水位变化对山区沿河半填半挖路基稳定性的影响分析

研究了水位变化对山区沿河半填半挖路基稳定性的影响,水位变化速度越快,路基整体安全系数越小,路基填料渗透系数越大,路基整体安全系数越大。因此,设计沿河路基边坡支挡防护工程时,应考虑河道水位实际变化规律对路基整体稳定的影响;半填半挖路基填料宜采用渗透系数较大的填料。     

考虑渗流-应力耦合的不同降雨条件下非饱和土边坡稳定性分析

降雨是诱发边坡失稳破坏的主要因素之一,由此造成的经济损失极其巨大。通过Geo-studio有限元数值分析软件,在考虑/不考虑渗流-应力耦合作用情况下,对非饱和土边坡有效应力和孔隙水压力进行对比分析,研究了不同降雨强度、持时和类型对边坡稳定性的影响。结果表明：渗流-应力耦合作用使得表层孔隙水压力上升速度及土体基质吸力消散速度加快,土体强度降低,耦合分析得到的安全系数比非耦合分析小;降雨强度越大,雨水下渗速度越快,边坡稳定性安全系数下降速度越快;降雨持时越长,降雨入渗影响深度增加,边坡稳定性安全系数越低;前锋型降雨作用下边坡稳定性安全系数下降最快,其次是均匀型降雨,最后是后锋型降雨。     

降雨入渗下软岩边坡可靠度分析及其加固措施

针对边坡稳定性分析,考虑了边坡开挖、加固措施影响、地下水作用及降雨渗流的影响,以此作为评价边坡在各种可能情况下安全稳定性的基础.结合边坡可靠度遗传算法,对依托工程路堑边坡稳定性进行了分析.计算结果表明：原设计方案中锚杆格梁将对边坡稳定性有所提高,但锚杆格梁位置不合理,其考虑降雨入渗后的边坡安全系数仅为1.176,可靠度指标Pf为9.81%;优化加固方案后,边坡在降雨入渗条件下的安全系数提高到1.320,可靠度指标Pf为1.23%,加固后的边坡稳定性较好,其计算思路将对类似的降雨条件下强风化岩质边坡的稳定性分析及加固措施的优化有一定指导作用.     

降雨入渗对红粘土边坡稳定性影响参数取值研究

根据现场红粘土边坡不同强度降雨试验进行取样,开展了由于降雨造成不同密度、不同含水量红粘土直剪试验与三轴剪切试验,从而为降雨入渗情况下红粘土边坡稳定性分析的参数取值提供依据。试验结果表明,雨水入渗对红粘土强度的影响主要表现为粘聚力弱化;而红粘土的密实程度对其参数存在一定影响：若红粘土松散,则降雨量变化对粘聚力不明显;而红粘土密实时,随着降雨量的增大粘聚力显著减小。此外,在降雨量相同情况下,红粘土粘聚力随压实度增加明显提高,表明对红粘土边坡进行适当压实可提高其边坡稳定性。     

基于应力分区的二元渗流边坡稳定性分析

针对目前水力学分析模型没有同时考虑低应力水平和水力作用的叠加效应对二元边坡稳定性的影响,而导致边坡工程设计时的安全系数取得不足,在降雨且不同后缘张拉裂隙充水高度和沿基覆界面入渗深度时,采用应力分区强度计算方法,推导了二元边坡水力学分析的表达式,并进行了实例计算。计算结果表明:裂隙面静水压力和基覆面扬压力对边坡稳定性的影响较大。在低应力水平和水力作用的叠加效应影响下,边坡稳定系数可降低31.8%。若不考虑应力分区强度参数的影响,二元渗流边坡的稳定性将被高估。     

考虑降雨因素下边坡性质对边坡稳定的影响

为了研究不同边坡性质对边坡稳定性的影响,基于Geo-Studio有限元软件,建立二维平面模型,针对不同岩体材料、坡高、坡角、地下水位面高条件下的边坡进行稳定性研究,研究表明:当边坡角度和高度越大,边坡越易发生失稳破坏;岩土材料决定边坡在降雨初始状态的安全系数值,岩体材料渗透系数越大,边坡稳定性越差;边坡的渗透系数远低于降雨强度时,地下水位面高不会对边坡稳定性造成明显影响。     

降雨入渗过程中公路边坡含水状态变化研究

为探究降雨条件下，边坡流固耦合作用对边坡的影响，特以重庆市璧山区S208黛山大道入口段公路边坡为研究对象，结合迈达斯GTX数值模拟分析软件，模拟不同降雨历时条件下，边坡孔隙水压、饱水区域及特征点沉降的变化规律，并提出工程建议，数值模拟结果表明：随着降雨入渗的不断进行，当降雨进行至第8 d时，土层含水率表层不断趋于饱和，地下水位上升，孔隙负压不断减小，饱和区域占比从10.5%上升至28.3%,特征点沉降呈现出不断增大的趋势，工程中可采取生态护坡措施和设置截排水沟的方式，减少雨水入渗，保证边坡排水通畅，降低边坡失稳风险。     

考虑水力效应的裂缝边坡稳定性非线性能耗分析

现有考虑水力效应的裂缝边坡稳定性分析大多基于线性破坏准则,而岩土体破坏往往呈现非线性特征,因此开展水力效应影响下的裂缝边坡稳定性非线性极限上限分析具有重要意义。基于极限分析上限定理及强度折减技术,结合“外切线法”非线性破坏准则,构建坡顶含竖直裂缝的边坡对数螺旋线破坏模式,根据虚功原理推导出裂缝边坡安全系数解析式,通过MATLAB优化计算,结合边坡工程实例探讨了典型因素对裂缝边坡稳定性、临界裂缝及滑动面位置的影响规律。研究结果表明：随着地下水位h的持续上升,边坡安全系数不断降低,临界裂缝深度逐渐增大且临界裂缝位置逐渐向坡顶缘偏移;非线性系数m明显影响边坡的稳定性,边坡安全系数随着非线性系数的增大显著减小,采用线性破坏准则会高估地下水位变化对边坡稳定性的影响;随着非线性系数的增大,临界裂缝深度随之增大,临界裂缝位置距离坡顶缘越来越远,滑坡体体积逐渐增大;裂缝与坡顶缘距离l_m随着非线性系数m的增大而增大(当m增大0.2时,l_m增大约1 m),且随着裂缝与坡顶缘距离的增大,边坡安全系数无明显变化,临界裂缝深度先逐渐减小后趋于稳定。     

路基边坡降雨入渗的影响因素分析

路基边坡降雨入渗过程属于典型的非饱和土流固耦合问题,性质复杂,影响因素较多。采用ABAQUS有限元分析软件对降雨条件下的边坡渗流问题进行分析,探讨降雨强度、降雨历时、降雨类型、路基边坡坡率及路基土渗透系数对路基内含水量和沉降变形的影响。研究表明:降雨强度越大,降雨历时越长,路基沉降位移越大;短时暴雨造成路基实时沉降位移增加明显,但长时小雨造成的降雨后路基沉降较大;路基边坡坡率越缓,路基土渗透系数越大,路基沉降位移越大。     

前期降雨及雨型对土质高边坡稳定性影响分析

为探讨降雨雨型及前期降雨对土质高边坡稳定性的影响,基于Geo-Studio有限元软件,针对不同雨型及前期降雨情形下土质高边坡进行稳定性研究。研究表明:边坡的安全系数在前期降雨量达到某一定强度时会大幅降低;前期降雨能够使边坡提前进入接近失稳的状态,提高了边坡发生失稳破坏的可能性;雨强峰值出现时间越后,安全系数越晚开始降低,同时其降低幅度越明显,即对边坡的稳定性越不利。     

路基边坡降雨入渗防治措施分析

由于公路路基边坡地质灾害的发生率不断增加,尤其是在降雨入渗过程中,土的含水量急剧上升,土体的容重显著增加,边坡的整体眭和稳定性系数大大折减,土体极容易发生变形破坏,文中对降雨入渗过程进行阶段划分：孕育阶段应该合理的种植边坡植被;潜存阶段需要依据雨量预警基准来疏散人群和车辆;而诱发阶段需要采取预应力锚索框架、锱杆框架、挡墙,护坡及排水等措施。因此,对路基边坡降雨入渗防治措施进行研究具有重要意义。     

降雨强度对不同渗透性土质高边坡稳定性数值分析

为探讨降雨强度对不同渗透性土质高边坡稳定性影响,基于Geo-Studio有限元软件,对不同降雨强度和渗透性情形下土质高边坡进行稳定性研究,研究表明:渗透系数越低,边坡就越稳定;边坡的稳定性会随着降雨强度增大而受到不同程度的影响;当降雨强度比边坡的入渗率大时,大部分雨水会形成地表径流而流走,较少部分雨水会渗入边坡内部,导致稳定性受到不同程度的影响;渗透系数可作为求取边坡失稳情况下临界雨强的推估条件。     

沙漠公路路基边坡的稳定性分析

有关对填料为均质时和考虑路面材料及路基压实度分区时的沙漠公路路基边坡的稳定性分析,以及相关实体工程计算结果表明,与按均质填料情况相比,考虑路基上部及面层性质时的路基边坡安全系数略有增大,且填方高度越大其差异越小,其中边坡的坡率和填料的实际内摩擦角是边坡稳定性的主要影响因素,而填方高度的影响较小。     

坡积土边坡裂隙各向异性特征对雨水入渗过程的影响

采用有限元软件Geo-Slope中的SEEP/W模块分析了裂隙深度、渗透系数比、裂隙角度与裂隙数对雨水入渗过程的影响,结合非饱和渗流理论研究了裂隙渗流各向异性对边坡稳定性的影响。分析结果表明:降雨1、7 d时,1 m裂隙深度内最大孔隙水压力分别为9.69、9.70 kPa,雨水沿裂隙底部向下的入渗深度分别为0.5、1.5 m,裂隙内孔隙水压力随降雨的持续迅速增大,直至由负压力转变为正压力; 裂隙深度越大,裂隙内孔隙水压力越大,降雨停止时刻相应的入渗深度也越大,饱和区域的大小与裂隙深度正相关; 当渗透系数比为1时,裂隙范围内最大渗透系数为1.51×10^-7 m・s^-1,此时沿裂隙方向渗透系数小于降雨强度,降雨入渗过程受土体渗透系数控制,而当沿裂隙方向渗透系数大于降雨强度时,雨水入渗过程受降雨强度控制; 裂隙角度越小,在裂隙深度范围内的最大孔隙水压力越大,且出现正孔隙水压力的深度也越大,而边坡表层饱和区范围越小; 无裂隙存在时,降雨后边坡内部仍保持负压力状态,无饱和区存在,有裂隙存在时,雨水沿裂隙下渗并在边坡内部形成饱和正压力区,1～5条裂隙形成的饱和区面积分别为16.4、34.7、60.9、75.6、110.7 m²,饱和区面积与裂隙数呈乘幂关系,且随着裂隙数的增加,雨水对渗流场的影响范围与程度增大,长裂隙的集中分布是引起边坡内部大面积连通型饱和区出现与地下水位升高的直接原因。     

基于遗传算法的土钉支护非饱和土边坡稳定性分析

介绍了土钉支护技术,利用极限平衡理论推导了非饱和土边坡土钉支护整体稳定性最小安全系数Fs,min公式。用MATLAB计算机语言实现了遗传算法寻找非饱和土素土边坡和土钉支护结构整体稳定性最小安全系数Fs,min的自动寻优。通过对一具体工程实例分析,得到降雨入渗对非饱和土边坡稳定的一些影响规律。     

高速公路粉质粘土边坡稳定性数值分析

基于有限元强度折减法,进行了粉质粘土边坡在降雨入渗条件下的稳定性分析计算,分析表明,在雨量不大的情况下,边坡破坏主要为浅层溜塌及滑塌,随着降雨入渗量的增加,边坡岩土体力学性质逐渐变差,力学参数急剧下降,边坡稳定性降低直至垮塌;同时通过与极限平衡法的比较,计算结果偏大,但二者的安全系数值也十分接近,说明用有限元分析粘土边坡是一种较好的方法,具有很好的工程应用价值。     

极端降雨条件下红黏土边坡灾变机理及处治对策

以湖南省某高速公路红黏土路堑边坡为依托,借助室内路堤模型试验结果,采用GeoStudio有限元软件,对降雨前、中、后期边坡土体含水率及安全系数变化进行了分析,描述了降雨中和降雨后边坡内部水力矢量分布规律,研究了极端降雨条件下红黏土边坡的稳定性时变规律,并结合失稳机理提出了红黏土边坡滑塌应急处治对策。研究结果表明：降雨条件下,红黏土边坡坡脚处孔隙水压力变化最大,表现为基质吸力对受力平衡的影响;水力矢量呈现倒V型,随着雨水入渗,V型区域逐渐扩大,水流存在沿交界面贯通的可能;其中土体的变形、强度及渗透力度是边坡滑塌的主要原因,且降雨对边坡的稳定性影响具有滞后性,安全系数变化演变规律为短暂上升阶段、急速下降阶段、缓慢下降阶段;仰斜排水孔和支挡结构可有效处治边坡滑塌。     

考虑裂隙和膨胀力的膨胀土边坡稳定性分析

为探究裂隙和膨胀力综合影响下的膨胀土边坡稳定性,通过引入膨胀力对传统圆弧形滑动面稳定系数的计算公式进行改进,运用有限元方法探究膨胀土边坡在不同降雨工况下渗流场的时空分布规律和稳定系数变化规律。经探究,改进后的稳定系数计算公式可较好地反映膨胀特性的影响及稳定系数的变化规律,能较好地适用于膨胀土边坡稳定性分析;降雨强度、降雨历时和裂隙深度共同决定膨胀土边坡经雨水入渗的影响深度,且该深度同膨胀土边坡在气候营力作用下形成的风化带深度相近。停雨期内,裂隙的存在会加剧孔隙水压力的消散;膨胀力严重影响稳定系数,考虑膨胀力后稳定系数减小约30%;稳定系数会随降雨强度、降雨历时和膨胀力的增大持续减小。     

降雨条件下黄土路基湿度场变化规律研究

以某黄土路基工程为依托,采用有限元软件对降雨入渗条件下非饱和黄土路基湿度场变化规律进行研究。计算结果表明:随降雨历时增加,湿润锋线向土体内部推进,降雨影响范围内土体含水率增大,孔隙水压力升高。近地表土体率先达到饱和,形成暂态饱和区,基质吸力消失。降雨影响深度与降雨历时基本呈线性关系,持续5 d后雨水浸入深度为4.44 m。受降雨入渗影响,路基边坡失稳破坏模式由潜在的深层滑移转变为浅层滑移。     

兰州新区黄土路堑高边坡勘察实录

项目位于兰州新区,场地黄土自重湿陷量大,边坡稳定性受雨水影响大。但场地为干旱区,降水稀少,气候干,很难形成连续降水且降雨量很小,且坡体周边排水条件好,边坡难以形成稳定的地下水位。所以在暴雨或连续降雨工况下,边坡的岩土参数不能整体统一进行强度折减,而是应根据坡体浸水深度,分段折减取值。坡体浸润饱和深度以及抗剪强度折减是边坡稳定性计算的关键。对挖方路堑的弃土进行路基填料试验评价,减少弃方量,减少对脆弱生态的破坏。