水位上升对土坡稳定性的影响

基于饱和-非饱和水-气二相流模型,对土坡在水位上升作用下的孔隙水压力、孔隙气压力、毛细压力和水饱和度的变化过程进行模拟,得到水位上升作用下的渗流变化规律;采用简化Bishop方法推导出土坡安全系数计算公式,基于土壤渗流变化规律,计算了水位上升作用下土坡安全系数随时间的变化规律,分析了孔隙气压力、毛细压力和坡外水压力对安全系数的贡献。结果显示:水位上升过程中,土坡的安全系数先呈现轻微减小趋势后开始逐渐增加,当水位稳定后,土坡安全系数逐渐降低;孔隙气压力的存在不利于土坡稳定,而毛细压力和坡外水压力的存在有利于土坡稳定。     

水位变化对临河基坑边坡稳定性的影响

渗流作用对临河基坑边坡稳定性有较大影响,对工程设计及施工有重要的指导意义。为深入研究河水渗流对基坑边坡稳定性的影响,针对湖南省某扩建二线船闸基坑边坡,利用有限元数值仿真技术,采用渗流与强度折减法相结合的方法,获取不同水位下该基坑边坡的孔隙水压力分布特征,分析河水位变化对边坡应力、位移的影响,探讨边坡安全系数的演变规律。结果表明:河水位的升降仅对一级坡有较为明显的影响,随着河水水位的上升,边坡安全系数在逐渐减小,但水位在37～45 m时安全系数均大于规范要求值。     

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.     

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。     

广西右江沿岸粘土三轴渗流剪切强度试验研究

水位骤降是影响边坡失稳的重要因素之一。渗透性较差的粘性土质边坡在水位骤降时坡体内形成的渗流力要远大于渗透性较好的边坡坡内产生的渗流力,所以更容易发生边坡变形、失稳。文章通过室内三轴试验,研究广西右江沿岸饱和粘土渗流特性和渗流作用下的抗剪强度变化规律。根据试验结果,得出了在不同围压状态下,该地区饱和粘土比降—渗流速度、渗透压力—粘聚力、渗透压力—内摩擦角间的关系及变化规律,同时对其关系曲线进行了拟合,得到了相应的拟合函数。     

动水压力作用下堤防边坡流固耦合渗流特性研究

将堤防边坡土体简化为由固体土骨架和水组成的饱和介质,考虑动水压力引起的土骨架体积应变,引入堤防边坡土体孔隙率和渗透率的动态变化表达式,运用饱和土力学和流体力学理论构建了动水压力作用下堤防边坡的流固耦合渗流方程。选取某堤防边坡工程实例,借助COMSOL软件进行了数值模拟。研究结果表明:动水压力会引起固体土骨架的压缩变形,土的孔隙率提高,流水的渗流路径较远,在堤防边坡设计和研究时应充分考虑孔隙水渗流压力引起的体积变形;堤防边坡的沉降主要发生在临水边坡一侧,渗流作用引起的边坡沉降较小。     

数值分析在岩质高边坡设计中的应用

岩质高边坡的性质不同与土质边坡,其设计考虑因素也不同于土质边坡。岩质边坡的稳定性常为岩体内结构面的组合等因素所控制,在设计中可以用楔形体稳定方法分析坡体局部岩块的稳定性,而以岩质坡体作为均质体,用搜索最不利（优化）圆弧滑面的方法得到的稳定计算结果仅作为设计的参考。由于高边坡坡面高度较高,坡体内应力,开挖后坡体变形和坡面滚石等问题也应该是岩质高边坡设计的重要考虑方面。高边坡坡体内应力,开挖后坡体变形问题可以采用有限元按照不同的工况进行分析,查明坡体内的应力分布,避免坡体局部破坏和坡面位移过大,从坡体的应力应变角度保证坡体的稳定性。坡面滚石等问题也应该是岩质高边坡设计的重要考虑方面。滚石滑落路径分析可以采用弹射算法和滑动算法结合随机分析的方法来模拟。根据滚石路径的模拟结果,通过改变坡面的形状和性质条件或设置防护网等措施来防止滚石对公路和车辆的危害。     

三峡库区卧沙溪滑坡变形特征与机制

三峡水库蓄水后大量涉水老滑坡产生复活变形,其中卧沙溪滑坡是三峡库区典型滑坡之一,自2003年水库蓄水以来一直持续变形,变形位移呈现出一定的周期性和阶跃性。根据宏观地质调查及专业监测资料,分析滑坡变形演化特征,得到滑坡变形的影响因素及变形机制。砂泥岩互层的软弱地层为滑坡的复活变形提供了物质基础,良好的地形则为滑坡持续变形提供了微地貌条件。通过理论分析与数值模拟计算可知,滑坡复活变形的最主要影响因素则是库水位波动,受库水位下降时饱水加载效应和动水压力效应的影响,坡体内形成巨大的指向坡外的渗透压力,导致坡体稳定性急剧下降产生显著变形。该滑坡次级滑体目前处于欠稳定状态,若加大库水位下降速率,则处于不稳定状态。研究结果为滑坡防治及水库调度提供了依据。     

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。     

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。     

强震作用下动孔隙水压力对砂质边坡动力响应的影响

基于砂质边坡的弹塑性有限元模型和室内振动台试验研究了动孔隙水压力对边坡动力响应的影响规律。研究结果表明,坡脚位置的动孔隙水压力增大趋势明显,为滑坡最易剪切滑出的位置,在实际工程中应作为重点防护位置;动孔隙水压力随着平均有效应力的增加呈现总体减小的趋势;动孔压的存在使边坡在受较大动应力作用时破坏加速;由平均主应力增量引起的孔压与土的非线性变形特性无关。无地下水时,砂质边坡的坡顶首先发生拉裂破坏,表现出明显的鞭梢效应;有地下水时边坡的破坏首先出现在坡脚。地震作用下室内试验测得的动孔隙水压力整体上小于数值模拟值,但最大误差均控制在15%以内,验证了数值模拟结果的准确性。     

库水位升降对土石坝渗流场的影响分析

库水位骤升骤降将使土石坝体内渗流场在短时间内发生较大的变化,进而影响坝体尤其是上游迎水坡的稳定性。基于多孔介质饱和-非饱和渗流基本原理,采用有限元方法对库水位升降情况下土石坝瞬态渗流场的模拟进行了探讨。算例分析表明,分析成果总体可靠,且能为库水位升降情况下土石坝上游坝坡的稳定分析以及安全评价提供参考。     

渗流作用下特拉锚垫对土质岸坡的防护研究*

三峡水库常年在145～175 m水位之间运行,库区岸坡被周期性淹没与出露。库水位消落过程引起土质岸坡渗流,泥沙的起动更加容易且加剧了库岸侵蚀,严重的地方甚至出现岸坡失稳现象。以三峡库区土质岸坡为研究对象,针对新型生态护坡结构——特拉锚垫护坡的特点,采用室内概化模型试验,研究特拉锚垫在渗流作用下的防护性能。通过渗流作用下的水流冲刷试验,分析特拉锚垫的保土抗冲性能。试验结果表明：特拉锚垫具备明显的抗侵蚀性能;无渗流条件下水流侵蚀强度平均减小83.15％,在渗流作用下水流侵蚀强度平均减小88.15%。     

水位降落对边坡稳定性的影响研究

以塔里木河支流叶尔羌河为例,对其水位降落时河岸边坡稳定性影响因素进行分析。结果表明,主要影响因素有水位降落速度、水位落差、坡形以及基质吸力;其中,水位降落速度、水位落差以及坡比越大,边坡稳定性就越可靠;相同落水速度条件下,引入基质吸力因素可以提升边坡安全系数计算精度。     

打桩作用下高桩码头岸坡稳定可靠度分析

系统分析了打桩对高桩码头岸坡稳定的不利影响,研究了沉桩过程中孔隙水压力的分布,结合边坡稳定分析中的简化Bishop法建立极限状态方程,考虑土性参数相关性按JC法计算可靠度指标,编制了计算程序.对南通某港打桩时码头的岸坡稳定可靠性进行分析,结果表明:打桩会对岸坡稳定产生不利影响.考虑到打桩作用时岸坡稳定安全系数明显降低,可靠度指标也会降低,建议对工程中打桩时码头岸坡稳定进行验算.     

波浪作用下岸坡动力响应试验研究

利用波浪水槽对波浪作用下岸坡孔隙水压力响应进行试验研究,观察分析岸坡坍塌破环现象和机理,试验入射波采用椭圆余弦波。试验结果分析表明,岸坡内孔隙水压力随波高和周期的增大而增大,岸坡土体介质与介质孔隙水压力密切相关,孔隙水压力对岸坡稳定性有重要影响。     

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。     

内河大水位差重力式码头库岸一体化模式分析

结合重庆奉节宝塔坪旅游码头工程的安全评估和加固方案研究．对库区大水位差码头的库岸稳定性进行了分析。分析中考虑土中水的渗流和土体的变形耦合，求出了在稳定渗流条件下库岸的浸润面．并计算出孔隙水压力。进而计算模拟了库岸的施工过程和水位陡降时库岸的安全系数发展规律。得到了内河大水位差重力式码头库岸破坏模式以及结构安全性指标。     

打桩作用下高桩码头岸坡稳定可靠度分析

系统分析打桩对高桩码头岸坡稳定的不利影响,研究沉桩过程中孔隙水压力的分布,结合边坡稳定分析中的简化Bishop法建立极限状态方程,考虑土性参数相关性按JC法计算可靠度指标,并编制计算程序.根据计算理论,对南通某港打桩时码头的岸坡稳定可靠性进行分析.结果表明:打桩会对岸坡稳定产生不利影响,考虑打桩作用时岸坡稳定安全系数明显降低,可靠度指标也降低.因此,建议对工程打桩时码头岸坡稳定进行验算.     

水库建筑物进出口边坡稳定性分析

水库建筑物进出口距离大坝等水工建筑物较近,如果其边坡处于失稳状态则会极大地影响相邻的主要水工建筑物,为此,要关注和重视对水库建筑物进出口的近坝库岸边坡建设,结合梯级水库群中近坝库岸边坡的设计施工工况特点,采用边坡快速稳定分析方法反演边坡受水位变化影响的安全性状,解决水库建筑进出口边坡稳定性的关键性问题,确保水库建筑物进出口边坡的稳定性。