降雨条件下非饱和土路堑边坡稳定性的数值模拟分析

以沪通铁路某路堑边坡工程为依托,对非饱和路堑边坡在不同降雨强度下瞬态渗流场与应力场流固耦合进行分析,探讨路堑边坡在不同降雨强度下的响应,重点研究了降雨强度对边坡安全系数的影响。结果表明:①监测点边坡竖直位移随降雨强度变化趋势相似,当降雨达到一定强度时,降雨强度对边坡竖直位移影响较小;随着降雨强度增加,边坡水平位移从缓慢变化过渡到加速变化,且边坡中部水平位移相对坡脚水平位移具有滞后性;②边坡水平位移随降雨时间增加呈现三个阶段:初始稳定阶段、缓慢变化阶段、正比关系变化阶段,应重视降雨时间效应引起的边坡失稳破坏;③降雨强度从0增加到18 mm/h时,边坡安全系数由1.795降低到1.305,降低约27%,降雨强度从15 mm/h增加到18 mm/h,边坡安全系数降低约16%,降雨强度越大对边坡整体安全性影响越大。     

路堑边坡变形破坏过程的再现模拟方法

路堑边坡变形破坏过程的模拟可确定边坡形成和演变过程中坡体内部的应力应变状况及其变化,揭示边坡演化的力学机制及变形过程中的时间效应。结合工程实例,对边坡岩体初始应力场的模拟及分析、缓倾顺层边坡变形破坏演化过程模拟、陡倾内层状体路堑边坡中弯曲一拉裂变形体形成演变模拟研究方法和意义进行详细论述,并探讨边坡变形破坏机制与稳定性评价相关关系。     

基于失稳机制的岩质路基边坡加固方案优化

以边坡失稳的普遍机制为基础,对边坡岩体的应力环境变迁、表生环境下边坡岩体的演化过程及岩质边坡加固方案优化问题进行了初步探讨。结果表明:坡面卸载诱发的应力场变化决定了边坡失稳的必然性,降水起源的地下水是驱动边坡岩体发生渐进性演变的核心因素;应力场恢复和防水是边坡加固方案优选的首要目标;预应力地锚群应成为岩质边坡加固的首选方案;在坡面设置坚固的防水屏障不仅可以遏制岩体表生演化,而且对防止地锚腱体松弛及防腐也是重要的。     

降雨条件下路堑高边坡的渗流应力响应分析

为研究降雨对路堑边坡稳定性的影响,以某铁路路堑高边坡工程为依托,通过建立应力-渗流耦合模型,分析不同降雨条件下高边坡渗流场和应力场的变化规律。结果表明:随着降雨量的增加,边坡的水平位移先缓慢后急速增长,竖向位移受降雨影响相对较小;在大暴雨条件下,负孔隙水压力逐渐减小,渗透系数增大,土体逐渐趋于饱和状态;降雨强度的增加使得边坡的最大剪应变增加、安全系数减小,降雨对边坡的稳定性影响显著。     

不同降雨状态对坡积土边坡含水率分布及稳定性影响分析

以非饱和渗流理论为基础,建立有限元计算模型,对某公路路堑边坡在不同降雨强度分布状态下的边坡渗流特征进行了详细分析,得到边坡内部含水率变化规律以及边坡特征点处的孔隙水压力变化规律;以非饱和抗剪强度理论为基础,结合极限平衡法对边坡在不同渗流状态下的稳定性变化规律进行详细分析,具体研究结果表明:1边坡在前期强降雨条件下,内部含水率变化不大,地下水位上升较少,在中期强降雨条件下,内部含水率上升,地下水位线略有上升,在后期强降雨状态下,边坡内部含水率以及地下水位线明显上升;2边坡内部孔隙水压力会随着降雨强度的增加而显著增加,在后期强降雨工况下,边坡内部最终孔隙水压力大于前期强降雨以及中期强降雨工况;3前期强降雨使边坡安全系数下降较小,中期强降雨对边坡稳定性有一定影响,后期强降雨可导致边坡安全系数大幅下降。     

不同降雨强度对土质高路堑边坡稳定性影响分析

以兴赣(兴国—赣县)高速公路K33+400—740段土质高路堑边坡为工程背景,运用GeoStudio软件对不同降雨强度下土质高路堑边坡的渗流特性进行分析,研究路堑边坡安全系数及沉降变形变化规律。结果表明,边坡内部土体的基质吸力与体积含水率均随降雨时间的增加逐渐增大,降雨强度越大两者的上升速度越快;降雨停止后,路堑边坡内部土体的基质吸力先短暂保持不变,随后慢慢减小;降雨强度越大,雨水入渗深度越大,边坡产生的沉降变形也越大;降雨停止后,边坡内部的雨水一部分向外出渗,另一部分在自重应力场作用下继续向边坡内部渗流,致使边坡坡顶位移沉降继续增大,但增大速率缓慢,并最终趋于稳定;降雨入渗条件下,边坡安全系数随着降雨时间的增加逐渐减小,降雨停止后,边坡安全系数的回升速率较慢,具有一定的滞后性。     

有限元确定沟谷岸坡桥基位置的应用

高陡边坡桥基位置的确定,应遵循桥基荷载对地质体扰动最小的设计原则,即沟谷临空面最大应力影响系数趋于稳定时的桥基位置为最合理位置:先用有限元法计算桥梁布设前后边坡的应力场,求出桥基荷载作用下的应力影响系数,再计算沟谷临空面最大应力影响系数随桥基位置的变化曲线,当曲线趋于稳定时的桥基位置为最合理。通过FLG特大桥实例分析表明,计算结果与该区其他桥梁桥基位置的选择较吻合,验证了基于应力分析法确定高陡边坡的桥基水平安全距离是可行的。     

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。     

透水沥青面层裂缝扩展的动水压力影响分析

水和行车荷载共同作用下,沥青路面结构内部将产生动水压力。为了解随荷载作用变化的动水压力对透水沥青路面结构内部初始裂缝扩展的影响,基于ABAQUS有限元方法和线弹性断裂力学原理,引入裂纹尖端奇异单元,考虑不同的初始裂缝长度,对水和行车荷载共同作用下透水沥青路面结构内部裂缝尖端附近应力场和位移场进行分析,计算相应的张拉型和剪切型应力强度因子。结果表明:水的存在改变了透水沥青路面结构内部的应力场,对荷载作用下沥青面层裂缝的张拉型和剪切型扩展有一定的影响,但由于透水沥青路面结构具有良好的排水性能,可以有效地缓解动水压力对沥青面层已有裂缝的劈裂作用。     

喷草边坡旱季滑坡形成机理与工程改善对策研究

针对目前国内植草护坡这一高速公路路堑边坡防护措施,分析植草护坡中单纯基质的护坡机理,分别对护坡土体内部土应力进行雨季、旱季两个时段的分析,总结水含量对土体抗剪强度指标的影响,建立了植物护坡单纯基质锚固的应力中旱季和雨季不同的效果分析模型,为以后边坡绿化设计和施工提供了一定的借鉴意义。     

用有限元强度折减法分析边坡稳定性

利用有限元法,通过强度折减来求边坡稳定安全系数。基于ANSYS平台,采用有限元强度折减法分析重庆一工程边坡,得到边坡内部应力、应变滑动位置图及稳定系数。结果表明:边坡在旱季其稳定系数为1.36,边坡稳定;在雨季其稳定系数为1.03,边坡近于失稳状态,施工时应采取相应工程措施,以策安全。     

基于ABAQUS的凉水井滑坡稳定性分析

利用大型有限元软件 ABAQUS 对凉水井滑坡段进行了数值模拟分析,通过应力应变场的云图分析,确定边坡的最危险潜在滑动面。依据强度折减法的原理,利用ABAQUS定义场变量为强度折减系数值,通过改变场变量实现摩擦角和粘聚力的折减,得出边坡稳定性安全系数,并对滑坡的整治措施提出建议。     

冻融循环作用下路基边坡稳定性变化研究

为研究冻融循环作用对路基边坡稳定性的影响,建立了路基变形场及应力场的三维数值计算模型,并应用强度折减法求解路基边坡在冻融循环作用后的安全系数,分析了冻融作用范围内路基应力场和变形场的分布规律,得出冻融循环作用次数与路基边坡安全系数的关系。结果表明:冻融循环会改变路基边坡土体的力学性质,从而影响路基边坡的稳定性。路基边坡受到的冻融循环作用是引起路基病害的直接原因,反复的冻融循环作用将引起路基边坡稳定性的降低。     

基于强度折减法的边坡稳定性有限元分析

介绍了有限元强度折减法的基本原理,结合建立的二维边坡模型,基于有限元强度折减法,运用有限元软件Midas/GTS对该边坡进行了数值分析,得出边坡在自重作用下的水平位移等值云图、应力与应变云图及安全系数指标,依此确定了最危险滑面位置和形状以及整体失稳的安全系数。     

强度折减元法在边坡设计中的应用

基于强度折减元法,对一段全风化花岗岩路堑边坡进行了稳定性分析。岩土材料本构模型采用Drucker-Prager屈服准则,以等效塑性应变作为判别边坡破坏的判据。通过两种不同边坡设计方案的对比分析表明,强度折减元法在边坡设计中有较强的可靠性和适用性。     

红粘土路堑边坡稳定因素敏感性正交试验分析

通过正交设计,结合内嵌强度折减法的FLAC差分程序和数理统计分析方法,对武广客运专线泉口红粘土路堑边坡的稳定影响因素诸如粘聚力、内摩擦角、滑体密度、地下水位、坡比、剪胀角等进行了敏感性分析,然后采用极差分析对其进行了评价。     

FLAC强度折减法在开挖边坡稳定分析中的应用

FLAC强度折减法将强大的数值计算能力与强度折减技术进行结合来描绘边坡的失稳形态及受力状态,判定边坡的稳定性。文中利用FLAC强度折减法对西南糯扎渡电站尾水出口边坡的稳定性进行分析,结果表明:强度折减所确定的边坡安全系数与极限平衡最危险滑面搜索所得的结果十分接近,滑面的形状及位置也很相似。     

基于颗粒流的强度折减法分析匀质土坡稳定性

将颗粒流方法与强度折减法结合,对匀质土坡稳定性进行了分析。通过对颗粒间的接触强度和摩擦系数同时进行折减,直到土坡破坏,此时的折减系数即为土坡安全系数。另外,由土坡颗粒的位移矢量图确定了滑裂面的位置。     

基于强度折减法的牵引式滑坡稳定性分析及防治对策研究

牵引式变形破坏是滑坡失稳的一种重要模式。基于某牵引式工程滑坡的地质成因和失稳机理,利用有限元软件建立滑坡三阶段数值分析模型,采用土工强度参数按步长进行场变量折减的方法,以弹塑性迭代计算发生不收敛,并结合坡面特征点产生位移突变作为失稳临界判据,分析了滑坡处于原始状态以及后继开挖和工程支护三阶段模型分别在天然和暴雨两种工况下的稳定性安全系数。针对工程支护后是否会发生越顶剪出或局部失稳的可能性问题,根据强度折减计算终止的坡体塑性应变场,提取塑性贯通区以确定局部失稳的最危险滑面,进行了可靠度评价。根据分析结果,提     

基于非线性动力的有限元强度折减法边坡稳定性分析

以金安桥水电站枢纽区堆积体边坡为研究对象,基于非线性动力响应分析理论及有限元强度折减法理论,考虑地震工况下边坡的动力响应,采用有限元强度折减法,计算天然边坡蓄水前后的边坡稳定安全系数,获得边坡临界滑动时的塑性区分析,确定边坡失稳类型并对边坡的稳定性进行评价,提出合理的边坡处治措施。