.58 mm,最大达到28.35 mm;当降雨强度为5 mm·min-1时,高速公路超高过渡段内外侧车道最大积水厚度差异明显,六车道由内侧车道到外侧车道的最大积水厚度比例为1.0∶3.1∶3.3,八车道为1.00∶0.96∶1.03∶1.36;多车道高速公路超高过渡段积水厚度峰值先出现在道路中间附近,然后向外侧移动,最大积水厚度一般出现在外侧车道。      

考虑裂隙和膨胀力的膨胀土边坡稳定性分析

为探究裂隙和膨胀力综合影响下的膨胀土边坡稳定性,通过引入膨胀力对传统圆弧形滑动面稳定系数的计算公式进行改进,运用有限元方法探究膨胀土边坡在不同降雨工况下渗流场的时空分布规律和稳定系数变化规律。经探究,改进后的稳定系数计算公式可较好地反映膨胀特性的影响及稳定系数的变化规律,能较好地适用于膨胀土边坡稳定性分析;降雨强度、降雨历时和裂隙深度共同决定膨胀土边坡经雨水入渗的影响深度,且该深度同膨胀土边坡在气候营力作用下形成的风化带深度相近。停雨期内,裂隙的存在会加剧孔隙水压力的消散;膨胀力严重影响稳定系数,考虑膨胀力后稳定系数减小约30%;稳定系数会随降雨强度、降雨历时和膨胀力的增大持续减小。     

天府矿区戴家沟泥石流成因与防治对策研究

矿山泥石流是矿产资源开发过程中出现的一个重大环境灾害问题.其物源以矿渣为主,具有常发性、突发性、密度大、过程变化单调、随固体物质累积量的变化而变化等特点.针对天府矿区戴家沟泥石流,分析了其形成原因,得出:陡峭的地形、丰富的物源、矿渣中大量的黏土矿物以及高强度的降雨为泥石流的形成创造了条件.在对泥石流基本参数的分析基础上...     

龙门山地区震后泥石流灾害区域预警研究

512汶川地震造成大量松散堆积物,导致震后触发泥石流的极端降雨量比震前显著降低。在龙门山地区震后泥石流发育特征分析的基础上,探讨了震后触发泥石流灾害的区域降雨阈值及其地域差异性,震后触发泥石流的72小时雨量分布特征为:映秀汶川一带为75~100mm,茂县北川一带以100~160mm为主,上述区域外围及平武青川一带为160~200mm;在龙门山前的雁门茶坝、龙门山后山的禹里平武之间为200mm以上。综合考虑地震地质、地形地貌和降雨等因素,建立了地震扰动区泥石流预警指标体系。采用加权信息量模型完成了龙门山区泥石流易发性评价,然后采用年最大72小时降雨量为主要触发因素,开展了震后5年的泥石流危险性预测评价及区域预警研究,提出泥石流的区域危险性是动态变化的,高危险区主要随降雨量和松散堆积物空间分布而变化,为震后泥石流灾害气象预警和防范等提供了依据。      

高速公路超高过渡段几何线形对小型客车滑水速度的影响

为了揭示高速公路不同超高过渡段线形指标下小型客车滑水速度变化规律,考虑小型客车滑水过程轮胎受力特征,分析了滑水速度与水膜厚度和超高过渡段几何线形的作用关系;应用多元线性回归和流体力学仿真建立了高速公路超高过渡段小型客车滑水速度量化模型,计算了降雨强度、纵坡坡度、超高渐变率等多变量组合下的小型客车临界滑水速度;以典型双向四车道高速公路超高过渡段为例,分析了降雨强度、纵坡坡度、超高渐变率对小型客车滑水速度的影响规律,并给出了超高过渡段小型客车限制速度建议值。研究结果表明:小型客车滑水速度最大值出现在纵坡坡度为0.3%、超高渐变率为1/200、降雨强度为20 mm·h-1组合工况下,为115.5 km·h-1,滑水速度最小值出现在纵坡坡度为3.0%、超高渐变率为1/330、降雨强度为80 mm·h-1组合工况下,为99.3 km·h-1;在降雨强度和超高渐变率一定的情况下,随着纵坡坡度增大,滑水速度逐渐减小,当纵坡坡度由0.3%增加到3.0%时,滑水速度减小2.68%;在降雨强度和纵坡坡度一定条件下,随着超高渐变率增大,滑水速度逐渐增大,当超高渐变率从1/330增加到1/200时,滑水速度上升了2.25%;增加纵坡坡度会降低滑水速度,但当降雨强度增加到一定程度,纵坡坡度、超高渐变率对滑水速度的影响趋于平缓;当降雨强度为20~80 mm·h-1时,双向四车道高速公路限速建议值为95.0~115.0 km·h-1,但不应大于其设计速度。      

汶川震区桃关沟2013-07-10泥石流成灾机理

针对2013年7月10日持续强降雨导致汶川震区桃关沟暴发特大型泥石流,通过现场勘查和试验,分析了桃关沟泥石流暴发的物源、降雨和地形条件,研究了泥石流的起动、流通和堆积过程.研究结果表明,地震对沟域内岩土体的震动破坏是震后泥石流频繁暴发的根源,其成灾机理体现出崩滑物源、坡面物源和沟道物源三者的启动及相互叠加,从发展趋势看,桃关沟泥石流正处于高频发育阶段,仍存在暴发大规模泥石流的可能性.      

八角楼乡火后泥石流空间发育特征

作为一种与林火密切相关的特殊泥石流,火后泥石流的形成具有明显的空间差异性,对其空间发育特征及影响因素的分析有利于此类泥石流的防灾减灾. 运用现场调查、室内外试验和遥感解译等手段,对雅江县八角楼乡火烧迹地15条沟道的火后泥石流发育特征及地形、林火、植被特征、降雨条件进行了多元分析. 结果表明:火烈度越强,土壤的物理力学性质劣化越严重,斥水性越强,渗透性越低,泥石流越易形成;流域过火面积越大,植被覆盖率越低,泥石流暴发频率越高;相对于大流域,小而陡的流域反而更易暴发火后泥石流. 此外,研究区内暴发的5次火后泥石流中有4次泥石流其激发雨强重复周期均小于5 a,且随着时间的增长激发雨强也逐渐升高.      

多雨季节公路岩质边坡施工稳定性研究

通过数值模拟软件MIDAS/GTS对在加固前后降雨入渗对边坡稳定性的影响进行研究,可以得出：加固前坡体在天然状态下开挖稳定性较好,在降雨入渗条件下随着降雨强度、降雨持时的增加,边坡的水平位移不断增加。采用锚喷护面后,即使发生暴雨,边坡的最大水平位移仅为25mm,最大垂直位移为15mm,此时计算出的安全系数为1.28,边坡稳定。     

戴家沟矿山泥石流内因分析与工程治理

戴家沟是一条潜在泥石流沟,流域面积约1.25×106m2,泥石流物源主要为矿渣,储量约1.2×106m3.利用X衍射光谱分析了黏土矿物试样;根据黏土矿物的结构及物理特征,从微观的角度分析了泥石流的形成原因.分析表明:黏土矿物具有巨大的表面积和亲水性,它的存在会促进泥石流的形成.在对泥石流物源岩土特性、泥石流流量、流速和...