考虑渗流场与应力场耦合的边坡稳定性分析

文章在介绍渗流问题有限元公式的基础上,运用变单元渗透系数法的原理,利用ANSYS软件的APDL语言开发了二维稳定和非稳定渗流的程序,通过迭代即可较准确地求出自由面的位置;同时,针对某一具体算例,分别对不考虑应力影响下的渗流场和不考虑渗流影响下的应力场以及两场相互耦合时的稳定性进行了研究,为非稳定渗流下边坡稳定分析和滑坡灾害预报等方面提供有用的参考。     

渗流作用下软硬互层砂岩边坡稳定性研究

文章利用Midas GTS有限元岩土分析软件,建立了软硬互层砂岩边坡模型,模拟开挖边坡内部土体的变化特征,并把渗流引入计算中,分析渗流作用下边坡的稳定性及影响因素。研究表明:互层边坡滑动特征为土体滑动,切割砂岩形成破坏;渗流对边坡影响显著,但是边坡稳定性对入渗边界和入渗水头压力不敏感;土层厚度对边坡稳定性影响显著。     

基于湿度应力场理论的膨胀土边坡稳定分析

边坡土体中的膨胀力是导致膨胀土边坡失稳的主要原因之一。文章基于湿度应力场理论,采用ANSYS软件的热传导分析功能模拟分析边坡的降雨入渗以及膨胀变形,并采用有限元强度折减法对不同条件下边坡安全系数进行计算,分析了膨胀土边坡稳定规律,为膨胀土边坡处治提供理论依据。     

基于有限元的非饱和土边坡在降雨作用下的稳定性研究

为评判降雨入渗作用下非饱和土边坡的运营安全,文章以云南某岩土边坡为研究对象,采用GeoStudio有限元软件构建实例边坡概化模型,从渗流场、应力场、应变场和稳定系数等角度研究了降雨过程中边坡稳定动态响应规律,得到如下结论:(1)降雨作用下,边坡浅层土体各参数响应显著,深层土体因降雨作用削减,各参数无明显变化;(2)降雨初期,边坡参数变化较为显著,随后不断减小,最后趋于稳定;(3)随着降雨进行,浅层土体饱和度、孔隙水压力逐渐增大,应力、变形不断提升,稳定系数不断降低;(3)降雨结束后边坡仍处于较为稳定的状态,边坡坡脚处存在应力集中,在极端情况下边坡可能从坡脚位置滑出破坏,应加强监测和防护。     

ABAQUS强度折减法在边坡稳定性分析中的应用

文章依托某边坡工程实例,基于ABAQUS软件,以塑性区贯通为失稳判据,构建综合运用岩土数值模拟和强度折减技术的边坡稳定性分析模型,对坡体失稳滑动面的形状和位置,以及岩土抗剪强度参数粘聚力c和内摩擦角φ对边坡稳定性影响进行计算分析,并与已有研究成果进行对比,验证了ABAQUS有限元强度折减法边坡稳定性分析理论和方法的正确性和有效性。研究成果可为边坡工程设计与施工提供一定的参考。     

水位变化对临河路基挡土墙加固边坡稳定性的影响分析

文章以某临河公路路基挡土墙加固边坡为工程背景,分析了重力式挡土墙加固边坡在高水位、中水位、低水位情况下的稳定性,基于极限平衡理论,采用ABAQUS有限元软件,模拟了不同水位下的边坡失稳,对比了挡土墙加固边坡在不同水位失稳时的接触土压力以及挡土墙加固边坡的失稳模态,总结了水位变化对挡土墙加固边坡的影响。分析结论可为日后类似的公路挡土墙加固边坡稳定性研究提供借鉴。     

降雨入渗对土质路堑边坡的稳定性影响分析

为了研究土质路堑边坡在降雨入渗条件下的稳定性,文章以广西桂三高速公路高架桥右侧某土质路堑边坡为研究对象,采用数值分析软件,建立相应的数值分析模型,描述了土质路堑边坡在降雨入渗条件下的渗流场演变规律,揭示了渗流作用下土质路堑边坡的稳定性变化规律。研究结果表明:降雨入渗条件下,边坡土体体积含水率随降雨入渗量的不断累积而逐渐增加;受渗流演变规律的影响,塑性区在边坡内部形成,并随降雨历时的增加,逐渐向边坡内部拓展;研究历时内,边坡安全系数从1.56减小到了1.12,边坡的稳定性受降雨影响较大。     

湖南桂武高速公路某路堑边坡稳定性分析

文章以湖南省桂武高速公路K160+800~K160+941右侧路堑边坡为例,分析了上覆土层为高液限红粘土、下覆地层为软弱碳质灰岩路堑边坡失稳的形式与成因,介绍了边坡稳定性计算方法,并提出了该类型边坡失稳的处置方案。稳定性计算表明,在常规下稳定的边坡,在降雨作用下则不稳定,处置该类型边坡应同时做好支护和排水工作。     

路基水毁特征及边坡稳定性有限元分析

路基水毁是高速公路破坏的主要形式,对公路运输造成了严重影响。受季节因素的影响,高速公路建筑结构的水稳定性能不断变化。高速公路中存在较多的沿河路段,这些路段的边坡受到洪水的冲刷后,会出现失稳破坏的情况。基于国内外研究现状,从路基水毁特征和水毁类型出发,建立了边坡的有限元分析模型。研究发现,高速公路的边坡失稳主要出现在沟谷沿河路段,以及跨河大桥的桥头处。随后利用ANSYS软件对边坡稳定性进行分析,并讨论了洪水冲击下的边坡稳定性变化。     

基于强度折减法的多级边坡稳定性分析

对于高边坡,因主观原因准许不能准确地把握滑动面及坡体的实际变形状态,不利于边坡稳定性设计。本文大型通用有限元分析软件ABAQUS作为分析平台,采用强度折减法,建立坡体安全系数与失稳机理的边坡稳定性有限元模型。该模以迭代计算不收敛作为边坡失稳判断依据,分析坡体初始设计的稳定性。通过改变坡体设计方案,来提高坡体整体的安全系数。结果表明:通过分层降低设计坡比,可实现提高坡体的安全系数,但是提高效果有限;基于强度折减法的有限元数值迭代不收敛判决有助于坡体稳定性初步设计。     

基于FLAC^3D的季节性冻土隧道明洞边坡支护失稳评价研究

为了研究季节性冻土地区隧道明洞边坡支护在应力场、温度场和水分场耦合作用下的冻融变形规律,文章利用FLAC^3D有限差分软件对蛟西隧道明洞边坡喷锚支护破坏现象进行数值分析。研究结果表明:温度场变化、开挖坡度大小是影响边坡稳定性的重要因素;温度不同,边坡支护变形量不同,但变形规律相同;冻胀融沉引起边坡各点的变形量在坡肩处最大,在软弱岩土层附近变形量波动较大;满足边坡冻融时稳定性且符合经济合理性的最佳边坡开挖坡度为1∶1。研究结果与实测结果一致,表明了失稳评价模型能准确、科学地预测明洞边坡支护的安全状态,于工程施工具有较好的理论指导。     

空洞边坡的稳定性数值评价分析

为总体评价空洞边坡的稳定性,文章采用有限元极限分析方法,对有无空洞的边坡稳定性进行分析,并通过数值云图评价了空洞位置、深度及土体特性对边坡稳定性的影响作用.结果 表明,空洞对边坡的影响效果显著,尤其是处于坡脚位置时,但随着空洞深度加大其影响作用逐渐衰减.     

降雨入渗对炭质页岩边坡稳定性的影响

在降雨影响下,边坡内渗流场会发生改变,雨水会与炭质页岩发生相关反应,最终使边坡发生滑坡等自然灾害。文章结合非饱和土体的抗剪强度理论,运用Geoslope有限元分析软件对不同降雨方案下炭质页岩边坡的稳定性进行研究。结果表明:当其他条件一定时,降雨强度越大,在开始一段时间内边坡的安全系数下降较快,随之下降速度又逐渐变缓,最终炭质页岩边坡已经处于不稳定状态;降雨历时越长,渗入量越大,炭质页岩边坡随时可能出现滑坡现象;当饱和渗透系数在小于降雨强度的范围内变化时,边坡安全系数变化敏感性强,在饱和渗透系数大于降雨强度的范围内变化时,边坡安全系数变化敏感性较弱。     

三维有限元强度折减法在堤坝边坡稳定分析中的应用

文章针对二维有限元强度折减法的局限性,提出采用三维有限元强度折减法应用于边坡稳定分析,并结合某复杂地形的回填堤坝工程进行边坡稳定性评价。结果表明：对于复杂地形情况下边坡稳定计算,采用三维有限元强度折减法能反映工程的实际情况,计算结果是合理的。     

近溶腔高压水工隧洞围岩应力位移弹性解

考虑开挖及渗流影响的水工隧洞围岩稳定是一个重要课题,而近溶腔高压水工隧洞围岩应力位移研究是该课题的难点。据此,文章基于弹性假设理论,引入反溶腔作用系数,采用复势理论求解近溶腔水工隧洞开挖问题,获得围岩应力及位移解析表达式。将水工隧洞内水外渗的各影响因素简化为轴对称情况,并将渗流场以渗透体积力方式作用于应力场,采用平面应变理论求得正常运行期的过水公式,最后通过叠加原理求得弹性解。在满足挪威准则条件下,对比内水外渗前后的计算结果,依次探讨反溶腔作用系数、岩石孔隙水压力及埋深等的影响规律。分析结果表明:初次充水对围岩稳定起决定作用;反溶腔作用系数及埋深增大有助于围岩稳定;在岩石孔隙水压力影响下,溶腔一侧环向应力场出现大小值交换现象,而径向应力场并不出现该现象;近溶腔水工隧洞围岩偏压效应随着反溶腔作用系数的增大而弱化。     

降雨强度、降雨历时对高速公路边坡稳定性的影响

为探究不同强度降雨在不同降雨历时下对边坡稳定性的影响,采用数值模拟软件Geo-studio的Seep/W和Slope/W模块,进行了边坡在四种不同降雨强度下的二维渗流与稳定性分析。将Seep/W计算所得孔隙水压力与体积含水率分布导入Slope/W,从而计算出边坡的稳定安全系数。数值计算结果显示:降雨历时、降雨强度对坡体稳定性均有不同程度的影响,在此基础上有针对性地提出了增设平台排水沟、植草灌等防排水及防冲刷措施。     

基于ABAQUS强度折减法的边坡稳定性影响因素分析

通过探讨有限元强度折减原理,提出强度折减理论在ABAQUS中的实现方法,对边坡稳定影响因素进行了分析研究。采用基于ABAQUS强度折减的方法,建立了计算模型,并与极限平衡法所得安全系数进行了对比。结果表明:采用ABAQUS强度折减法计算安全系数的方法是合理可行的;土体强度参数粘聚力和内摩擦角对边坡稳定性影响显著,剪胀角影响相对较小,弹性模量和泊松比无影响,但边坡塑性区分布受泊松比影响显著。结论对工程建设、边坡稳定性研究有一定的理论和实践意义。     

锚杆加固路堑高边坡开挖过程稳定性分析

为研究路堑高边坡施工阶段开挖过程及锚杆加固对边坡稳定性的影响,文章以广西某高速公路90 m高路堑边坡工程为例,采用Midas GTS软件建立边坡三维模型,分析了开挖过程中锚杆加固前后边坡位移场及稳定性的演化规律。结果表明：随着边坡自上而下开挖,各特征点的水平位移和竖向沉降逐渐增大,且竖向沉降整体上高于水平位移。无支护状态下,边坡开挖稳定性系数由1.59逐渐下降至1.24;锚杆支护状态下,随边坡开挖步数增加,潜在滑动面由局部浅层破坏转化为整体性深层失稳,边坡稳定性呈先下降后回升、随后逐渐降低的趋势,最终安全系数为1.39。采用锚固加固措施可有效抑制边坡变形,提高边坡的整体稳定性。     

考虑流固耦合效应的盾构隧道开挖面稳定性研究

文章采用PLAXIS有限元软件,建立流固耦合条件下盾构隧道开挖面数值计算模型,研究隧道管片安装时间内,流固耦合效应对隧道开挖面稳定性的影响。通过控制变量法,分析流固耦合条件下开挖面不同支护压力比(开挖面支护压力与前方水土压力之比)和不同隧道覆径比(隧道埋深与直径的比值)对隧道开挖面变形及地表沉降的影响规律,并探讨了流固耦合效应下开挖面失稳破坏模式。研究结果表明:(1)在隧道管片安装时间内,开挖面前方土体将在渗流作用下形成土拱效应,从而使开挖面支护压力比小于1。而未考虑流固耦合效应时,需要较大极限支护压力值才能保持隧道开挖面前方土体的稳定;(2)当考虑流固耦合效应时,隧道覆径比对开挖面稳定性影响有限,但对地表沉降有较大影响,且覆径比越大,地表沉降变大且影响范围较广;(3)在隧道管片安装时间内,开挖面前方虽在渗流影响下具有土拱效应,但随着支护压力减少及开挖面上部渗流场的共同作用,使得开挖面前方土拱效应减弱,继而使隧道开挖面上方与前方土体连通形成楔形土体滑动区。相比未考虑流固耦合的情况,其楔形体趋向于开口较大的漏斗状破坏形式。故在隧道施工过程中,应考虑流固耦合效应对开挖面变形及地表沉降的影响。     

降雨作用下的膨胀土路基渗流场分析

含水率的变化是引起膨胀土路基产生胀缩变形的重要因素.文章通过非稳态渗流有限元模拟降雨和蒸发作用下膨胀土路基中的渗流场,分析土工膜的防渗效果以及防渗深度对于路基中含水率分布的影响.