渠道水位变化对路堑边坡稳定的影响

随着水利设施建设和路网建设的不断推进,新线建设不可避免与灌溉渠道等水利设施交叉.若渠道位于边坡后缘时其渗漏必会影响边坡渗流场,而不同水位下渗流场有所不同,边坡稳定性也会有所改变.运用geo-slope软件模拟渠道在不同水位下其渗漏对边坡渗流场的影响,从而得出边坡稳定变化规律,可为边坡溜坍的防护和治理工程提供依据,也可为新线选线设计提供参考.     

渗流场作用下高填方路堤侧滑变形数值模拟研究

本文研究在路堤两侧水位差引起的地下水渗流场作用下高填方路堤的侧滑变形特征,以绵阳至遂宁高速公路某高填方路堤为例,应用有限差分法分析渗流场对路堤基底介质应力场的影响,并结合现场监测数据分析路堤侧滑变形所处阶段.研究结果表明:应用有限差分法可合理模拟地基中位移场和渗流场的耦合作用;随着地基入渗的地下水量增加,渗流场的影响增大,路堤侧滑稳定性必须考虑渗流场的作用;在路基两侧水位差引起渗流时,路堤坡脚应进行深层水平位移监测.     

降雨入渗对边坡稳定性的影响研究

降雨入渗直接影响着边坡岩土体中渗流场的分布,持续的降雨一方面使边坡浸润线逐渐抬升,边坡体非饱和区的含水量逐步增大,内聚力降低,孔隙水压力增大,降低边坡岩土体的抗剪强度;另一方面,边坡岩土体中饱水厚度逐渐增加,一定程度上增加了边坡的下滑力,进一步诱发边坡的变形与滑移。因此,通过建立不同降雨强度下边坡岩土体渗流场有限元模型,定量分析降雨强度对边坡稳定性影响,并结合模拟渗流场中孔隙水压力等值线图,用改进极限平衡法对不同降雨强度下边坡进行稳定性分析。     

陡坡地基上高填路堤极限承载力研究

结合山区高速公路建设的实践,采用大型室内模型试验,找出了荷载作用下陡坡地基上高填方路堤滑动破坏面出现的位置及形态。通过对路堤边坡稳定性计算的极限分析上限法进行研究,根据折线形滑动面形式建立机动容许速度场,推导计算斜坡地基上高填方路堤稳定性及极限承载力的计算公式。运用此方法对斜坡地基上不同斜坡坡度、不同填土高度、不同路堤宽度以及不同路堤边坡坡度的填方路堤极限承载力进行计算,得出各个因素对其极限承载力的影响。研究结果表明:路堤填筑高度和顶面宽度对其极限承载力的影响最大,其次为斜坡坡度的影响,而路堤边坡坡度对其影响并不显著。建议在斜坡地基上填方路堤的设计与施工过程中综合考虑斜坡坡度、填土高度、路堤宽度、路堤边坡坡度、极限承载力等各种因素的影响,以确保山区高速公路安全畅通。     

典型膨胀土路堤边坡失稳机理及控制方法研究

膨胀土路基在受到浸泡后承载力降低极易失稳。本文以广西某高速公路膨胀土路堤边坡为工程背景,采用有限差分软件对路堤边坡的失稳模式进行了模拟分析,结合现场地质条件,分析了膨胀土路堤边坡失稳机理。在此基础上,提出了反压墙和抗滑桩两种不同的路堤边坡加固方法,并基于数值模拟结果进行比选研究,确定了以抗滑桩治理路堤边坡失稳的方法。研究结果可为类似膨胀土路堤工程治理提供借鉴。     

降雨入渗对路堤边坡稳定性研究

降雨是边坡浅层破坏主要因素.在模拟降雨入渗对边坡的稳定性时,通常没有考虑入渗-产流和流体-固体的耦合过程,只是通过施加流量边界或零水头边界,求得暂态孔隙水压力的分布,采用非饱和土极限平衡理论计算边坡稳定性.实际上,降雨入渗过程是地表径流-地下渗流和流体-固体的固结过程.建立了在降雨情况下地表径流-地下渗流和非饱和土渗透固结方程,通过数值模拟对边坡在降雨下的稳定性进行了分析,并通过算例论证了在降雨情况下路堤边坡破坏情况.     

软土盾构隧道局部渗漏引起的沉降计算与分析

饱和软土地层中的地铁盾构隧道,渗漏水是主要病害之一,也是引起隧道长期沉降的主要原因。以南京地铁某区间隧道为例,首先利用有限元软件ADINA中的渗流场计算得到不同渗漏位置(拱顶、拱腰和拱底)渗流达到稳定时的静水位分布情况;再将渗漏前和渗流达到稳定时相应的静水位的变化量从渗流场中导出,将其代入结构场进行隧道沉降计算,得到软土盾构隧道渗漏引起的沉降量和沉降时程曲线,并探讨了不同渗漏点位、不同下卧土层及埋深条件下隧道局部渗漏对长期沉降的影响规律。     

大轴重下铁路路堤边坡稳定性分析及设计优化

研究目的:轴重增加对重载铁路路堤边坡的稳定性提出了更高要求。本文采用瑞典圆弧条分法分析标准断面直线型路堤边坡稳定性随轴重的变化规律,以一般工况边坡安全系数Fs≥1. 25、暴雨或连续降雨不利工况安全系数Fs≥1. 05为稳定条件,研究轴重增加对细粒土、碎石土、块石土三种典型填料的直线型路堤边坡坡高和坡率临界值影响特征,从而优化大轴重条件下重载铁路路堤断面几何尺寸标准设计控制值。研究结论:(1)细粒土、碎石土、块石土填料标准断面路堤边坡稳定性与轴重均呈线性负相关性,且敏感性依次降低;(2)随轴重增加,保证路堤边坡在一般工况和暴雨或连续降雨不利工况下均处于稳定状态所对应的坡高或坡率临界值宜相应降低或变缓;(3)提出了大轴重下路堤断面标准设计控制值的建议;(4)本研究成果对完善重载铁路路基设计有一定参考价值。     

土工格栅加固膨胀土路堤边坡稳定性的试验分析

利用离心试验和数值模拟方法研究土工格栅加固膨胀土路堤边坡稳定性效果并给出设计参数。对不同加筋方案(竖直间距0.5、1 m)与不加筋的膨胀土路堤边坡位移的分析结果表明:(1)中心填高为10.9 m、坡率为1∶1.5的素膨胀土路堤边坡在自然状态下不稳定;(2)对于整体稳定性好,仅存在浅层破坏的膨胀土路堤,铺设长度为4 m,间距为0.6~0.8 m的土工格栅可保证路堤稳定性;(3)对于存在整体稳定性问题的路堤边坡,需加长土工格栅长度或采用通长配筋方法提高路堤边坡稳定性。土工格栅对膨胀土路堤边坡的稳定性提高有显著作用,是有效的措施。     

重钢铁路浸水软基高填方路堤设计分析

重钢货运铁路站场位于三峡库区,填平山谷后,形成浸水斜坡路堤,铁路最高填方达74 m,其位置紧邻长江,为浸水高路堤工程。经分析得出:(1)该软土地基选择挖除换填措施,并通过水泥搅拌桩进行基坑支护,能有效保证路堤基底和坡脚的稳定;(2)浸水水位下选择渗水性填料可减小动水压力对高路堤边坡和本体稳定性的影响;(3)提高压实标准并采取一定的追密压实措施,可有效控制高路堤工后沉降;(4)采用不同长度的土工加筋材料可以加强路堤坡面浅层和路堤整体的稳定性;(5)现场监测是高路堤稳定和变形验证与评价的重要手段和方法。     

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.     

戈壁土路堤边坡稳定性影响因素数值模拟研究

研究目的:戈壁地区高速铁路路堤边坡稳定性受填料性质、降雨及有无防护、加筋加固等因素影响。本文以兰新铁路第二双线戈壁地区路基试验段工程为依托,针对试验段中代表性填料填筑的路堤边坡,利用数值模拟分析不同状态下各因素对边坡稳定性的影响规律,以期对合理设计边坡防护与加固提供依据。研究结论:(1)采用戈壁砾砂土和细圆砾土所填筑的路堤边坡,在非饱和状态下其稳定性均能满足相关规范的要求;(2)降雨对戈壁土路堤边坡的稳定性有很大影响;当降雨入渗后,边坡侧向位移会增大;浅层饱和土体厚度不同,最大侧向位移不同;浅层饱和土体厚度小于1 m时,易发生边坡的浅层溜坍现象;饱和厚度越大,边坡的稳定性越差;(3)对于戈壁土路堤边坡而言,当边坡在浅层加筋加固后,其性能将得到很大改善,边坡的稳定性得到增强,加筋对边坡的浅层溜坍现象有明显的改善作用;(4)在加筋和边坡防护共同作用下,边坡稳定性得到很大程度提高,能防止或抑制各种不利影响因素所引起的破坏;(5)本研究结果可为同类地区的工程建设及设计提供相应的参考。     

降雨入渗对滑坡渗流场和稳定性的影响分析

研究目的:以鹰厦铁路K290处滑坡为例,运用饱和-非饱和渗流有限元法模拟在降雨及地下水位变化条件下,饱和-非饱和土坡暂态渗流场的变化情况,探讨在降雨入渗条件下坡体孔隙水压力及基质吸力的变化规律,分析降雨强度、降雨持续时间等参数对滑坡稳定性及安全系数的影响.从微观和基质吸力的角度评价滑坡防治效果,为维护线路的安全运营提供参考.研究结论:降雨入渗及地下水位变化使得坡体内孔隙水压力发生急剧变化,并且各区域呈现不同的变化规律;降雨初期,孔隙水压力变化最明显;滑带土各区域基质吸力因降雨及水位变化而呈现不同的变化规律,降雨后期滑带土基质吸力基本丧失,对坡体的稳定和安全不利;水位变化、降雨强度、降雨持续时间对坡体的稳定性均有较大的影响,其中受降雨强度和水位变化的综合影响最显著,在强降雨和地下水位升降时,坡体稳定系数急剧降低.     

曲江井铁路专用线加筋土边坡设计

丰城矿务局曲江井铁路专用线某段路堤的设计,受征地及路堤两侧建筑物限制,该段路堤需做加筋土边坡防护工程,以保证路堤的稳定性,介绍加筋土边坡的设计。     

条形荷载下加筋路堤边坡模型试验研究

研究目的:随着我国经济与交通运输业的快速发展,加筋土技术将越来越多的应用在路堤的修建中,用来提高路堤的承载力与稳定性并控制路堤变形。本文对未加筋、水平加筋、立体加筋黏性土路堤边坡进行多组模型试验,主要研究不同加筋形式、立体加筋不同竖筋高度对路堤边坡极限承载力、坡顶竖向沉降、坡面水平位移、筋材受力与边坡破裂面形态的影响,探讨两种加筋形式路堤的工作机理和加固机制。研究结论:(1)采用立体加筋方式对提高边坡极限承载力,控制坡顶竖向沉降与坡面水平位移的作用比采用水平加筋方式效果明显;(2)随着立体筋材竖筋高度的增加,边坡的极限承载力随之提高,坡顶竖向沉降与侧向位移也随之减小;(3)在相同加筋层数和加筋位置情况下,水平加筋与立体加筋形式下的筋材拉力分布规律基本相同,但立体筋材所受的拉力比水平筋材的大,即立体筋材能更好地发挥筋材的承载能力;(4)不论是水平加筋还是立体加筋路堤,其破裂面形态不同于未加筋时的连续圆弧破裂带,而是被筋条隔断为多个圆弧面,新产生的圆弧破裂面曲率增大,作用位置也更靠近路堤中部;(5)该研究结论可为加筋路堤边坡的设计和施工提供参考和技术支持。     

“以堵为主,限量排放”隧道防排水原则的理论基础及其工程实践

可持续发展战略对环境保护提出了严格要求,如何解决隧道建设和环境保护的矛盾,控制隧道建设对环境的影响,给广大建设者提出了一个重大课题。为此,推导了多介质渗流场理论解析计算公式,对地下水渗流特征进行了分析,针对高水位山岭隧道的特点,提出了“以堵为主,限量排放”的防排水原则及衬砌结构体系,并介绍其在隧道工程中的具体应用。     

基坑三维渗流对紧邻区间隧道影响的数值分析

基坑工程施工改变地下水渗流场，导致紧邻区间隧道受力和变形发生改变。为此，应用数值分析手段，采用流—固耦合计算模式，对某基坑施工过程的渗流场和变形场进行三维模拟，分析了场地的水位下降规律和区间隧道的变形规律。并通过建立能反映止水条和螺栓作用的三维管片环实体计算模型，计算了管片变形和接头纵缝张开量。研究结果表明：该基坑施工诱发的最大水位下降约为2m；水位下降2m时管片的纵缝张开增量为0．13mm，为纵缝张开控制总量的4．3％。因此，认为该基坑施工诱发的三维渗流对紧邻地铁区间隧道的影响较小。     

高速公路填砂路基边坡稳定性分析

研究目的：为解决优质路基填料日益匮乏的难题，填砂路基在我国冲积平原缺土富砂地区高等级公路建设中受到重视，其边坡稳定性是填砂路基设计与施工的控制要素之一。基于剪切强度折减法，就影响填砂路基边坡稳定性的各设计参数进行敏感性分析，提出增强填砂路基边坡稳定性措施，为高速公路建设提供依据。研究结论：剪切强度折减法能合理分析填砂路基的边坡稳定性；填砂与地基、包边土的抗剪强度指标（主要指粘聚力c值）数值大小的匹配关系将直接影响到路堤安全系数值，可采取放缓路堤边坡、加强填砂-包边土界面的施工处理与路堤的压实等办法来提高高速公路填砂路基的边坡稳定性。     

多年冻土区斜坡路堤稳定性的探索

研究目的:高原、冻土和环境问题是青藏铁路建设的三大难题,其特殊性和复杂性在世界铁路史上独一无二.由于独特的环境和气候条件,导致青藏铁路多年冻土区斜坡路堤的稳定性异常复杂并具有多变性.因此,为保证青藏铁路路基长期稳定和运营安全,应加强对多年冻土区斜坡路堤的系统研究.研究结论:多年冻土斜坡路堤的稳定性计算,不仅要参考普通斜坡分析的方法,也要考虑边坡失稳的时间因素;除此以外,还可以从填料的选取、铺设土工格栅、采用抗滑桩加固等方面提高多年冻土地区斜坡路堤的稳定性,通过本文研究希望能对今后的高原铁路建设及运营管理提供参考和借鉴.     

公路边坡降雨引起的渗流分析

利用饱和-非饱和土的渗流理论,对公路边坡在降雨过程中的渗流规律进行了分析,用有限元法和有限差分法来模拟雨水在土坡中的渗流过程,为公路边坡的稳定性分析和滑坡预测提供重要的分析数据.