降雨对非饱和土边坡稳定性的影响分析

随着岩土工程的深入研究,对非饱和土边坡的研究也日益发展。本文依据Bishop及Fredlund的非饱和土抗剪强度理论,揭示了基质吸力对土体抗剪强度的贡献尤为重要。运用Fredlund提出的总黏聚力法对降雨引起的基质吸力变化导致的边坡变形进行分析,得出了降雨导致基质吸力减小甚至散失引起的土体抗剪强度减小,将威胁到边坡稳定性的结论。     

镇江地区非饱和膨胀土边坡在降雨入渗下的稳定性分析

针对非饱和膨胀土边坡在降雨入渗下的稳定问题,结合镇江地区非饱和土的室内试验,对边坡的动态过程进行分析.分析了不同雨强、地下水位情况下降雨入渗的情况,对降雨入渗下的非饱和土边坡进行渗流场的数值模拟,得到非饱和土边坡降雨入渗下的若干规律,以及随降雨发展边坡稳定性的变化情况,为镇江地区的非饱和膨胀土边坡的稳定分析提供依据.     

降雨要素对土质边坡稳定性的影响分析

基于饱和-非饱和渗流理论与非饱和土的抗剪强度理论,研究了降雨强度、降雨历时等降雨要素对土质边坡安全系数的影响规律,并且重点对短时强降雨、长时弱降雨2种降雨形式进行了对比分析.结果表明：在饱和渗透系数一定的情况下,安全系数随着降雨强度、降雨历时的增加而不断减小,但在降雨结束后,安全系数又随时间的增长开始增大;短时强降雨下边坡上部土体更容易达到饱和,而长时弱降雨对边坡土体的影响更大,两者的稳定性都大大降低,但长时弱降雨下的滑坡危害程度更大.     

降雨条件下非饱和粉质航道岸坡稳定性数值分析

降雨条件下粉质岸坡稳定性问题是工程技术人员面临的重要问题之一。针对苏北某船闸上游引航道护岸粉质土体边坡,建立降雨条件下考虑雨水入渗和坡体塑性变形耦合作用的非饱和粉质土体岸坡稳定性分析数值模型,探讨不同降雨强度下非饱和土质岸坡的饱和度、浸润线、基质吸力、安全系数及坡比等因素对岸坡稳定性的影响规律。结果表明:降雨导致非饱和粉质土体岸坡最危险滑裂面迅速上移,50 mm/d的降雨强度将导致最危险滑裂面平均上移约2. 4 m,每增加10 mm/d降雨量,岸坡浸润线水头升高约50 cm;岸坡安全系数随降雨强度呈线性下降,降雨过程中安全系数下降的幅度随坡比的增大而增大。     

非饱和土入渗的数值模拟

针对受降雨影响显著的非饱和残积土土质边坡,运用饱和-非饱和土壤水分运动的理论和二维非稳态渗流有限元模型,模拟雨水入渗引起的暂态渗流场,建立非饱和土边坡雨水入渗过程的计算模型.对降雨条件下,饱和-非饱和暂态渗流场二维问题进行数值求解.分析降雨强度、降雨持时和土壤渗透系数等重要参数对非饱和土边坡渗流场分布、发展的影响,并做出实例分析.     

降雨条件下胀缩性裂隙边坡稳定性研究

以某胀缩性裂隙边坡为例,基于非饱和土力学理论,利用有限元方法,对降雨入渗条件下胀缩性裂隙边坡稳定安全系数进行计算和分析,研究了裂隙的位置、深度和降雨的强度对胀缩性裂隙边坡稳定的影响规律.研究表明:裂隙位于坡面边坡稳定性最低,位于坡顶次之,位于坡脚偏于安全;整个降雨过程中边坡稳定安全系数随着裂隙开裂深度增大而逐渐降低;边坡稳定性随着降雨强度的增加显著降低,但随着降雨的持续,边坡安全系数趋于稳定.     

降雨诱发上营村滑坡形成机理的分析

本文利用有限元方法分析在降雨入渗条件下上营村滑坡非饱和土体内部渗流场的变化,再用极限平衡法耦合在渗流场变化情况下上营村滑坡的稳定性。分析表明上营村滑坡在降雨作用下土体的变形过程以及覆盖层底部软弱带的形成;由于长期的降雨使得土体饱水程度变大,滑带处土体的抗剪强度的减弱以致于失稳诱发滑坡。通过对比分析滑坡体的前缘和整体在不同工况下的稳定性从而得出滑坡失稳模式为推移式滑坡。     

考虑降雨影响的深基坑边坡稳定性分析

以大源渡航电枢纽二线船闸基坑工程为例,结合饱和-非饱和理论,通过有限元软件Geo-Studio中seep/w模块和slope/w模块建立二维数值模型,对强降雨情况下边坡渗流状态进行分析,得到边坡内部含水率和孔隙水压力变化规律以及安全系数和滑裂面的变化情况。结果表明:随着降雨历时的增加,坡面含水率逐渐增加,雨水不断向更深层土体入渗,地下水位线不断上升,基质吸力逐渐消散,坡体表面形成暂态饱和区,安全系数随之减小。降雨停止后,水分逐渐流出坡体,含水量逐渐减小,地下水位随之逐渐下降,正孔压减小,基质吸力逐渐恢复,安全系数逐渐增大。降雨入渗对边坡浅层土体影响较大,对深层土体影响较小,一般形成浅层破坏。     

降雨入渗对边坡稳定影响的数值模拟研究

根据粉细砂边坡的饱和一非饱和强度与渗流理论,通过数值模拟方法研究降雨入渗对边坡稳定性的影响。数值模拟结果揭示了对边坡变形和破坏的作用机理,表明降雨是诱发滑坡的关键因素之一;粉细砂边坡在无降雨时基本处于稳定状态,连续性降雨使边坡土体的含水量显著增加,坡脚部位饱和区内的基质吸力减小并出现塑性区,随着降雨历时延长,饱和区逐渐扩展至边坡土体中部,塑性区逐渐扩展直至贯通而发生滑坡;在长期低强度降雨条件下边坡较易发生深层滑动,强降雨时边坡更易发生浅层滑动。该研究提出了降雨条件下边坡的稳定性分析供一般的技术思路,可供边坡失稳预警和滑坡防治参考。     

库水位变动下边坡稳定数值模拟分析

基于饱和-非饱和土渗流理论,研究了库水位变化下堆积体边坡非稳态非饱和渗流场的变化,详细探讨了超孔压对边坡稳定的影响,并通过算例对比分析了不同库水位变动速率和岩土体渗透系数条件下对边坡稳定的影响。结果表明,超孔压对边坡稳定性影响显著,是否考虑超孔压的影响应该综合比较库水位降速和透水性的大小;当岩土体透水性很强时,库水位下降速率快慢对堆积体边坡的稳定性影响甚微,反之,当岩土体渗透性很弱时,应充分考虑超孔压的影响,为库岸堆积体边坡稳定性的评价做出正确的判断。     

降雨入渗的边坡非饱和渗透性试验研究

非饱和渗流虽然经过半个世纪的发展,但至今在岩土工程中的应用还是不成熟,不普遍.本次试验研究是依托云南省水麻高速公路建设工程,选取了一残积土公路边坡进行了现场人工降雨诱发滑坡试验,并对公路边坡的非饱和渗流进行了数值模拟,以达到有效控制和防治公路边坡滑坡的目的.此试验方法为降雨入渗的边坡非饱和稳定性评估提供了一条新途径.     

基于非饱和土有限元强度折减法的降雨入渗条件下高边坡施工稳定性分析

根据质量守恒定律推导了非饱和土渗流分析控制方程,采用全隐式向后差分格式求解此类有限元问题;将非饱和土有限元强度折减法应用于某高边坡工程的施工稳定性分析,得到了该边坡在各施工阶段下受到降雨入渗作用影响后的稳定安全系数及其失稳滑动面,并通过与不考虑降雨作用时的情况进行对比得出有益的结论;最后,针对该边坡的施工稳定性分析结果提出了加固建议。     

关于土体裂缝对边坡稳定性影响的讨论

大多数边坡失稳主要在强降雨时发生,但是降雨对边坡失稳作用机理众说纷纭。研究发现:强降雨导致的边坡内部裂缝扩展是边坡失稳的主要因素;若边坡裂缝在降雨时形成微观的排水通道,则边坡在遭受强降雨时土体黏聚力表现类似于砂;强降雨时现场土的渗透系数比地勘报告中高得多,边坡实际的安全系数比常规计算值低得多,普通三轴试验不再适用于获取土体参数,建议采用修正直剪实验获取土体的强度参数,并采取边坡内设置排水系统或使用高预应力地锚等方法来保证边坡的稳定性。     

基坑回填对膨胀土边坡桥梁基础影响研究

膨胀土是土颗粒成分以亲水性矿物为主,并具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特性的特殊土质,这种特性常给工程建设带来极大的危害。文章以引江济淮膨胀土边坡上桥梁基础为依托,将温度场与湿度场等效,用升温膨胀代替膨胀土吸湿膨胀,同时将非饱和膨胀土吸湿膨胀过程中的强度降低与升温过程中强度降低等效,通过数值模拟方法,研究膨胀土边坡上桥梁基础基坑回填对桥梁基础的影响。研究结果表明,采用不同的回填材料、不同的基坑坡比,在降雨后渠道边坡对桥梁基础的作用有较大不同。采用不同回填材料时,降雨后桥梁基础水平位移变化较大,采用不同基坑坡比时,降雨后桥梁基础水平位移变化相对较小;当回填材料刚度大,降雨后边坡对桥梁基础的作用也较大;当基坑坡比小,降雨后边坡对桥梁基础的作用小。     

震裂边坡的降雨稳定性研究

震裂边坡在地震灾区分布较广,是规模较大的潜在灾害,其在雨水下渗等外界影响因素的作用下稳定性可能会发生较大的变化.针对不同的裂缝位置、裂缝深度以及考虑是否灌水,运用ABAQUS大型有限元软件,开展均质土震裂边坡的降雨稳定性分析.结果揭示了上述不同情况下的震裂边坡在降雨中的变形破坏和稳定性变化的规律,为类似边坡的分析评价及工程治理提供借鉴.     

考虑膨胀力的锚杆格构梁支护膨胀土边坡的稳定性分析

锚杆格构梁是一种常用的边坡支护形式,在镇江地区的膨胀土边坡支护工程中应用广泛,但其支护作用下边坡稳定性分析仍基于一般土体的边坡稳定性分析方法,不能合理考虑膨胀土的膨胀力.利用经典瑞典条分法,在现有锚杆格构梁支护边坡稳定系数计算方法的基础上,将膨胀力作为一个外力施加于土体,推导了膨胀力作用下膨胀土边坡的稳定系数的计算公式,得到了各参数对边坡稳定性的影响规律.并结合镇江象山边坡支护实际工程,说明膨胀力对于边坡稳定不容忽视,按照现有锚杆格构梁支护膨胀土边坡的稳定性计算方法是偏危险的.     

非饱和黏性地基土的土-水特征曲线试验及模拟

内地港口地基土在地下径流和降雨入渗作用下,多为非饱和土,其土-水特性影响港口地基稳定性。以安徽淮北港非饱和黏性地基土为研究对象,开展不同初始含水率、初始干密度、竖向应力以及干湿循环次数下的土-水特征曲线(SWCC)试验。研究发现:初始干密度和竖向应力对非饱和黏性地基土SWCC的影响相似,对进气值、初气值、脱湿速率、吸湿速率和残余饱和度影响较大;初始含水率对土体脱湿、吸湿速率影响较小,随着初始含水率的提升,进气值、吸气值、残余饱和度递增;随着干湿循环作用的增强,进气值和出气值的衰减逐渐削弱。结合地基土土-水特性,修正几种常用的SWCC模型,模拟不同工况下的SWCC,通过评分的方式得到适用于淮北港非饱和黏性地基土的推荐模型。研究成果可为不同工况下非饱和黏性地基土的土-水特性及港口地基稳定性研究提供参考。     

基于FLAC数值模拟的路堑边坡稳定性分析

将强度折减理论与FLAC软件相结合,以静力平衡计算收敛、特征部位位移突变及塑性应变区贯通情况为失稳判据判断边坡稳定状态,求得路堑边坡的稳定系数Fs。以深圳市龙岗区龙坪路某路堑边坡稳定性分析为例,通过建立数值计算模型和选择合理的参数,模拟得出路堑边坡开挖前后以及降雨工况下的位移、塑性区变化情况,进而揭示了该路堑边坡变形破坏的机理及其稳定性发展趋势,从而合理评价该路堑边坡的稳定状态。     

强降雨条件下高大炉渣边坡稳定性影响研究

边坡的稳定性影响因素较为复杂,而人工堆填的高大炉渣边坡体由于其特殊的化学、物理力学性质,使其应力场及渗流场更加多变,稳定性不易控制。降雨以及江水位变化引起堆积体变形本质原因是堆积体水岩之间的相互作用,因此本文通过对高炉渣物理力学性质、水文地质条件的初步分析结合渗流场-应力场耦合理论,探究了该特殊炉渣边坡在暴雨条件下的边坡稳定性,得出该类炉渣边坡在强降雨条件下稳定性较好,对强降雨抵御能力较强。     

某水电站右岸坝肩边坡稳定性分析

根据对某水电站坝肩右岸边坡详细的野外实地调查,通过分析边坡岩体结构特征、结构面与坡面的产状关系,运用传统赤平投影方法对边坡稳定性进行评价;基于FLAC3D数值模拟软件,分析了天然和降雨不同工况下的边坡应力场、剪应变增量和塑性区变化分布规律,结合工程地质条件对其稳定性进行了综合分析评价。研究结果表明:在结构面的不利组合下,坡表浅层局部出现崩塌、块体滑塌现象,但边坡整体稳定性较好;与天然条件下对比,降雨条件下,边坡的应力场、剪应力增量以及塑性屈服区面积均有所增加或扩大,但塑性区并未完全贯通,仅造成坡表层局部滑塌,边坡整体稳定性较好。坡表局部遛滑掉块的可能性,因此,建议做一定的坡表防护措施。