降雨渗流情况下岩体边坡稳定性分析

通过介绍降雨渗流情况下边坡稳定性评估方法及在岩体边坡中的应用实践,找出渗透系数极小的灰岩作为坡面的岩体边坡在降雨情况下的稳定性特征以及该类边坡的稳定性规律．同时得出降雨引起边坡稳定性安全系数下降可达80％的结论。     

路基边坡降雨入渗的影响因素分析

路基边坡降雨入渗过程属于典型的非饱和土流固耦合问题,性质复杂,影响因素较多。采用ABAQUS有限元分析软件对降雨条件下的边坡渗流问题进行分析,探讨降雨强度、降雨历时、降雨类型、路基边坡坡率及路基土渗透系数对路基内含水量和沉降变形的影响。研究表明:降雨强度越大,降雨历时越长,路基沉降位移越大;短时暴雨造成路基实时沉降位移增加明显,但长时小雨造成的降雨后路基沉降较大;路基边坡坡率越缓,路基土渗透系数越大,路基沉降位移越大。     

基于因子分析法的边坡稳定性评价指标权重

为快速评价边坡的稳定性,以汤屯(汤口-屯溪)高速公路44个典型边坡为研究对象,采用因子分析法,对边坡稳定性的7个评价指标坡度、坡高、岩性、边坡结构、结构面胶结、控制性结构面、岩体完整性进行了分析,根据它们对边坡稳定性的影响进行排序,并将评价指标得分进行归一化处理后作为评价指标的权重值.研究结果表明:主因子重要性排序依次为边坡形态、边坡结构和结构面特征;评价指标重要性排序依次为岩体完整性、岩性、边坡结构、控制性结构面、结构面胶结、坡度和坡高.      

坡积土边坡裂隙各向异性特征对雨水入渗过程的影响

采用有限元软件Geo-Slope中的SEEP/W模块分析了裂隙深度、渗透系数比、裂隙角度与裂隙数对雨水入渗过程的影响,结合非饱和渗流理论研究了裂隙渗流各向异性对边坡稳定性的影响。分析结果表明:降雨1、7 d时,1 m裂隙深度内最大孔隙水压力分别为9.69、9.70 kPa,雨水沿裂隙底部向下的入渗深度分别为0.5、1.5 m,裂隙内孔隙水压力随降雨的持续迅速增大,直至由负压力转变为正压力; 裂隙深度越大,裂隙内孔隙水压力越大,降雨停止时刻相应的入渗深度也越大,饱和区域的大小与裂隙深度正相关; 当渗透系数比为1时,裂隙范围内最大渗透系数为1.51×10-7 m?s-1,此时沿裂隙方向渗透系数小于降雨强度,降雨入渗过程受土体渗透系数控制,而当沿裂隙方向渗透系数大于降雨强度时,雨水入渗过程受降雨强度控制; 裂隙角度越小,在裂隙深度范围内的最大孔隙水压力越大,且出现正孔隙水压力的深度也越大,而边坡表层饱和区范围越小; 无裂隙存在时,降雨后边坡内部仍保持负压力状态,无饱和区存在,有裂隙存在时,雨水沿裂隙下渗并在边坡内部形成饱和正压力区,1～5条裂隙形成的饱和区面积分别为16.4、34.7、60.9、75.6、110.7 m2,饱和区面积与裂隙数呈乘幂关系,且随着裂隙数的增加,雨水对渗流场的影响范围与程度增大,长裂隙的集中分布是引起边坡内部大面积连通型饱和区出现与地下水位升高的直接原因。      

降雨对绿化边坡客土稳定性的影响

通过建立降雨条件下边坡客土的破坏模型，研究了边坡绿化过程中降雨对边坡客土稳定性的影响，分析表明，边坡客土的稳定性与降雨特征、边坡坡度、坡面特征、土体特性及土体厚度有较大关系．对于坡度较大的边坡，客土厚度不宜过大，以保持土体的稳定．     

降雨强度对不同渗透性土质高边坡稳定性数值分析

为探讨降雨强度对不同渗透性土质高边坡稳定性影响,基于Geo-Studio有限元软件,对不同降雨强度和渗透性情形下土质高边坡进行稳定性研究,研究表明:渗透系数越低,边坡就越稳定;边坡的稳定性会随着降雨强度增大而受到不同程度的影响;当降雨强度比边坡的入渗率大时,大部分雨水会形成地表径流而流走,较少部分雨水会渗入边坡内部,导致稳定性受到不同程度的影响;渗透系数可作为求取边坡失稳情况下临界雨强的推估条件。     

考虑抗滑桩及挡土墙支护结构影响的降雨诱导边坡失稳模型试验研究

在无支护和有支护(加设抗滑桩及挡土墙)的条件下开展了降雨对边坡稳定性影响的模型试验研究。以实际工程边坡为原型,在常规重力1 g条件下设计了试验模型。试验结果表明:在有支挡结构条件下,降雨对坡体竖向和水平位移的影响均很小,表明支挡结构对边坡坡面位移的限制作用明显。通过比较降雨对坡面和内部位移的影响,发现坡面位移变化远大于内部位移变化,加设支挡结构以后坡体变形主要是雨水对坡面的冲刷造成的。     

降雨作用下土质边坡水分迁移特征研究

针对降雨诱发边坡失稳的特点,从水分迁移的角度出发,结合非饱和土力学,采用有限元法分析了不同降雨强度作用下边坡内部水分迁移的特征;通过数值模拟得到:降雨作用下,边坡内部孔隙水压力呈层状分布,坡脚处孔隙水压力最大,坡顶次之,坡中最小;边坡中的水分主要沿垂直和倾斜方向迁移,迁移速度由表层向深部逐渐减小,迁移方向也随深度和时间而改变;体积含水率呈非线性分布,且非饱和区非线性化程度较饱和区的高;土体渗透系数随降雨强度的增大而增大,当土体饱和时其渗透系数为饱和渗透系数。     

地下水流衰退过程的数值解析

对降雨停止后渗透坡面的地下水流的衰退过程进行了数值解析计算，做出了间歇降雨所产生的地下水位的形状图．讨论了降雨方式、有效孔隙率、渗透系数以及斜坡地层的形状对地下水位衰退过程的影响．对于渗透坡面，仿真分析说明了降雨停止后，地下水的形状慢慢地滑落，地下水位减退．间歇降雨使坡面底端的水位上升导致小规模的滑坡从而引发大规模的滑坡．     

降雨条件下顺层岩质边坡稳定性研究

以西南山区某边坡为原型,对岩质边坡渗流特性和雨水入渗过程进行了分析,对降雨入渗对岩质边坡的作用进行了探讨,利用MIDAS/GTS研究边坡在不同降雨强度下孔隙水压力变化规律,以及降雨和不同支挡形式对边坡稳定系数的影响。研究结果表明:随着降雨历时的增加,孔隙水压力迅速增大,当孔隙水压力增长到一定大小后,孔压不再增加,此后孔压变化很小,坡面达到饱和状态;降雨对边坡稳定影响较大,含软弱夹层的岩质边坡稳定性主要取决于软弱夹层的强度;支挡结构限制了滑体位移,具有良好的加固效果,支挡形式越强,边坡越稳定;岩层倾角越小,边坡越稳定。研究结果可为顺层岩质边坡的科研、设计和施工提供参考。     

降雨对半填半挖路基边坡稳定性的影响分析

以沿海某潮汐湾海岸公路半填半挖路基边坡工程为背景,基于PLAXIS有限元仿真软件分析了降雨量、降雨强度和地下水位上升对路基边坡稳定性的影响。结果表明：(1)边坡土层的基质吸力及边坡的安全系数均随降雨量的增加而逐渐减小;降雨入渗范围未有效覆盖潜在滑动带时,边坡安全系数的变化并不显著。(2)同等降雨量下,长时较弱降雨对应的雨水入渗时间更长,暂态饱和区范围更大,导致边坡安全系数反而小于强降雨工况,工程中应统筹考虑降雨强度和降雨时长的影响。(3)边坡的安全系数随地下水位的上升而近似线性减小,且地下水位上升对边坡稳定性的不利作用强于降雨入渗的影响,建议工程中综合考虑二者对边坡稳定性的弱化效应。     

路堑边坡钢绞线加固的危岩体破解监测评价研究

研究了高陡路堑边坡上危岩体孤石爆破过程中孤石的安全稳定性,对保障施工的顺利进行具有重要的意义。依托广东省某高速公路土石混合路堑边坡孤石处理实际工程,系统阐述了钢绞线支护结构用于土石混合路堑边坡危岩体施工破碎过程中的监测、计算与评价分析,选取几个典型的边坡坡面孤石危岩体,分析了边坡坡面孤石危岩体是否安全稳定,客观有效地评价了孤石危岩体的安全稳定性。结果表明,四个典型危石体孤石在破解施工过程中始终是安全稳定的,不存在危岩体孤石崩塌掉落等施工安全稳定隐患。本项目的监测评价方法可为今后类似工程提供技术指导和参考。     

软弱夹层边坡变形性状及其影响因素分析

介绍了含软弱夹层边坡稳定性的研究现状;运用有限差分软件FLAC 3D,针对5种工况进行了数值模拟,重点分析了含有软弱夹层的岩质边坡几何特征及软弱夹层力学参数,如边坡坡高、坡角、软弱夹层倾角、黏聚力和内摩擦角等对岩体边坡位移的影响规律及其工程意义.     

降雨入渗条件下抗滑桩加固边坡三维仿真分析

以贵广铁路某边坡抗滑桩加固工程为例,在建立三维仿真模型基础上,计算各坡点位移随时间的变化数值,并对比分析降雨、抗滑桩加固等不同条件对边坡稳定性的影响。仿真结果表明:在降雨条件下,抗滑桩对边坡的稳定性有很大的改善作用,此时坡体位移变化规律具有新的特点。     

降雨条件下非饱和土质公路边坡稳定性分析

基于降雨入渗对边坡稳定性影响机理的分析,采用SLOPE/W软件和SEEP/W软件,模拟了降雨强度为50mm/h和80 mm/h条件下边坡土体渗流场的变化。算例分析表明:相同降雨强度条件下,边坡土体孔隙水压力随着降雨时间的推移而逐渐增大。相同降雨历时条件下,降雨强度越大边坡内的饱和区域越大,孔隙水压力也越大;降雨持续时间对边坡稳定的影响程度与降雨强度大小有关。     

基于空间效应的弃渣场边坡稳定性方法探讨

弃渣场常见于基础设施的建设过程中,影响其边坡稳定的因素众多,其中坡面凹凸形态、滑体端部效应以及坡体走向等空间效应因素对边坡稳定性的影响尤为显著. 为了研究坡体走向对边坡稳定性的影响,针对走向为折线形（弃渣场上下区域走向存在夹角）的某核电厂弃渣场,探讨了其边坡稳定性分析方法. 通过现场地质调查和区域划分,借助ANSYS建立三维模型,利用FLAC3D强度折减法分析稳定性和潜在破坏机制,以此研究弃渣场走向夹角对其潜在破坏机制的影响,最后提出考虑走向夹角因素的不平衡推力法,并展开走向夹角和边坡倾角对弃渣场边坡稳定性影响的分析. 研究结果表明:走向夹角影响弃渣场边坡应力场的分布形式和力的传递能力,走向夹角越大其稳定性越好,走向夹角超过60° 时边坡安全系数明显提高;坡顶区域倾角越大,坡脚区域倾角越小时,其安全系数提升幅度随走向夹角的增大而显著提高. 研究成果可为类似折线形走向边坡的稳定性分析和治理设计提供参考.      

全风化花岗岩边坡坡面降雨冲刷数值模拟分析

依托于广佛肇高速公路工程建设项目,运用有限元分析软件ABAQUS建立全风化花岗岩边坡数值模型,对比分析了边坡在降雨和降雨冲刷两种状态下的孔隙水压力、位移、安全系数、塑性贯通区,得出了坡面冲刷对边坡安全系数的影响趋势,并通过进一步研究坡面降雨冲刷过程中数值模型的塑性贯通区与降雨量之间的关系,对全风化花岗岩边坡30 a内的水土流失情况进行了预测,为后期的工程防护提供参考。     

桥梁桩基对黄土边坡稳定性影响研究

黄土沟壑地区桥梁桩基施工对边坡稳定性影响较大,采用数值仿真软件研究土体强度、临坡距以及坡度对阶梯状边坡稳定性的影响。研究结果表明:当土体强度较小,临坡距和坡度较大时,临界滑移面主要出现在阶梯状边坡的下边坡,此时边坡安全系数较小;随土体强度增大,临坡距以及坡度的减小,临界滑移逐渐由浅层滑移转化为深层滑移,最终贯通整个边坡。     

降雨入渗过程中黄土边坡失稳机理研究

由于黄土多孔性、强透水性、湿陷性等自身构造特征,降雨入渗是黄土边坡失稳破坏的主要诱发因素.以朔黄铁路山西段K3+0-400 m黄土边坡为研究背景,基于非饱和土理论进行FLAC3D软件的二次开发,利用数值模拟分析了降雨入渗条件下不同降雨强度、不同坡体角度及高度对黄土边坡稳定性的影响,并通过试验验证了数值计算结果的准确性....     

多雨季节公路岩质边坡施工稳定性研究

通过数值模拟软件MIDAS/GTS对在加固前后降雨入渗对边坡稳定性的影响进行研究,可以得出：加固前坡体在天然状态下开挖稳定性较好,在降雨入渗条件下随着降雨强度、降雨持时的增加,边坡的水平位移不断增加。采用锚喷护面后,即使发生暴雨,边坡的最大水平位移仅为25mm,最大垂直位移为15mm,此时计算出的安全系数为1.28,边坡稳定。