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。     

降雨要素对土质边坡稳定性的影响分析

基于饱和-非饱和渗流理论与非饱和土的抗剪强度理论,研究了降雨强度、降雨历时等降雨要素对土质边坡安全系数的影响规律,并且重点对短时强降雨、长时弱降雨2种降雨形式进行了对比分析.结果表明：在饱和渗透系数一定的情况下,安全系数随着降雨强度、降雨历时的增加而不断减小,但在降雨结束后,安全系数又随时间的增长开始增大;短时强降雨下边坡上部土体更容易达到饱和,而长时弱降雨对边坡土体的影响更大,两者的稳定性都大大降低,但长时弱降雨下的滑坡危害程度更大.     

降雨入渗对软土岸坡稳定性影响研究

软土普遍具有含水率高、抗剪强度低的特点,且大多数的土体滑坡都发生在降雨期间或者降雨之后的某个时间,因此研究降雨入渗诱发软土岸坡失稳的机理具有十分重要的意义。选取某软土岸坡工程作为研究对象,基于有限元强度折减法,采用Abaqus软件建立三维软土岸坡有限元模型,分析降雨强度、时间以及饱和渗透系数对岸坡稳定的影响。结果表明:随着雨水的入渗,岸坡土体饱和度及孔隙水压力增大,土体浅层基质吸力减小或消失,导致土体抗剪强度降低,从而引起岸坡稳定性降低;降雨入渗诱发岸坡失稳的模式表现为渐近牵引式破坏,其塑性破坏区域最先出现在坡脚,并沿坡面向上发展,逐渐形成连续的塑性贯通滑动面;以及持续的强降雨最容易引发岸坡的失稳破坏。     

基于水流牵引力的河道岸坡稳定性分析*

基于极限平衡理论,结合水平条分法,将Bishop法的竖直条间力关系转换到水平土条上,推导出水流牵引力作用下均质岸坡稳定安全系数的理论计算公式,将其结果与ABAQUS有限元软件的强度折减法模拟的计算结果进行对比分析。结合工程实际,分析水流牵引力对不同坡比河流岸坡的稳定性影响规律。结果表明,理论计算公式与软件模拟的结果基本吻合,误差不超过2.1%。河流中水流牵引力会增大岸坡土体的下滑力矩,降低河流岸坡土体稳定安全系数;当岸坡土体遭受降雨、坡脚土体劣化作用等多因素作用下而处于临界稳定状态时,水流牵引力可能成为滑坡启动的关键因素;在河流岸坡失稳滑动时,水流牵引力将导致滑体向河道方向滑移更远距离,加重滑坡对河流航道安全的危害;坡度越陡,岸坡稳定安全系数受水流牵引力的影响越大。在进行高陡河流岸坡稳定性分析时,水流牵引力是与强降雨、泥石流等因素同样重要且不可忽视的导致岸坡灾变失稳的外部荷载作用。     

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%。     

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.     

降雨作用对航道岸坡稳定性的影响分析

针对江苏某地航道岸坡的工程实例,通过数值模拟,分析降雨作用影响下岸坡内部浸润线位置、最大位移和稳定安全系数的变化规律,为类似工程的相关工况提供参考。     

基于强度折减法的边坡开挖过程稳定性分析

针对孟加拉国帕德玛大桥航道边坡开挖过程的稳定性问题,采用基于强度折减法的有限元进行模拟计算,有限元模拟结果显示在岸坡分层开挖过程中,边坡的沉降位移不断增大,最大沉降位移约为10 mm,发生在岸坡坡顶与坡面交界处;与此同时,边坡的水平位移同时增大,最大水平位移约30mm,发生在河道水面与坡面交界处;随着岸坡开挖过程不断深...     

库区码头加筋岸坡稳定性的可靠度分析

以一座向家坝库区码头的加筋岸坡稳定性为研究对象,根据简化Bishop理论,建立了加筋岸坡的稳定性极限状态函数,并采用Monte Carlo模拟法对土体密度ρ、抗剪强度c和φ值、加筋材料强度及水位等参数进行随机抽样和岸坡的可靠度分析,最后分析了土体抗剪强度c、φ值的相关系数对岸坡安全系数均值和可靠度指标的影响,得出了一些有益的结论。     

长期服役高桩码头岸坡-结构体系侧向变形实测与数值模拟*

长期服役高桩码头的侧向变形会导致桩顶变位,进而影响桩帽与横梁之间的连接,使得码头的工程安全处于危险状态。依托天津港某长期服役码头,开展结构位移和地基深层土体水平位移长期监测,在监测结果的基础上开展数值模拟分析,研究长期服役高桩码头岸坡-结构体系在蠕变影响下土体水平位移、沉降以及桩身水平位移、沉降等相应规律,并且研究岸坡后方不同填土厚度对岸坡-结构体系侧向变形的影响。结果表明,土体蠕变是长期服役高桩码头岸坡-结构体系侧向变形的一个重要影响因素,土体的蠕变变形主要集中于后方堆场沉降和坡面表层淤泥质黏土的竖向位移。岸坡土体的蠕变速率随时间增大而减小。桩身的竖向位移从桩顶到桩底不断减小;码头结构的受力最不利位置处于桩顶附近,各排架桩基在水平位移方面差异明显,越靠内侧越大。随着填土厚度不断增大,岸坡-结构体系侧向变形不断增大。     

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。     

降雨作用下洛莫滑坡变形失稳机制分析

本文通过滑坡稳定性数值计算,探讨了不同降雨强度对洛莫滑坡稳定性的影响规律。研究结果表明:随着降雨强度及降雨历时的增加,洛莫滑坡的稳定系数逐渐降低。当滑坡达到临滑状态时,受到外界任意突发情况,都将可能导致坡体整体失稳;结合洛莫滑坡所处地区的降雨情况,可以初步确定洛莫滑坡的临滑降雨强度为150mm/d。     

强度折减有限元法分析码头岸坡稳定

岸坡稳定问题一直是工程技术界很关心的研究课题。至今,已出现了较多的岸坡稳定分析方法,如极限平衡法、有限元法等。文中就采用有限元法中的强度折减法对某码头岸坡土体的稳定性进行了分析,土体采用弹塑性D-P屈服准则,并考虑了多层土的存在,最终给出该码头岸坡土体的稳定安全系数、土体应力、塑性区和位移场。其分析获得的土体应力、塑性区和位移场是按传统极限方法进行分析所无法得到的。     

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.     

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。     

周期性潮位下碎石桩复合地基岸坡稳定性分析

针对碎石桩复合地基布置对岸坡整体稳定性的影响,进行数值建模分析及现场试验。采用Geostudio有限元软件结合某碎石桩复合地基岸坡工程实例进行模拟计算的方法,分析不同碎石桩间距、施打范围以及周期性潮位变化对岸坡稳定的影响,同时开展海侧前沿增加碎石桩的试验段对比监测。结果表明,碎石桩间距变化对岸坡稳定性影响较小,周期性潮位变化下海侧安全系数的浮动区间较陆侧大,岸坡前沿增大碎石桩施打范围有利于护岸整体的稳定。在不改变桩径及桩间距的条件下,在岸坡海侧前沿加宽一定的碎石桩范围,可增强滑动面内的复合地基整体抗剪强度比例,达到提高海侧岸坡稳定性的效果。     

有限元在高桩码头岸坡稳定性分析中的应用*

根据珠海某10万吨级煤炭码头勘察报告提供的土层参数资料和实际码头结构施工图,建立了高桩码头三维有限元模型,包括无桩岸坡模型和带桩岸坡模型,并利用强度折减理论对其进行岸坡稳定性分析,给出了岸坡安全系数,并进一步分析了桩基对岸坡稳定性的影响。几何模型和力学模型均较为复杂,为了尽可能真实地模拟实际情况,土体屈服准则采用与摩尔-库仑准则相匹配的德鲁克-普拉格准则,桩土界面采用面面接触模式。同时,还给出了天然岸坡和考虑桩基影响下的岸坡塑性区和位移场,从而为高桩码头岸坡的稳定性计算提供参考依据。     

土质岸坡复合水力侵蚀模型试验研究

三峡库区消落带周期性干湿变化引起岸坡水土流失，导致部分土体裸露，植被覆盖较少，生态修复困难。在外部降雨及波浪的共同作用下，消落带岸坡表层土体受冲刷掏蚀，侵蚀加剧，土壤流失加重。以三峡库区消落带土质岸坡为研究对象，分析降雨和波浪复合作用下的侵蚀权重，研究特拉锚垫结构在复合侵蚀作用下的防护性能。试验结果表明：波浪因子和降雨因子平均侵蚀比重分别为71.23%、49.56%,复合水力侵蚀中波浪为主要侵蚀因素。特拉锚垫具有较好的抗侵蚀性，在复合水力侵蚀中可平均减小约65.2%的土壤流失量，加入石笼网结构后可提升约20%的抗侵蚀。对类似土体侵蚀分析与护岸结构的选择具有指导意义。     

天津港岸坡土体蠕变对高桩码头的影响

岸坡土体的变形将导致高桩码头桩顶变位,影响桩帽与横梁之间的搭接,使得码头结构处于危险之中,蠕变则是形成土体变形的原因之一。以天津港高桩码头为例,分析了高桩码头的桩顶变位特征,对岸坡土体进行了蠕变特性试验,利用试验结果参数进行了结构与土相互作用的蠕变变形计算。结果表明,蠕变是影响桩基侧向变形的一个重要因素,岸坡土体蠕变主要分布在坡顶下方淤泥质粘土和坡面的淤泥层,蠕变随时间增长而增长,但增长速率降低。相关结论可为天津港和类似高桩码头的检测评估及加固提供指导。     

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。