坡形要素变量商与土质路堑边坡稳定系数关系研究

以黏性土路堑高边坡为研究对象,确定了标准边坡模型,通过对不同坡形要素与标准边坡模型所对应的坡形要素值得到的变量商与所对应的边坡模型稳定系数关系进行曲线拟合;从定量角度研究不同坡高、不同分级高度及不同平台宽度与土质路堑边坡稳定系数间的关系,提出了坡形要素变量商的概念,使不同坡形要素与稳定系数的拟合公式物理意义有了正确解释。分析结果表明:坡高及分级坡高要素与边坡稳定性呈单调递减关系,平台宽度要素与边坡稳定性呈单调递增关系。     

临空条件对边坡稳定性的影响

公路作为一种纵向延伸的线性工程,穿越不同的地形、地貌单元,所涉及的边坡具有种类广、数量多的特征。在充分调研的基础上,建立了各种常见的公路边坡形式的数值模型,对其稳定性和可能的破坏模式进行研究。研究发现:(1)坡脚处剪应变随坡高增加而增加,边坡稳定系数随坡高增加呈幂函数减小,坡高小于20 m时稳定系数减小明显,大于20 m后其变化趋势变缓;(2)随着坡度的增加,坡脚剪应变增加更为明显,边坡的稳定系数随坡度增大同样呈幂函数减小,坡度小于40°时变化较大,大于40°后变化趋缓。另外对比来看,稳定性系数对边坡坡度的变化要更加敏感一些;(3)若坡体内部存在外倾的结构面,边坡破坏时将在覆盖层内拉张产生圆弧形滑面,并沿接触面产生复合式滑动,此时边坡的稳定性将主要受接触面的性质所控制,如结构面倾角、强度参数等。(4)阶梯形边坡比一坡到顶的直线形边坡稳定性好,但大平台阶梯形边坡各级边坡自身的稳定性不容忽视。微凹形、直线形、微凸形3种坡面形态下边坡稳定性依次变差,工程中建议合理利用凹形边坡,而对于凸形边坡应该慎重利用。     

季节性冰冻地区公路边坡侵蚀破坏模式

针对季节性冰冻地区的路基边坡冻融滑坍破坏现象,分析了公路边坡破坏的各种侵蚀模式和影响因素。采用坡面流拖曳力法、坡面流量法等对坡面水力学特征进行研究,测算坡面冲刷临界坡度值,分析临界坡度与冲刷量之间的关系;同时采用有效应力法研究了冻融作用下的边坡安全稳定性。结果表明：季节性冰冻地区粘性土最大冲刷强度对应的临界坡度与目前常用的坡度值很接近或交叉,为减少水土流失,建议放缓土质边坡;边坡土体冻结前含水质量分数和融化后抗剪强度下降幅度是影响冻融滑坍破坏的主要因素,建议在设计中要考虑冲刷和冻融因素,并对特殊土质边坡进行相应的物理力学指标检测和稳定性验算。     

坡体外形对松散堆积体路基上边坡稳定性影响分析

基于川藏公路南线(西藏境国道318线K3473+000~K4670+000和国道214线K1324+000~K1473+000)的实地调研成果,采用Midas/GTS建立边坡稳定数值模型,分析坡形因素即坡顶平台宽度、坡高、坡度、两级边坡对松散堆积体路基上边坡稳定性的影响。在改变单级边坡坡度和坡高的条件下,分析了松散堆积体路基上边坡安全系数及坡体应力、最大剪应变、坡体位移在坡中、坡脚处的变化趋势。模拟结果表明,分级边坡可以较明显地提高松散堆积体边坡的稳定性。相较于上级边坡坡度变化对于坡体安全系数影响而言,下级边坡坡度变化导致坡体安全系数变化更为明显。     

黄土强度指标对边坡稳定性的影响研究

采用弹塑性有限元法,计算了陕西关中-黄陵地区边坡潜在滑带内的应力状态,应用莫尔库仑强度理论分析了不同坡高坡度下c、φ值对边坡稳定系数的影响.结果表明:黄土c值对低坡稳定性起控制作用,φ值对高坡稳定性起控制作用,中间有一过渡坡高段,c、φ值对边坡稳定性都有较大的影响,在过渡坡高段黄土边坡失效概率最大,关中-黄陵地区边坡的过渡坡高大约在30 m左右.对于不同坡度的边坡,其破坏机理不同,陡坡滑面浅,坡脚应力严重集中,c发挥效用相对较高;缓坡滑面深,滑面内正应力大,φ发挥效用相对较高.对坡度陡的黄土基坑及公路低边坡,需合理估计c值,而对于坡度较缓的高边坡或滑坡,合理估算φ值更为重要.     

公路土质路基边坡坡面冲刷稳定性的模糊综合评价

在综合分析公路土质路基边坡坡面冲刷稳定性影响因素的基础上,提出了公路土质路基边坡坡面冲刷稳定性模糊综合评价系统方法。首先选取18项评价指标,建立这些评价指标的量化方法。对于连续型指标,可采用4类共16种隶属函数描述方法;对于离散型指标,可采用经验赋值方法。然后采用专家打分法确定评价指标的权重,提出模糊综合评价的模型及两种评价原则,最后通过应用实例分析,验证了模糊综合评价方法在评价公路土质路基边坡坡面冲刷稳定性方面的可行性和有效性。     

基于理想坡面形态的三维边坡地震动力三量分布

为了讨论边坡坡面形态对地震边坡加速度、速度以及位移分布规律的影响,将边坡按坡面形态分为凹面坡以及凸面坡,并引入底面角的概念表述了坡面的凹凸强烈程度.通过三维数值建模,利用动力有限元计算方法计算了不同坡形和底面角对三量分布的影响.研究结果表明:在同一水平高度,其放大系数在凹面坡和凸面坡坡面中心达到最大值,并且向两侧逐渐减小,放大系数随着坡底角的增大而增大;同时,边坡坡面形态对边坡内部的三量分布影响较小,但其分布随着坡高的增高而增大.     

基于强度折减法的公路边坡稳定性分析

为研究太行山高速公路邯郸段公路边坡稳定性及其典型路段的滑坡位移阈值,采用有限差分强度折减法,综合研究典型坡高、坡角、岩体黏聚力和内摩擦角对其稳定性影响,确定极限平衡状态下对应的岩体抗剪强度指标,通过与边坡岩体弹性模量的合理组合,确定边坡自重作用下临界位移阈值,研究结果表明：相同坡高和坡角时,边坡稳定系数随黏聚力增加呈近似线性增加,随岩体内摩擦角的增加,近似呈指数增加;保持坡角相同,黏聚力对坡高较低的边坡稳定性变化越敏感,内摩擦角对边坡稳定性相对不敏感;保持相同坡高,坡角越小或坡度越缓,则黏聚力对边坡的稳定性相对越不敏感;公路典型断面边坡二级平台和三级平台地表位移阈值分别为112 mm和103 mm。     

V形冲沟超高路堤稳定性三维效应研究

为分析V形冲沟特有的地形条件对超高路堤稳定性与变形的影响,运用数值计算方法,选取不同的冲沟岸坡坡度、沟底宽度、沟谷纵坡、路基边坡坡度,对V形冲沟超高路堤的安全系数及变形进行了系统分析.结果表明:相同条件下边坡的三维安全系数高于二维安全系数,且均由冲沟岸坡、冲沟宽度尺寸、沟底宽度引起,可将其称为三维效应,而沟谷纵坡坡度和路基边坡坡度引起的三维安全系数和二维安全系数的变化规律一致,不能称为三维效应;与二维柱状滑动面相比,单级边坡和多级边坡三维滑裂面的形状均为三维曲面;研究成果对于V形冲沟超高路堤稳定性的分析和设计方法的完善具有理论和工程应用价值.     

公路边坡稳定性调查分析技术研究

对公路路基土质边坡的稳定性分析法进行了归纳，并论述了其优缺点，提出了基于GIS的三维有限元边坡稳定性分析法：利用GIS强大的数据存储及分析能力，结合有限元计算，分析三维土质边坡的稳定性问题。     

高等级公路路堤边坡冲刷防护临界坡度的研究

首先分析了路堤边坡冲刷防护必要性及目前边坡冲刷临界坡度研究存在的不足,然后针对这些不足,对边坡径流流速、水深做了较为细致的水力学分析,利用泥沙动力学研究了坡面径流对土颗粒冲刷机理,得出了各主要坡面冲刷影响因素(降雨、坡高、坡面的粗糙系数、土粒比重与直径)与冲刷临界坡度的函数关系,并认为该坡度不是一个常数,而是一个受这些因素影响的可变区间。并利用得出坡度设计的理论依据,定量分析目前设计坡度是否合理和指导边坡设计,具有较大的实用价值。     

昔格达地层路堑边坡稳定性物元分析

结合西(西昌)攀(攀枝花)高速公路建设需要,通过对西攀高速公路沿线昔格达地层既有铁路、公路路堑边坡稳定性的调查研究,采用物元数理统计方法进行归纳分析,系统全面地总结出昔格达地层路堑边坡稳定性的影响因素,即坡高、坡度、坡体结构、含水率、植被覆盖率、岩石性质以及坡体内结构面产状与岩层产状,然后建立物元方程,得出各因素对边坡稳定性的影响程度,同时对昔格达地层路堑边坡按稳定性进行归类,共分稳定型、次稳定型、次不稳定型和不稳定型4种类型。通过系统论述昔格达地层边坡稳定性与边坡地形、地质条件的关系,得到了昔格达地层路堑边坡稳定性的理论判别依据和判别标志。     

基于强度折减法的土质边坡稳定性影响因素分析

为探讨不同因素对土质边坡稳定性的影响,根据北京地区典型地层的物理、力学参数,使用强度折减法对其进行研究,并采用灰色关联度理论对各个影响因素的敏感性进行分析,研究的影响因素包括边坡角度、边坡高度、土体黏聚力、内摩擦角、容重、弹性模量、泊松比和坡后荷载等。主要研究结论如下： 在各种影响因素中,土体的强度参数黏聚力和内摩擦角对边坡稳定性影响显著,其次是边坡的几何参数坡高和坡角,再次是土体的容重和坡后荷载,而弹性模量和泊松比对边坡稳定性无影响。     

基于临界滑动场的加筋土边坡稳定性分析

传统的极限平衡法分析加筋土边坡稳定性只能依靠假定的滑裂面,未考虑筋材对滑裂面的影响。文中将边坡临界滑动场数值模拟方法进行推广,建立了基于准粘聚力原理的加筋土边坡临界滑动场计算方法。该法可确定任意形状的临界滑动面及最小安全系数。通过算例比较了加筋土边坡的临界滑动面与无筋边坡滑动面的变化,并探讨了填土的重度、粘聚力、内摩擦角、筋材抗拉强度等因素对加筋土边坡稳定性的影响。证实利用极限平衡法先求无筋边坡滑动面,再加上筋材的抗滑力矩来计算加筋土边坡安全系数的方法是不正确的。     

基于坡面径流强度的中国公路水文区划研究

根据自然区划的原则和方法,选择坡面径流强度作为中国公路水文二级区划的主导指标,以降雨、地形坡度、岩土类型和植被覆盖度作为坡面径流强度的主要影响因素,建立了坡面径流强度计算模型。在综合考虑公路工程实际情况的基础上,参考专家意见,建立了影响因素的等级划分体系和影响度值。应用层次分析法计算得到各影响因素的权重值。利用GIS系统计算坡面径流强度指数。在中国公路水文一级区划的基础上,按照坡面径流强度指数等级划分体系,将全国分为32个水文二级区,分区结果与我国实际情况基本相符。     

山区公路边坡地质灾害类型快速识别方法研究

该文在对公路边坡地质灾害主要类型及特点进行研究的基础上,研究了路线走向与边坡地层走向的关系、边坡外部形态、坡体结构和岩土体性质等因素对公路边坡地质灾害类型的影响,提出了以"影响因素叠加识别方法"为核心的山区公路边坡地质灾害类型快速识别方法。     

考虑坡顶倾角的土质裂隙边坡稳定性分析

自然界或人工填土边坡常因裂隙的出现而导致其稳定性降低。裂隙的发育不仅与岩土体的材料性质相关，还取决于边坡的几何形态。为了研究边坡的坡顶倾角对裂隙边坡稳定性的影响，基于极限分析上限定理，以坡顶存在一定倾角的裂隙边坡为研究对象，利用平面应变的对数螺旋旋转机构对其进行计算和分析。考虑静力作用和地震力作用的影响，构建了在这2种作用力下裂隙边坡的速度相容运动场及相应的能量平衡方程。采用裂隙的深度和位置均未知、裂隙的深度已知而位置未知、裂隙的位置已知而深度未知这3种计算模式，通过序列二次规划程序计算了不同坡体参数（坡角β、坡顶倾角α、内摩擦角φ）、不同地震力（k_h=0.1，0.2，0.3）作用下裂隙边坡的稳定性系数。结果表明：与坡顶水平相比，坡顶倾角越大，边坡的稳定性系数减小百分比越大；考虑坡顶倾角与否，稳定性系数相差高达15%，并且地震力越大，坡顶倾角对稳定性系数减小百分比的影响越明显；随着坡顶倾角增大，临界裂隙的深度会逐渐增大，其位置也会逐渐远离坡肩；裂隙在坡顶一定范围内时边坡的稳定性系数才会降低，而坡顶倾角和地震力的影响会使得这一坡顶范围增大；在静力作用下，随着边坡坡角增大，稳定性系数减小百分比呈先增大后减小的趋势。最后，通过OPTUMG2对计算结果进行验证可知，该研究对裂隙边坡坡顶倾角的考虑具有合理性。     

公路边坡土钉支护结构设计方法研究

介绍了适用于公路边坡的土钉支护结构设计方法,并研究了公路边坡土钉支护结构的特点以及局部稳定分析和整体稳定分析方法,并在实际工程中成功地应用了土钉支护结构。     

公路岩质边坡稳定性的工程地质分析

岩质边坡稳定性问题对公路工程建设的决策、造价和工期具有重要的影响和作用;同时,它还是公路边坡工程设计与施工的重要依据条件之一。针对漳龙高速公路XX段岩质边坡的稳定性问题,从边坡的地形地貌特征、岩石类型与特征、岩体结构类型与特性、结构面发育度与优势面状态等多方面因素,并采用赤平极射投影法;对该段岩质边坡的稳定性进行定性的工程地质分析。