降雨作用下裂隙红黏土边坡渗流特征与冲刷模式

针对降雨作用下裂隙红黏土边坡失稳破坏问题，开展红黏土边坡裂隙演化、降雨入渗及冲刷模型试验，提出基于图像摄影识别技术的边坡裂隙特征及含水率分布定量表征方法，揭示红黏土边坡裂隙演化规律，分析裂隙发育程度与降雨强度对红黏土边坡渗流特征与冲刷模式的影响。结果表明：干燥作用下红黏土边坡表面裂隙发育，其中坡面裂隙发育最强烈，其最大裂隙平均宽度为4.1 mm，最大裂隙深度为7.7 cm，最大裂隙率为10.4%，但坡底子裂隙和分支裂隙发育最充分，且主裂隙最先出现于远离坡面处；降雨作用下，雨水极易沿坡表裂隙形成优势流迅速渗入边坡内部，使边坡含水率增加且呈不均匀分布，出现局部暂态饱和区；裂隙发育程度和降雨强度的增强均会提高前期降雨入渗速率，并增加最终降雨入渗深度，其中坡底处入渗深度最大；极端降雨对裂隙红黏土边坡冲刷作用明显，造成坡面松散层流失，坡底显现冲刷痕迹，坡脚局部发生滑动。基于图像摄影识别技术定量分析边坡含水率分布的方法简单有效，研究成果可为裂隙性红黏土边坡灾害防治提供参考。     

降雨入渗对裂隙性红粘土边坡的稳定性影响分析

红粘土具有干缩开裂性,裂隙性红粘土、尤其是高吸力红粘土边坡,其稳定性跟降雨入渗有很大关系.基于饱和-非饱和土渗流理论,建立了裂隙性高吸力红粘土边坡数值分析模型,模拟了降雨入渗条件下边坡暂态渗流场,分析了降雨强度、裂隙深度、裂隙渗透系数等对裂隙性红粘土边坡渗流场及稳定性的影响.结果表明,短期降雨对低渗透性红粘土边坡渗流影响较小,高渗透性裂隙加快了雨水入渗;土坡安全系数对雨强的敏感度与土体饱和渗透系数有关;裂隙深度影响边坡安全系数、滑裂面位置及形状;随着裂隙深度增加,边坡安全性系数对雨强敏感性显著增加,边坡滑动形式趋向于浅层滑动.     

某泥质粉砂岩类土质高边坡的滑坡治理研究

以某泥质粉砂岩类土质高边坡滑坡治理为例,分析了边坡的变形破坏特征和失稳破坏模式,并对滑坡稳定性进行计算。结果表明:全风化泥质粉砂岩类土质边坡失稳多发生在连续降雨期间,在雨水的作用下沿相对隔水层形成软弱滑动带。通过清方卸载、加固坡脚和坡面抗冲刷防护,能有效控制滑坡变形,确保工程运营安全。     

降雨诱发残积土坡失稳的模型试验

为了研究降雨条件对残积土坡坡体内部变形特征及边坡失稳机理的影响,结合自制监测系统、人工降雨试验及数字照相量测技术,开展不同位置、不同坡度、不同密实度边坡的地质力学模型试验,分析雨水入渗对坡体变形、吸力的影响。指出失稳预警因子应从降雨诱发滑坡失稳机理出发,着重考虑边坡关键位置的力学物理量变化。基于坡体变形和吸力时变规律,提出边坡变形发展的3个阶段;基于不同条件下边坡的失稳破坏过程,揭示降雨诱发残积土坡的失稳模式。试验结果表明：边坡上部土体吸力和变形变化幅度较大,速度较快,而下部土体变化幅度较小,速度较慢;陡坡和高密实度边坡抵抗降雨入渗引起的变形能力强于缓坡和低密实度边坡,由于小孔隙结构发生破坏所需的能量远大于大孔隙结构,导致低密实度、缓坡坡体中部产生的变形大于坡体上部;边坡变形发展阶段为初始蠕变阶段、加速发展阶段、滑动破坏阶段;无支护的边坡,失稳预警因子可选择边坡关键位置处的基质吸力;有支护的边坡,应根据支护结构受力（变形）和边坡关键位置处吸力变化特征来选择预警因子;土坡的失稳模式为坡表冲刷→冲沟、切沟侵蚀→坡脚局部坍塌→破坏范围纵横发展→整体失稳,滑动面深度为1～3 m,该类滑坡应注重坡脚防护,尽可能降低边坡渐进累积破坏的可能性。研究结果可为构建东南沿海地区降雨诱发滑坡预测模型提供重要依据。     

黄土路基边坡的雨水侵蚀特征

以水力学、泥沙运动学为基础,从水流对土颗粒做功的角度探讨了坡面流的携砂能力,得出了雨水最大冲刷量的理论坡度值。通过室内模拟降雨对黄土边坡的冲刷试验,得出了坡度比、降雨强度等因素对坡面流含泥量及冲刷总量的关系。试验再现了雨水侵蚀黄土边坡的过程,总结描绘出侵蚀沟在黄土路基边坡纵断面上的分布规律,以及边坡平台与坡面流的相互作用,发现近坡脚侵蚀沟发育最严重,呈现逆源侵蚀的特点。通过分析试验数据,得出本次试验黄土边坡的最大冲刷坡度为41.1°,与理论值接近。     

高速公路黄土路堑高边坡现场冲刷试验研究

通过现场模拟降雨,研究了降雨对黄土路堑高边坡的侵蚀机制,分析了裸露边坡和植被防护边坡的破坏特征以及径流特征、冲刷量的变化规律。结果表明:在暴雨条件下,古土壤的破坏方式不同于黄土,且更易于侵蚀,厚层基材喷播植草对其防护效果很好;同时,坡面上方来水是坡面冲刷最主要的因素,径流量的变化具有“陡涨缓落”的特征,含泥量则呈现“缓涨陡落”的趋势;且连续阴雨对路堑边坡的侵蚀能力比短时暴雨更强。试验研究结果为黄土地区路堑高边坡的植物防护和截排水设计提供了依据。     

考虑前期降雨的非饱和土边坡稳定性分析

为研究降雨期和停雨期的非饱和土边坡稳定性变化,使用饱和-非饱和渗流理论,分析了考虑前期降雨的边坡的渗透系数及孔隙水压力变化,得到各阶段边坡安全系数。结果表明:在降雨过程中孔隙水压力和渗透系数随深度的增加呈先减小后增大的规律;坡脚受前期降雨的影响较明显;受渗透系数较小和临界滑动面较深的影响,停雨后边坡安全系数仍持续减小。     

红粘土边坡破坏机理与稳定计算方法研究

本文基于对贵州省境内多条高速公路的红粘土边坡破坏情况的调研结果,讨论并明确了红粘土路堑边坡破坏的主要类型、时空分布、发生规律、破坏面形状等破坏特征。揭示了红粘土边坡的破坏机理,红粘土边坡的破坏主要因其干缩开裂、雨水渗透导致土体强度衰减,在裂隙水的水平推力作用下发生坍塌。基于非饱和土理论,推导了裂隙开展深度与基质吸力之间的定量关系。根据受扰动程度和自身结构特点将红粘土边坡进行分类,明确了不同类别边坡的典型破坏模式。根据红粘土边坡实际破坏模式,提出了"裂隙水压力推力平衡法"用于红粘土边坡的稳定性评价。     

张承高速高边坡稳定性离散元模拟研究

以张承高速某高边坡工程为依托,采用单轴压缩模拟试验标定出边坡各岩土层的细观参数,建立边坡的离散元模型,分析了边坡的稳定状态,并对边坡的失稳过程进行了研究。结果表明:粉土层向下滑动,并在坡脚堆积,圆砾层未发生滑动。模型中出现的裂纹主要在粉土层。边坡的破坏过程如下:首先粉土层颗粒在重力作用下黏结被破坏,由于粉土层底部颗粒先滑出坡面,使中上部颗粒失去支撑而发生大规模滑动。基于上述分析,建议对边坡开挖后采取锚索或土钉进行支护,同时对坡面采用水泥砂浆防护等加固措施。     

基于变形分析的路堑边坡稳定性研究

依托某路堑边坡工程,采用有限元变形分析方法分析现状边坡变形破坏特征,提出合理可行的加固措施,并分析了加固边坡的稳定性。结果表明:该边坡主要破坏模式是由坡脚开挖、降雨入渗导致潜在滑体强度下降,从而引发表层滑动,原设计边坡的3个工况均不满足工程稳定性要求;边坡采用减缓坡比及坡面系统锚杆加固措施,并在边界外设置截排水沟后,减小了降雨及地下水对边坡岩土体强度的软化作用。     

抗滑桩加固含软弱夹层路堤边坡稳定性分析

为了研究抗滑桩加固斜坡含软弱夹层地基路堤边坡的稳定性及破坏机理，采用离心模型试验进行研究。结果表明:软弱夹层对边坡稳定性有较大的影响，路堤边坡的破坏面不再是一般的整体圆弧滑动破坏，而是部分土体沿着软弱夹层发生滑动破坏。抗滑桩对含软弱夹层边坡有明显的加固效果，并且抗滑桩置于坡中时的加固效果要优于抗滑桩置于坡脚。     

季节性冰冻地区公路边坡侵蚀破坏模式

针对季节性冰冻地区的路基边坡冻融滑坍破坏现象,分析了公路边坡破坏的各种侵蚀模式和影响因素。采用坡面流拖曳力法、坡面流量法等对坡面水力学特征进行研究,测算坡面冲刷临界坡度值,分析临界坡度与冲刷量之间的关系;同时采用有效应力法研究了冻融作用下的边坡安全稳定性。结果表明：季节性冰冻地区粘性土最大冲刷强度对应的临界坡度与目前常用的坡度值很接近或交叉,为减少水土流失,建议放缓土质边坡;边坡土体冻结前含水质量分数和融化后抗剪强度下降幅度是影响冻融滑坍破坏的主要因素,建议在设计中要考虑冲刷和冻融因素,并对特殊土质边坡进行相应的物理力学指标检测和稳定性验算。     

黄土地区公路边坡降雨侵蚀及防治对策

黄土地区公路边坡降雨侵蚀破坏严重,且公路边坡具有不同于自然边坡的特殊性,进行黄土公路边坡降雨侵蚀的研究具有重要意义。通过现场调查及理论分析,首先分析了自然边坡降雨侵蚀破坏的机理,然后结合黄土公路边坡的特点分析了黄土公路边坡降雨侵蚀的原因,最后提出了黄土公路边坡降雨侵蚀的防治对策。     

包边填砂路基边坡稳定性计算方法研究

为了研究粘性包边土层与砂填料所共同构成的填砂路基边坡的稳定性,分析了填砂路基的破坏模式与破坏机理,并通过模型试验的结果得到了滑动面位置。根据所得的滑动面位置对填砂路基边坡稳定计算公式进行了推导,确定了稳定性系数的分析计算公式。研究表明：包边土可以使填砂路基边坡浅层滑动面向路基填料内部转移;在地基条件较好的情况下,被动土楔的滑动面为包边土内部过坡脚的一条斜线;主动土楔的滑动面位于填料内部的一条斜线,与被动土楔的滑动面构成折线滑动面;设计中应尽量选用抗剪强度较高的改良粘性土作为包边材料,同时应重视包边土的压实质量。     

降雨方向与坡面侵蚀临界坡度的理论分析

对工程边坡进行绿色防护的初期,降雨侵蚀是造成边坡绿色防护层破坏的重要因素.在考虑了降雨方向对坡面侵蚀的影响条件下,当雨滴下落方向与垂直方向的夹角为β时,从理论上证明降雨侵蚀的临界坡度在迎风坡面坡度为47.2° β/2,背风坡面为47.2°-β/2.     

黄土路基坡面侵蚀影响因素试验研究

本文通过黄土路基压实坡面室内人工降雨侵蚀试验,提出了不同因素条件下黄土路基坡面降雨侵蚀强度计算公式,分析了降雨自然因素及坡角、压实度、坡长等因素对坡面冲刷强度的影响程度。坡面降雨侵蚀结果表明:坡面存在冲蚀最大的临界坡度25.9°;坡面压实度越大对边坡抗冲蚀稳定影响越有利;边坡的坡长过长对坡面抗冲蚀防护极为不利;坡面产沙量自上而下增加;坡面水流含沙量对坡面产沙有一定的影响,随坡长越大影响力越小。     

土质路堤高边坡填筑过程稳定性数值分析

以某省级公路土质路堤高边坡为研究背景,利用MIDAS数值分析软件对土质路堤高边坡填筑过程中路堤应力应变、滑动面位置及边坡稳定性进行分析。结果表明,边坡未填筑时水平应力在原状土坡坡脚集中,初期应着重监测原状土坡坡脚,随着边坡填筑高度的增大,填筑土体内的水平应力逐渐增大,监测重点应由原状土坡坡脚转移至填土坡脚;随着填土高度的增大,滑动面位置也在发生变化;数值分析、瑞典条分法和简化Bishop法得到的边坡稳定性系数均呈现先增大后减小的趋势,且有两种稳定性系数计算值比规范值小,该边坡初步设计方案不足以保证安全,需进一步采取加固措施。     

降雨对公路边坡稳定性影响分析

边坡的破坏与失稳是一个循序渐进的过程,在外部荷载和环境的作用下,随着应力的升高,坡体内某些部分达到屈服,滑动面逐渐形成,直至完全贯通,随着塑性应变持续增强,边坡最终发生整体破坏。文中根据岩土性质和坡体构造对边坡进行了分类,分析降雨对边坡安全系数的影响,对目前边坡工程中常用的一些稳定性分析方法进行了系统的总结,可以得到降雨对边坡的影响程度。从而直观地揭示了边坡的破坏机理,为实际工程的边坡稳定性计算提供了指导意义,为边坡的防治提供有效依据。     

晋西部红粘土边坡稳定性分析研究

本文通过对工程实例现场取样试验成果研究,分析了晋西部红粘土的物理力学特性及边坡变形特征,采用简化Bishop法对红粘土边坡的稳定性进行了分析研究,总结了边坡坡率对稳定安全系数的影响,分析了区域内常用边坡分级高度的红粘土边坡在正常状态、饱和状态及破坏状态下,不同坡率对稳定安全系数的影响,为晋西部红粘土边坡设计和处理中坡率取值提供依据。     

3S-OER生态防护边坡抗暴雨冲刷试验研究

通过模拟边坡和人工降雨试验,研究了坡面在3S-OER生态防护条件下,两种坡度经大暴雨冲刷的防护效果;研究分析了不同降雨强度对3S-OER生态防护边坡和常规植被边坡的水土流失、养分变化及抗冲刷指数。实验证明在同样的坡度和降雨强度条件下,3S-OER生态防护坡面完好无损,抗暴雨冲刷能力强,而常规植被坡面随降雨强度的增大,坡面出现裂缝、垮塌,抗暴雨冲刷能力弱。