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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

渗流和不良地质条件对江河岸坡稳定性的影响

针对渗流和不良地质条件对江河岸坡稳定性的影响,分析土的渗透系数随围压变化、土的饱和密度随围压变化、土的抗剪强度随含水率及浸泡时间变化的规律,构建渗流破坏的非稳定数值模型,探究岸坡裂缝、河水对岸坡的软化作用、降雨入渗对岸坡的安全系数的影响。结果表明:单个因素影响下,降雨入渗对岸坡的稳定性影响最大,安全系数可降低9.9%,其次是河水浸泡表层土的软化作用的影响(2.8%)和表层土裂缝的影响(1.9%);在3个因素的综合影响下,岸坡的安全系数降低10.4%~20.8%;土水耦合计算结果显示在3个因素的综合影响下,岸坡的安全系数降低11.3%~21.5%。     

杭－甬天然气管道沿线某高边坡稳定性分析与加固方案评价

基于弹塑性有限元和极限平衡理论,研究并评价杭-甬天然气输气管道沿线某高边坡的稳定性,并分析结构面的强度和工作环境对边坡稳定的影响。研究表明：该边坡目前处于蠕滑状态,如遇强降水时将发生急剧滑动;边坡排水和注浆补强皆能改善坡体内应力状态,提高边坡的安全储备,特别是两种方法同时采用可使边坡安全系数达1．61;然而,要消除边坡后缘坡面的拉张破坏必须增加其它工程措施。研究结果为合理选择边坡加固方案和后续的安全监测提供了很好的依据。     

粉质航道岸坡降雨入渗条件下板桩墙防渗分析

对于受连续降雨影响而产生渗流破坏的粉质航道岸坡,通常应采取设置反滤层、防渗墙等措施。针对苏北地区某航道护岸工程现场,提出采用预应力混凝土板桩墙作为防渗墙,并对防渗墙在不同位置时的应用效果进行了数值分析。结果表明,在护岸挡墙后一定距离设置一定入土深度的板桩防渗墙,可有效延长渗径,大幅降低降雨入渗导致的坡面位移,保证了岸坡稳定性。     

基于 FLAC -3D 强度折减法的边坡稳定性影响因素敏感性分析

通过建立均质土坡模型,利用 FLAC -3D 软件的强度折减法,求解边坡稳定系数,系统地研究了边坡稳定性影响因素的敏感性问题。利用边坡稳定安全系数以及塑性贯通区作为边坡失稳的判据,通过每次改变一个参数变量来确定稳定系数 。     

高真空击密法在京唐港3 000万t煤炭泊位工程吹填土软基处理中的应用

详细介绍了高真空击密法的原理及施工控制要点。通过工程实例,以浅层平板载荷及重型动力触探检测结果和沉降观测数据为依据,证明高真空击密处理软土地基有工期短、效果好等优点,在一定意义上将强夯法推广应用到了饱和软粘土。     

基于可拓学理论的顺层岩质斜坡稳定性评价研究

影响斜坡变形破坏模式的主要因素有斜坡坡高、开挖坡角、软弱夹层的粘聚力和内摩擦角、地震烈度、降雨、弹性模量、岩石的重度等方面。文中以这些因素为物元,提出稳定性评价的物元关联函数及物元关联度的计算方法,建立了合适的分类标准,引入AHP（层次分析法）求权重。运用可拓学理论对顺层岩质斜坡开挖后的稳定性进行评价。     

Global warming and severe weather activity

The concentration of atmospheric CO₂ has been significantly increasing mainly due to human consumption of fossil fuels since the middle of the 18th century. Although the recent increases of CO₂ could possibly give rise to some warming, serious problems remain unresolved in relation to the concept of global warming. The focus of this paper is directed at two areas: the first is the credibility of the global warming prediction, and the second is the long-term trend in severe weather activity associated with global warming. The global warming during the last century has been confirmed by observational data. The magnitude of the warming averaged globally is about 0.6°C during the last century, and is consistent with the computed increase in CO₂ concentration. The observational data indicate a large degree of hemispheric asymmetry; the warming of the Northern Hemisphere is slower and sometimes temporarily interrupted comparing with that of Southern Hemisphere. It is an open question why this hemispherical asymmetry is of opposite sense to the results of numerical simulations for the increases in CO₂ concentration. This question may possibly be resolved by consideration of the climatic effects of increases in anthropogenic aerosol levels in the troposphere in addition to greenhouse gas effects. One question raised by global warming is whether the frequency and intensity of extreme weather events have shown a long-term increased in association with global warming. Since extreme weather such as torrential rainfall and tropical cyclones are relatively small-scale, short-lived phenomena, they cannot be successfully simulated using general circulation models (GCM) at the present time. Furthermore, the limited period of the available observational data makes it difficult to produce any meaningful results with conventional statistical methods. A new statistical method, which was proposed by the present author and a colleague, is applied to the maximum daily precipitation data, and significant evidence is found for an interdecadal increasing trend in the intensity of extremely heavy rainfall. It is argued that the most likely cause of this trend is global warming. With regard to the relation between global warming and tropical cyclone activity, no significant results have yet been obtained either by numerical simulation or statistical analysis of historical data. Recent research analyzing historical data on the relation between tropical cyclone intensity and sea surface temperature has emphasized that the warmer sea surface accompanied by global warming could increase the maximum possible intensity of cyclones, although no appreciable change would be seen in the average intensity of regular storms. Presented at the International Conference on Technologies for Marine Environment Preservation (MARIENV’95), Tokyo, Japan, September 24–29, 1995.