环境因素作用下既有线铁路边坡失稳分析及治理技术

应用GEO软件通过数值模拟方法研究地下水、降雨以及地震等环境因素对边坡稳定性的影响,结果表明:当地下水位在滑移面以下时,孔隙水压力和渗透力对边坡稳定性的影响较小,反之则影响较大;随着降雨强度的增加,边坡水平及竖向有效应力呈减小趋势,降雨强度、降雨持续时间的增加导致边坡稳定性降低;当降雨强度小于土壤的入渗能力,降雨完全入渗时,边坡的稳定安全系数主要受降雨强度的影响;地震作用下产生的超孔隙水压力引起边坡的有效应力明显减少,在地下水位较高时减少幅度可达到50%。基于模拟分析结果,针对路基边坡失稳多发的问题,对边坡治理技术及其适用性进行了系统总结分析。     

折线型边坡的失稳破坏分析

边坡稳定性问题已经成为土力学研究的难点和热点。折线边坡是一种极为常见的边坡类型，但对折线型边坡自稳高度的研究并不多见。建立了一个边坡自稳高度求解模式，并对其影响因素进行了分析。由于地下水对边坡稳定有着重要影响，剪切带湿化作用，是诱发边坡失稳的重要因素，主要体现在导致抗拉强度减小与内摩擦系数的降低。地下水对诱发边坡失稳存在时间上的滞后效应，对这种滞后效应进行了理论分析，揭示了边坡演化的力学特征。     

考虑堆填界面软化及地下水位波动的大型弃渣场边坡稳定性分析

弃渣场是基础建设中的重要附属设施,近年来业界对弃渣场边坡稳定与安全十分关注.针对弃渣场长期运行中堆填界面软化和地下水位波动这2种典型致灾因子,本文在地质补勘、岩土试验和变形监测的基础上,采用强度折减有限元法模拟研究了一大型弃渣场的典型失稳机制和稳态演化规律.研究发现由于地表入渗的长期淋溶和地下水浸润作用,依附堆填界面产生黏粒充填现象和强度软化效应,从而诱发依附堆填界面的应变局部化,导致边坡潜在失稳模式的转变、松动区的扩大和边坡稳态的下降,弃渣场设计与运行过程中,应对堆填界面软化效应予以重视.对监测数据反映的雨季地下水位上浮2m的工况进行校核计算,以及地下水位进一步抬升条件下的边坡稳态模拟预测,表明在遭遇极端降雨事件或排水设施失效等恶劣工况下,该弃渣场具有安全储备不足的风险,因此需要加强地下水位监测和地下排水设施维护,保障弃渣场边坡的长期稳定与安全.本文提出的评价思路、方法和成果可供类似弃渣场边坡稳定性评价借鉴.     

浩吉铁路膨胀岩高边坡降雨入渗稳定性分析

浩吉铁路卢氏盆地第三系弱胶结膨胀性极软岩边坡高度大、段落长、风险高,膨胀岩高边坡稳定性便成为控制性工程技术问题.以卢氏站103 m高的膨胀岩边坡为例,结合膨胀岩微观结构、膨胀力、干湿循环强度等力学试验成果,开展降雨和干湿循环等极端条件下边坡稳定性分析.研究结果表明:膨胀岩边坡工程设计需采取分级预加固、坡面锚固、系统防排水措施相结合的设计理念;膨胀岩剪切强度随着干湿循环次数的增加而不断减小,在干湿循环达到8次后剪切强度基本稳定;降雨和干湿循环作用下,锚索受力明显持续增加,锚固桩受力变化不明显,锚固桩对膨胀岩边坡变形和稳定的控制效果更为明显和有效;随着降雨和干湿循环次数的增加,边坡安全系数逐渐降低并趋于稳定,最终边坡安全系数为1.30,长期条件下边坡处于稳定安全状态.研究成果可为工程安全施工和健康运营提供相关理论依据和技术支持.     

客运专线路基防排水设计研究

研究目的:由于铁路客运专线行车速度快、技术标准高,要求边坡防护及排水设施具有足够的强度、稳定性和耐久性。水对土体的浸泡、饱和及冲刷作用,是使路基病害产生和发展,甚至影响路基安全稳定的重要原因。选取适当的工程措施及时排除边坡及其汇集到坡脚的地表水和地下水,对保证客运专线行车安全和速度要求尤为重要。研究结论:综合考虑地形、地质和水文条件等因素,通过对路基边坡防护和路基防排水系统设计的研究,总结得出路基防排水工程可以采取的技术措施和处理建议,保证路基结构强度与整体稳定。     

大水矿山地下水水害致灾预测研究

从系统工程学理论角度出发,通过对采掘-排水-地下水系统致灾机制进行分析,确定了大水矿山地下水水害致灾主要是由系统中关键参量特性决定的,即由相邻水文地质单元径流补给、大气降水补给及排水系统排水量的不确定性导致;通过对3个主要影响因素的随机特征分布进行研究,得出系统灾害发生概率计算方法,为预测系统的灾害概率提供依据;将失效模型与矿山地下水模型结合,得到了地下水灾害强度及分布特征。该研究量化了矿山灾害,为制定水害防治方案提供一定的科学依据。     

锚注技术在边坡岩体加固中的应用

结合某高速公路边坡岩体加固工程 ,介绍锚注技术的应用 ,即在一定的压力作用下 ,将水泥浆压入边坡岩体的节理裂隙中 ,通过水泥浆在节理裂隙中的充填作用或与介质充填物的结合作用 ,使岩层中薄弱结构面的强度和破碎岩块的稳定性得到提高。     

地下水与边坡开挖对滑坡稳定性影响的分析

以一滑坡治理为工程背景,根据工程勘察结果确定滑动面形状与位置,采用推力传递系数法,进行了在地下水和边坡开挖影响下的滑坡稳定性分析。结果表明:该方法能定量分析地下水与边坡开挖对滑坡安全系数的影响,滑坡稳定性随地下水位的上升而降低,但这种变化关系并不是单纯的线性变化,其降低幅度还受降雨强度和降雨时间的影响。在其他因素不变的情况下,地下水位的高低对滑坡稳定性起到主要作用,坡脚开挖卸荷进一步降低了滑坡稳定性。     

膨胀土(岩)湿化性的影响因素及降低湿化性的途径和方法

通过对西南地区8种典型膨胀土(岩)的湿化性试验,研究了矿物成分、粒度成分和微观组构、裂隙性、胶结性和初始含水率对膨胀土(岩)湿化性的影响作用,讨论了重塑土样的湿化性受干密度的影响规律。亲水性粘土矿物和粘粒含量愈多,湿化后的颗粒愈细腻;裂隙密度Imf愈大,湿化速率υt愈快;但湿化速率υt却随胶结系数I的增大呈递减变化;初始含水率w与湿化率At的关系曲线呈降梯形分布,存在两个临界含水率w1、w2;干密度ρd与完全湿化时间t100的关系式为t100=AρBd,A、B为回归系数。最后总结了降低湿化性的途径和方法:①进行土质改良,降低湿化性,提高膨胀土(岩)强度;②对边坡进行合理的支挡防护,降低大气营力的作用程度,减少和控制湿化作用深度,提高边坡的整体和局部稳定性。     

黄土及其边坡稳定的一些探讨

研究目的:通过观察黄土的一些自然特征,探讨水对黄土的作用方式,分析黄土边坡坡度与水之间的作用关系,以便工程边坡设计时充分考虑水对边坡稳定的作用,安全合理地确定边坡坡率和防护措施。研究结论:黄土的结构强度和抗剪强度对水极其敏感,抗剪强度中粘聚力随含水量的增加而迅速降低;边坡稳定取决于能否形成坡面浸润带,浸润带的强度随含水量的增加而迅速减小;高角度针状孔隙的存在是黄土直立性的本质所在;稳定的自然黄土边坡和窑洞边坡是物竞天择的科学选择,值得我们借鉴。