用有限元强度折减法分析非饱和土边坡稳定性

大多数天然和人工土坡都是非饱和土边坡,由于基质吸力的存在使得边坡的安全系数有所提高。基质吸力和边坡的稳定性密切相关,然而基质吸力的大小随着边坡的环境改变而改变。基于Mohor-Coulomb破坏准则和强度折减法,针对不同地下水位、边坡坡度和基质吸力相关的内摩擦角b,对非饱和土边坡稳定性进行了有限元计算。计算结果表明,采用无量纲位移Eδmax/rH2随强度折减系数变化的关系曲线上位移陡然增大时所对应的强度折减系数,作为边坡的稳定安全系数是合理的。     

有限元强度折减法在非饱和土边坡稳定性分析中的应用

绝大多数天然和人工土坡都是非饱和土边坡,由于基质吸力的存在使得边坡的安全系数有所提高。基质吸力和边坡的稳定性密切相关,然而基质吸力的大小随着边坡的环境改变而改变。基于Mohor-Coulomb破坏准则和强度折减法,针对不同的地下水位、边坡坡度和基质吸力相关的内摩擦角咖“,对非饱和土边坡稳定性进行了有限元计算。计算结果表明,采用无量纲位移Eδmax/rH^2随强度折减系数变化的关系曲线上位移陡然增大时所对应的强度折减系数,作为边坡的稳定安全系数是合理的。     

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。     

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。     

软土地基上边坡稳定数值模拟分析

文章借助Plaxis计算软件的动力模块,结合江苏省连云港某沿海高速公路工程,对软土地基上边坡稳定性进行了详细的研究分析。研究结论表明:边坡的开挖与堆载会导致公路路基孔隙水压力瞬时变形从而引起侧向位移,严重影响公路边坡安全稳定,且位移区域基本位于软土和表层土区域。     

超前支护边坡考虑孔隙水压力的上限分析

对超前支护边坡在孔隙水压力作用的稳定性进行上限分析,首次计算了超前支护边坡的孔隙水压力做功功率表达式,并结合已有研究成果,给出了超前支护边坡在考虑孔隙水压力作用下的临界高度计算公式,将其稳定性的求解转化为数学问题。分析了孔隙水压力系数与超前支护桩长度对边坡稳定系数的影响,为工程设计提供参考。     

膨胀土路基边坡稳定性分析

膨胀土具有吸水膨胀、失水收缩的特征。分析了膨胀土边坡失稳的主要原因:浸水使强度降低,裂隙使强度失去或降低并有积水压力,膨胀使滑面上剪应力增加降低稳定性。膨胀土边坡稳定分析不能完全按常规方法计算,提出了考虑膨胀在滑面上产生的剪应力影响采用有限元的分析方法。     

降雨条件下膨胀土边坡稳定性探讨

以镇江某路段膨胀土滑坡及治理为工程背景,利用GEO-SLOPE软件对考虑裂隙和不考虑裂隙时膨胀土边坡体积含水量的变化规律进行研究,并进一步研究降雨对膨胀土边坡稳定性的影响。研究结果表明,在降雨条件下对膨胀土地边坡稳定性进行分析时,应考虑裂隙的影响。     

海河隧道干坞边坡的稳定性

采用简单条分法和简化毕肖普法,对中央大道海河沉管隧道工程的干坞边坡稳定性在开挖、充水和再排水3种工况下进行了分析.对开挖阶段,考虑了渗流力和开挖扰动的影响;对充水阶段,考虑了浸润面以上毛细作用区内毛细吸力丧失的影响;对排水阶段,考虑了水位骤降引起的应力变化和超孔隙水压力的影响.这项研究成果已作为该项目的设计依据.     

公路修复路堤侵蚀敏感性与边坡稳定性比较

本研究对比了不同侵蚀控制方法对公路路堤边坡的侵蚀敏感性和稳定性的影响。在边坡0.5～3.0 m不同深度处安装多个张力计,以监测每段边坡内正、负孔隙水压力和渗流情况。通过对5个边坡断面的田间观察,结果表明在降雨量小于1400 mm/年的条件下,以毯层、粗粒土和黏粒土作为控制措施最为有效。当累积降雨量超过3400 mm/年,所有测试路段均出现严重的浅层边坡破坏和地表侵蚀,这种破坏模式与孔隙水压力数据吻合较好。雨季末的孔隙水压力系数r_u值为0.40～0.50,当孔隙水压力r_u=0.55时,抗剪强度参数c′和φ′分别为10 kPa和40°。     

高速公路膨胀土路堑边坡防护方案

针对膨胀土路堑边坡的防护问题,结合某高速公路的膨胀土路堑边坡防护实例,提出膨胀土路堑边坡防护方案,可为高速公路膨胀土路堑边坡防护提供一些可行的措施。     

南邓高速公路膨胀土路堑边坡的设计和施工

膨胀土胀缩性能大,吸水膨胀软化,失水收缩硬裂,国内很多膨胀土路堑边坡出现滑坡、坍塌等现象,本文结合河南省南阳-邓州高速公路膨胀土路堑段,因地制宜的提出防止膨胀土边坡溜坍和滑坡等病害的边坡设计、施工技术和控制标准。     

膨胀土路堑边坡雨季表层滑坍稳定性分析

针对膨胀土地区路堑边坡雨季大量出现表层滑坍表稳的现象,从非饱和土的强度特性出发分析了其失稳原因,并给出了结合膨胀土路堑边坡大气影响深度进行表层滑坍失稳分析的力学模式。     

膨胀土路基边坡等厚式封面层稳定性实验研究

对膨胀土路基边坡进行封面是一种保证其正常使用的工程措施 .但封面土与膨胀土路堤间的界面又变为整个路堤的薄弱环节 ,导致了封面土本身的稳定性问题 .对于等厚式封面土层 ,目前常用无限长的平行坡方法进行稳定性分析 .但路基边坡是有限长的 ,这些方法所假定的滑动面与实际不符 .笔者通过实验研究发现 ,有限长边坡的实际滑动面位置与无限长的平行坡方法所假定的滑动面不同 .按实验所得的滑动面位置 ,推导出计算膨胀土路基边坡等厚式封面土层稳定性系数的公式 .最后 ,得出一些结论     

膨胀土边坡稳定性分析

以工程实例为背景,对膨胀土边坡浅层滑动的各种内在和外在因素进行分析,提出膨胀土边坡的设计原则,可为同类工程提供一定的参考。     

膨胀土地区公路边坡绿化植物种类组合研究

膨胀土地区公路边坡绿化植物种类组合研究按文献研究、实地考察、室内分析三个方面的研究进行,通过对草本、木本植物固坡及水土保持功能以及草本、木本植物群落特点的比较,结合依托工程,得出了三个膨胀土路域最佳人工植物群落组合,这对于膨胀土地区公路边坡绿化防护具有重要的指导价值。     

膨胀土边坡浅层破坏稳定性分析

应用南宁膨胀土开展低应力下的常规饱和慢剪、固结快剪、快剪试验, 获得了抗剪强度随竖向应力的变化规律, 分析了低应力对抗剪强度的影响。进行了75、100、200、300kPa竖向压力下的残余强度试验, 运用Seep/W和Slope/W软件, 考虑降雨入渗条件, 采用M-P、Ordinary和Bishop三种极限平衡法对各抗剪强度下膨胀土边坡的稳定性进行对比分析。分析结果表明: 各抗剪强度受低应力的影响显著, 均呈非线性, 可用幂函数表达; 饱和慢剪强度在低应力时最小, 高应力时最大; 采用含低应力饱和非线性慢剪强度进行边坡稳定分析结果与实际发生的浅层破坏吻合。     

加筋膨胀土路堤稳定性数值模拟研究

引入含水率,建立了非饱和土的强度和应力-含水率-应变关系;在考虑土工格栅与填土间的相互作用、膨胀土吸水膨胀、软化特性等因素的基础上,提出了土工格栅加筋路堤稳定性的数值计算新方法,算例分析表明了该方法的合理性.在加筋膨胀土路堤的稳定性计算中引入工程中易于确定的含水率,避开了复杂的非饱和土理论体系,通过相关参数随含水率的变...     

降雨入渗下裂土边坡水分运移时空特征与失稳机理

为探究降雨入渗下裂土边坡水分运移时空特征与失稳机理, 自主研制了足尺模型试验系统和光纤布拉格光栅(FBG)深部柔性位移系统, 对边坡渐进破坏进行了全过程、多物理量联合监测, 揭示了降雨入渗作用下裂土边坡的渐进变形和破坏演化模式; 基于裂土边坡的渐进破坏模式, 提出了土体饱和比概念, 将裂隙深度范围滑体分为饱和层和非饱和层; 以土体饱和度变化描述了含随机分布裂隙的边坡水分运移规律, 并结合刚体极限平衡法探讨了由裂隙控制的边坡失稳机制。研究结果表明: 对于未形成裂隙的边坡, 连续降小雨时浅层变形受表层基质吸力控制; 裂隙形成后, 雨水沿裂隙快速入渗形成暂态饱和区, 导致基质吸力降幅达82.50%~87.14%, 而由其贡献的抗剪强度迅速损失, 从而形成初期溜滑、片蚀等浅层变形, 降雨停止后坡体仍处于蠕变过程, 坡脚与坡顶位移增幅分别为23.40%和19.39%;蒸发后裂隙规模发展增大了雨水对渗流场的影响范围和边坡破坏规模; 土体经历胀缩、蠕变而变得松散, 裂缝区深部土体体积含水率较初始状态的增幅为205.7%;同一降雨条件下, 初始裂隙深度愈深, 稳定系数愈低, 破坏愈快; 对具有同一裂隙深度的边坡, 其稳定系数随土体饱和比的增加逐渐降低, 土体饱和比增长愈快, 表征边坡内部出现大面积连通型饱和区, 这是裂土边坡出现整体失稳的主要原因。