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。     

非饱和土瞬态渗流边坡稳定数值分析

本文研究了非饱和土体瞬态(主要指降雨)渗流对均质非饱和土边坡稳定影响的相关理论和计算方法,结合算例计算了不同工况下降雨前稳态、降雨过程中及降雨结束后边坡稳定性变化,分析了不同情况下边坡土体饱和度变动变化对边坡稳定性的影响。     

水对滑坡作用机理分析

水是影响斜坡稳定性的主要因素之一,大多数滑坡都是以降雨下渗引起地下水状态变化为直接诱发因素。地表水对滑坡表面冲刷、侵蚀、渗透;地下水对滑坡岩土体有润滑、潜蚀、软化和淋滤作用,由于地下水含量、水头和动静水压力的变化,使得渗流场发生改变,导致地应力场和滑坡岩土体自身力学性质发生变化。在地表水和地下水的双重作用下,导致滑坡产生,本文分析了水-地应力-岩土体的耦合模式及其对滑坡的作用。     

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.     

降雨入渗对软土岸坡稳定性影响研究

软土普遍具有含水率高、抗剪强度低的特点,且大多数的土体滑坡都发生在降雨期间或者降雨之后的某个时间,因此研究降雨入渗诱发软土岸坡失稳的机理具有十分重要的意义。选取某软土岸坡工程作为研究对象,基于有限元强度折减法,采用Abaqus软件建立三维软土岸坡有限元模型,分析降雨强度、时间以及饱和渗透系数对岸坡稳定的影响。结果表明:随着雨水的入渗,岸坡土体饱和度及孔隙水压力增大,土体浅层基质吸力减小或消失,导致土体抗剪强度降低,从而引起岸坡稳定性降低;降雨入渗诱发岸坡失稳的模式表现为渐近牵引式破坏,其塑性破坏区域最先出现在坡脚,并沿坡面向上发展,逐渐形成连续的塑性贯通滑动面;以及持续的强降雨最容易引发岸坡的失稳破坏。     

降雨与库水位叠加作用下的库岸滑坡稳定性研究

本文在考虑降雨叠加作用的基础上,运用非饱和土渗流及抗剪强度理论对一实例滑坡的渗流场特征以及稳定性进行了研究,提出了确定最不利组合边界的方法,得出了一些有益的结论。     

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.     

降雨作用下洛莫滑坡变形失稳机制分析

本文通过滑坡稳定性数值计算,探讨了不同降雨强度对洛莫滑坡稳定性的影响规律。研究结果表明:随着降雨强度及降雨历时的增加,洛莫滑坡的稳定系数逐渐降低。当滑坡达到临滑状态时,受到外界任意突发情况,都将可能导致坡体整体失稳;结合洛莫滑坡所处地区的降雨情况,可以初步确定洛莫滑坡的临滑降雨强度为150mm/d。     

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。     

鄂西北山区高速公路滑坡灾害成因机制与稳定性分析

鄂西北山区高速公路建设中深路堑边坡开挖后失稳的情况较为突出。结合实例,分析了滑坡产生的原因,评价并计算了滑坡的稳定性,总结了该类型滑坡多为软弱夹层发育片岩边坡受顺层及节理控制,同时在施工和降雨的共同作用下诱发。     

承压含水层作用模式下库岸滑坡渗流场基本特征研究

库岸滑坡体内地下水浸润线的变化与库水位的波动密切相关,在库水位波动下,库区滑坡渗流场是一个非饱和、非稳定渗流问题.文中系统研究了在承压含水层作用模式下库岸滑坡渗流场基本特征,在库水上升阶段滑坡地下水浸润线呈“U”型,此时在坡面处形成较大的指向坡内的动水压力,有利于滑坡稳定;在库水下降阶段滑坡地下水浸润线呈“n”型,此时在坡面处形成指向坡外的动水压力,对滑坡的稳定性极其不利.     

海流引起海底管道悬空的数值模拟

海底管道悬跨将影响管道的安全运营.在海底管道稳定性设计中,需要合理分析具有初始嵌入深度的海底管道产生悬空的物理机制.本文对海流作用下铺设于砂质海床上的海底管道悬空进行了数值模拟.求解不可压缩流体N-S方程,分析了海流作用下管道周围的流场特性,研究了管道两侧的压力分布特性和海床表面剪应力的分布特点.在管道绕流流场分析的基础上,通过对土体渗流方程的求解,得到了管道周围砂质海床内的渗流场以及渗流水力梯度场的分布情况.与海床表面剪应力计算结果进行比较分析发现,管道下方渗流出口处土体的流土渗透破坏将诱导管道发生悬空.     

危险水力条件对堤坝稳定性影响的模拟

应用物理模拟和数值模拟手段研究了上游水位骤降和地下水渗流等危险水力条件下堤坝稳定性,分析了上游水位不同降速、地下水位不同高度及土体各向异性对堤坝稳定性的影响.模拟了改变地下水渗流的方向、大小等工程控制措施的效果.结果表明,堤坝渗流整体稳定性分析时应正确考虑渗流场的影响.     

混凝土防渗墙对坝坡稳定作用机理的有限元分析

土石坝中建设防渗墙后,墙身会对坝体的渗流场和应力场产生一定的隔断作用,从而改变了相应的渗流场和应 力场,对坝坡的整体稳定产生影响。依托大型非线性有限元软件ABAQUS,运用有限元强度折减法,对增建防渗墙前后的 上、下游坝坡稳定安全系数进行比较分析,并引入计算收敛、土体位移、塑性贯通等3种失稳评价标准对比分析坝坡的安全 系数。分析得出：建设防渗墙后,上游坝坡的稳定安全系数有所降低,下游坝坡稳定安全系数增加,从而使得整个坝体的 稳定性得到提高。     

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.     

水位快速变动下边坡稳定性分析

水位快速变动的库区边坡内渗流场的变化是引起边坡失稳滑动的一个重要因素。渗流场的变化一方面降低了滑带的抗剪强度参数,另一方面影响其应力场,从而导致滑坡破坏。取一理想边坡,通过FLAC3D数值模拟软件,计算得到：上升过程中安全系数随时间的变化表现为上升下降型,随水位的变化表现为下降上升型;下降过程中安全系数随时间、水位的变化都呈现为下降上升型,下降工况对边坡稳定影响最不利。     

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。     

基于弹塑性理论的岩溶区土洞地基稳定性分析评价

从弹塑性力学理论出发,分析地基中土洞洞壁周围土体的应力状态,利用莫尔—库仑准则定量评价土洞地基的稳定性,为土洞地基稳定性评价提出了一种新思路。在此基础上以铜仁地区国税局办公综合大楼土洞地基稳定性评价为例,研究了地下水位变化下,土洞周围土体的应力状态变化。结果表明,地下水位变化,将使土体应力状态产生显著改变,并有可能最终导致地基破坏或失稳。     

某应用湿排干堆方法的磷石膏尾矿库渗流场及稳定性分析

磷石膏堆存处理的方法主要有湿排干堆(以下简称湿堆法)和干排干堆(以下简称干堆法)两种。目前,磷石膏湿堆技术由于运行费用低、排放方便等原因,国内大多磷石膏尾矿库采用湿堆法筑坝。湿堆法虽然简单便捷,但排放后库区及坝体内浸润面长期处于高位,渗流场不易控制,渗流作用明显,对坝体稳定性十分不利。本文使用饱和土稳定渗流有限元方法分析了某磷石膏尾矿库在洪水条件和正常条件下的渗流场,并分析了在渗流场的作用下,库区及坝体的稳定性,得出不同运行条件下的安全系数。综合分析结果,在应用湿堆法的磷石膏尾矿库中,坝体排渗系统的设计与设置应作为整个坝体设计的重中之重。在条件允许情况下应使用干堆法堆存磷石膏,以减小发生坝体失稳的风险。