南阳邓州段高速公路非饱和膨胀土边坡稳定性分析

膨胀土边坡失稳常常形成区域性的地质灾害,非饱和膨胀土边坡的稳定问题是岩土工程界迫切需要解决的一个难题。针对南阳地区的膨胀土的特点,结合南阳膨胀土地区高速公路工程实例,通过非饱和膨胀土的膨胀力试验和直剪试验,研究了膨胀土的吸力等效膨胀力与初始含水量之间的变化规律及其相关关系;最后,采用两类计算工况对非饱和膨胀土边坡进行了稳定性计算分析,评价了吸力等效膨胀力对非饱和膨胀土边坡稳定性的影响,并进一步验证了基于卢肇钧的非饱和土强度理论公式研发的强度折减有限元软件的适用性。     

土-水特征曲线在黄土边坡稳定分析中的应用研究

以南水北调中线穿黄工程南岸连接渠边坡为研究对象,采用压力板法获得了非饱和黄土边坡的土-水特征曲线,用Van Genuchten模型对试验数据进行了拟合,将拟合参数代入Vanepalli非饱和土的抗剪强度经验公式,预测不同吸力和含水率下的非饱和土的抗剪强度值,并与常吸力三轴剪切试验结果进行对比,验证了预测公式的准确性;试验结果和预测结果都表明非饱和黄土吸力和含水率的变化对黏聚力影响显著,对内摩擦角影响较小。通过建立含水率与非饱和黄土抗剪强度的关系,将不同含水率的抗剪强度运用到非饱和黄土边坡稳定性分析中,不但能对该区域黄土边坡的稳定性给予科学的评价,还可以减少不必要的浪费。     

考虑降雨对土体强度影响的公路高边坡稳定分析

边坡工程中,土体一般处于非饱和状态,将非饱和土力学理论应用于边坡稳定分析,已成为当今岩土工程研究中的一个热点。总结了非饱和土力学理论,特别是土水特征曲线的研究现状,利用土水特征曲线,建立了一个非饱和土含水量与强度的关系式,并用来对粤赣高速公路残积土高边坡进行了稳定分析。揭示了土体含水量在高边坡稳定分析中的重要作用,提出把含水量作为边坡稳定分析的一个重要参数,该计算分析思想在高速公路高边坡设计和施工中具有广泛的参考价值。     

南阳邓州段高速公路非饱和膨胀土边坡稳定性分析

膨胀土边坡失稳常常形成区域性的地质灾害,非饱和膨胀土边坡的稳定问题是岩土工程界迫切需要解决的一个难题。针对南阳地区的膨胀土的特点,结合南阳膨胀土地区高速公路工程实例,通过非饱和膨胀土的膨胀力试验和直剪试验,研究了膨胀土的吸力等效膨胀力与初始含水量之间的变化规律及其相关关系;最后,采用两类计算工况对非饱和膨胀土边坡进行了稳定性计算分析,评价了吸力等效膨胀力对非饱和膨胀土边坡稳定性的影响,并进一步验证了基于卢肇钧的非饱和土强度理论公式研发的强度折减有限元软件的适用性。     

降雨条件下黄土路堑高边坡稳定性分析

分析了降雨对黄土边坡稳定性的不利影响,提出了考虑降雨作用的黄土边坡稳定分析方法,并以山西省临离高速公路第三合同段K70+465处为工程背景,运用非饱和土强度理论和有限元强度折减法进行数值模拟分析,研究了降雨强度、降雨时长、雨型和土体渗透系数对边坡稳定性的影响,从而揭示边坡受降雨作用下的瞬态变化过程。研究成果对黄土地区路堑高边坡稳定性评价具有一定的借鉴意义。     

裂隙对红粘土边坡渗流稳定的影响分析

为探讨裂隙对红粘土路堤边坡渗流稳定的影响规律,采用非饱和湿热耦合有限元分析方法,模拟了9种裂隙工况下边坡瞬态水分迁移过程,并基于非饱和强度理论耦合计算了边坡稳定性。分析得出,裂隙的存在明显加深了边坡降水影响深度,考虑裂隙工况下降水影响深度为裂隙埋深加上气候影响深度,裂隙间距对湿度影响深度贡献小,它主要控制着降水早期边坡水分迁移,裂隙埋深是影响边坡渗流和稳定的主要因子,裂隙埋深小于1.0m时裂隙对边坡稳定性影响不敏感,而裂隙埋深达到2.0m以上时影响十分显著。     

非饱和土力学理论在公路边坡工程中的应用

非饱和土是公路边坡工程中经常遇到的土类,传统的计算方法是基于饱和土理论的分析,然而实际的土为非饱和土与饱和土不同,非饱和土中是由固相、液相和气相三项组成,气相的存在使土的性质大为复杂化,因此,应用非饱和土理论分析边坡的稳定性更为切合实际,本文介绍了非饱和土抗剪强度理论在公路边坡工程中的应用,并通过有限元软件对工程非饱和土边坡进行受力分析,最终给出了利用非饱和土抗剪强度的实用化公式和分析流程,为非饱和土条件下的公路边坡工程问题的分析提供了理论基础。     

考虑风化与非饱和效应的残积土边坡稳定性分析

为了研究风化程度与非饱和效应对残积土边坡渗流特征及稳定性的影响,该文基于非饱和土抗剪强度数学表达式及考虑时间与深度效应的土体渗流和强度指标数学模型,提出了一种能同时考虑风化与非饱和效应的边坡稳定性极限平衡分析方法,并结合饱和-非饱和渗流计算理论对残积土边坡渗流特征及稳定性进行了分析。得出如下结论:(1)降雨过程中,坡面附近土体体积含水率逐渐升高,其升高幅度、升高速率与降雨强度成正比,进入暂态饱和区的时间与降雨强度成反比;(2)降雨期间,坡面附近土体体积含水率升高幅度、升高速率及进入暂态饱和区的时间受风化程度的影响较小;(3)降雨条件下,边坡暂态饱和区空间分布面积及深度与降雨强度、风化程度及降雨时间成正比,出现暂态饱和区的时间与降雨强度成反比;(4)降雨期间,边坡安全系数下降幅度与降雨强度、风化程度及降雨时间成正比。     

非饱和土边坡稳定的可靠性分析

基于Fredlund的非饱和土强度理论，采用Bishop条分法建立非饱和土边坡的稳定方程，然后按照概率论中的中心点法对其稳定的可靠性进行推导分析，得出边坡破坏概率的表达式，并分析了吸力与净增内摩擦角对边坡稳定性安全系数的影响。     

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.     

降雨条件下膨胀土路堑边坡渗流分析

膨胀土边坡变形失稳是一种普遍发生且较为严重的工程病害,而降雨入渗是其重要的诱因,因而准确计算降雨条件下的边坡渗流场是成功分析膨胀土边坡稳定的关键.该文通过分析非饱和土渗流原理与热传导理论的相似性,采用土-水特征曲线试验获得有关计算参数,并考虑边坡的裂隙条件,利用Ansys有限元软件的热分析功能对膨胀土路堑边坡的降雨渗流进行了计算,得到了降雨入渗后边坡的渗流场变化规律.计算结果与实体工程含水量监测结果基本一致,验证了其准确性.     

基于非饱和土水特征曲线的路基(堤)边坡稳定分析

以彭(泽)-湖(口)高速公路K26+150路基填土为研究对象,采用DIK-3403非饱和土水特征仪测得非饱和土含水率与基质吸力的关系,再根据获得的曲线结合经验公式估算几种含水率下的非饱和土的强度,开展路基边坡的极限平衡分析,对比不同含水率以及饱和土条件下彭湖高速公路K26+150路基边坡的稳定性,验证非饱和理论在路基边...     

多雨气候条件下膨胀土路堑边坡处治技术研究

为解决海南多雨气候条件下膨胀土路堑边坡破坏的问题,以海口至屯昌高速公路膨胀土路段为依托,分别开展了现场边坡破坏调查、室内试验、计算分析、方案设计及实体工程修筑。根据边坡破坏特征将海屯高速公路膨胀土路堑边坡分为三种类型,对发生滑坡和滑坍的边坡,提出了土工格栅加筋+综合防排水+坡面绿化的柔性加固方案,对发生坡面冲刷水毁的边坡,提出了坡面三维植草+平台渗沟+坡顶封闭的柔性防护方案,并通过渗流和边坡稳定性计算以及工程应用,分析了两种膨胀土路堑边坡处治技术的有效性和实用性。     

控制吸力下低应力条件的合肥膨胀土抗剪强度试验

膨胀土边坡在变饱和条件下可能发生浅层滑塌失稳。为了研究非饱和膨胀土在低应力条件下的强度特性,采用非饱和三轴仪设置多组不同基质吸力和应力条件,进行合肥膨胀土的三轴剪切试验,对试验数据进行分析。试验结果表明：当膨胀土所受净围压应力不断降低时,其应力-应变曲线会由应变硬化向应变软化过渡;非饱和膨胀土强度随基质吸力增大而增大;浅层膨胀土的抗剪强度会呈现明显降低,具有非线性特点;非饱和膨胀土的黏聚力对抗剪强度影响显著,低应力条件下黏聚力会显著降低,内摩擦角明显增大;净围压应力对低应力段土体强度影响明显,而基质吸力对低应力段土体强度影响较弱。     

应力路径对根-土复合体抗剪强度的影响

利用GDS应力路径三轴仪,对无根素土和根-土复合体均进行等向固结和K0固结后,再分别对其进行了普通三轴压缩和减压三轴压缩排水剪切试验。在不同固结方式和不同三轴试验条件下,对比研究了无根素土和根-土复合体的抗剪强度特性受不同应力路径条件的影响。通过研究得到了诸多有益的结论,证明了不同应力路径对根-土复合体的抗剪强度具有不同的影响。通过对试验结果的拟合,得到了可用于描述根-土复合体临界状态曲线的幂函数关系式并确定了相关参数。研究结果为在生态边坡稳定性分析中,获得合理的抗剪强度参数提供了理论基础。     

非饱和土抗剪强度理论的关键问题与研究进展

非饱和土抗剪强度与其矿物组成、细观结构和含水率等因素密切相关,许多学者先后提出了多种非饱和土抗剪强度的形成机理、计算方法以及测试手段。为总结现有研究成果,深化对非饱和土抗剪强度理论的认知,综述了非饱和土抗剪强度理论发展中的若干关键问题。首先讨论了不同类型土体的细观结构差异,分析了非饱和土抗剪强度形成的细观机理,对比分析了砂性土与黏性土非饱和抗剪强度变化规律的差异性;其次总结了几种较为典型的非饱和土抗剪强度计算公式,对不同非饱和参数的取值方法进行了分析;最后介绍了多种用于非饱和土抗剪强度测试的新仪器与新方法,如非饱和土直剪、非饱和三轴以及非饱和土环剪装置等,部分国外已有研究成果在中国仍处于空白状态,值得中国同行借鉴。根据上述分析,对非饱和土抗剪强度理论的研究方向进行了展望：①应进一步从细观角度开展不同结构土体土颗粒之间的相互作用以及土、水相互作用对宏观非饱和抗剪强度影响的研究;②应根据土质类型、含水状态和应力状态等因素综合确定非饱和土抗剪强度计算参数,提出相应的抗剪强度计算方法,并逐步尝试将非饱和土强度理论应用至工程实际;③进一步改进现有非饱和抗剪强度测试仪器,使之可以控制多种试验变量,优化测试方法,进一步提高试验效率与精度。     

三轴试验技术的探讨

三轴试验的主要用途和目的是测定土的抗剪强度指标和土体应力应变的有关参数.三轴试验根据试验过程中的排水条件分为不固结不排水试验(UU)、固结不排水试验(CU)、固结排水试验(CD)三类.文中阐述了三轴试验的原理及意义,从试样饱和、固结、橡皮膜选取、试验中围压、剪切速率及破坏应变的选择等六个方面,介绍了影响三轴试验的关键技术问题.     

基于正交试验的方法分析边坡稳定性影响因素的显著性

该文结合一个高速公路边坡的工程实例采用不平衡推力法计算了考虑土的抗剪强度指标c和φ、地震烈度Q、重度γ四种变化因素的边坡稳定性安全系数。并且通过正交试验设计方法分析了各因素对边坡稳定性影响的显著性,得到了一般黄土边坡的一些初步规律．有利于进一步提高对参数重要性的认识。     

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.     

基于非饱和渗流的有限元强度折减法边坡稳定性分析

以金安桥水电站枢纽区库岸B1堆积体边坡为研究对象,基于非饱和非稳定渗流理论及有限元强度折减法理论,考虑非饱和非稳定渗流对边坡稳定性的影响,采用有限元强度折减法和刚体极限平衡法,计算B1堆积体在天然和库水位骤降工况下的稳定安全系数,对B1堆积体边坡的稳定性进行评价,并提出了边坡处治措施。