水位升降下库岸土质边坡破坏机理及稳定性研究

运用岩土有限元软件GeoStudio及非饱和土中渗流和抗剪强度理论,探究库水位升降过程中库岸土质边坡变形和稳定性的变化规律。研究表明:库水位上升时,坡前岸滩产生向下竖向变形,同时边坡产生指向坡体内的水平变形;库水位上升致使边坡稳定系数先快速增大,后随渗流进程再迅速减小并逐渐趋于稳定。库水位下降时,坡体前缘水压减小,边坡产生卸载回弹,坡前岸滩产生向上的竖向变形,同时边坡产生指向坡外的水平变形;库水位下降致使边坡稳定系数先快速减小,后随渗流进程再迅速增大并逐渐趋于稳定;库水位陡降瞬时对边坡的稳定性极为不利。     

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。     

水位下降对裂隙性路基边坡稳定性影响机理分析

为揭示水位下降对裂隙性路基边坡稳定性的作用机理,基于饱和-非饱和渗流理论,研究了裂隙深度、裂隙开口宽度、裂隙分布位置、库水位下降速率等对裂隙性边坡稳定性的影响。结果表明:裂隙越深,饱和区域越大,边坡稳定性越低;裂隙开口宽度的大小对稳定性的影响不大;裂隙分布在坡面和坡底时稳定性较低;库水位下降速率主要影响裂隙层达到饱和的快慢,对边坡的长期稳定性的影响则可忽略;裂隙边坡稳定性随库水位不断下降而减小,当库水位水位较低或稳定后,其安全系数基本不变。在库水位下降直至稳定过程中,安全系数无裂隙边坡始终大于裂隙边坡。     

库岸水位涨落对高填路堤稳定性的影响分析

高填方路堤+挡墙是库区高等级公路的一种常见路基结构形式,其稳定性受库水位涨落影响较大。以奉节至云阳高速公路某高路堤边坡为例,基于饱和-非饱和理论研究其在库水位涨落下的稳定性变化情况,结果表明:路堤整体稳定系数随水位涨落而降低,但变幅不是十分明显。通过分析表明,在受库水位影响的挡墙路堤设计和施工中应考虑不利水位的影响。     

八字门滑坡渗流稳定影响因素的敏感性分析

为了研究库水位下降速率与渗透系数对边坡渗流稳定的影响规律,采用Geostudio2012数值模拟软件和敏感性系数法,以八字门滑坡为研究对象,将库水位下降速率与坡体的渗透系数作为边坡渗流稳定的重要影响因素进行边坡的稳定性模拟和敏感性分析,确定了库水位下降速率与渗透系数对边坡渗流稳定的控制作用大小。结果表明:八字门滑坡的渗流稳定对库水位下降速率的变化更为敏感。     

龙滩库区某公路大桥边坡稳定性分析

水库运行期水位波动如库水位骤降,或气候状况极端改变如暴雨、持续降雨,将极大地改变库岸边坡岩土体的水文地质和工程地质条件,从而引起边坡变形或失稳。应用库水位等速下降的非稳定渗流近似解析解来计算确定浸润线,并结合降雨等影响因素,验算不同工况下边坡的稳定安全系数,对龙滩库区某公路大桥边坡进行稳定性分析和评价。结果表明:在库水位以2m/d速度下降和暴雨共同作用下,当库水位降低30～40m时,边坡处于最不稳定状态,由此得出的结论为该工程进行合理设计施工提供了重要的参考依据。     

库水位变化对路基边坡稳定性的影响研究

在渗流计算理论与极限平衡方法的基础上,对库水位升降作用下路基边坡的瞬态渗流场与稳定性进行数值模拟与研究。研究结果表明：1）在库水位上升过程中,浸润线位置几乎与库水位的变化“同步”,只存在短时间的“滞后”效应;而在库水位下降过程中,滑坡体内浸润线位置严重滞后于库水位的变化。2）库水位上升期间,路基边坡孔隙水压力增加,安全系数增加,最高库水位（175m）持续期,路基边坡孔隙水压力增加,安全系数缓慢降低;库水位下降期间,路基边坡孔隙水压力降低,安全系数迅速降低,最低库水位（145m）持续期,路基边坡孔隙水压力降低。安全系数缓慢增加。     

水库水位变化对某岸区公路边坡稳定性影响分析

山区公路经常沿水库修筑,水库的蓄水与放水能引起水位的循环升降变化.水位变化对边坡稳定有较大影响.基于Plaxis有限元软件的渗流计算和边坡稳定的强度折减法计算功能,以一个实际库岸边坡为算例,分析了水位升降变化及下降速率、土体渗透系数、是否考虑超孔隙水压力对边坡稳定性的影响.分析结果表明,当土体设置为排水条件时,不管水位...     

饱和渗透率对库岸边坡稳定性的影响

储水或泄水的过程使水库内水位不断发生升降变化,并带动沿岸边坡内的地下水位产生升降变化,从而导致沿岸边坡坡体内部渗流水压力与原岩应力随水位升降发生改变。这种改变很可能促使库岸边坡中原本存在的已稳定滑坡体再次发生滑坡,或在部分地质条件较差的地区形成新的土体或岩体滑坡,影响库岸边坡的稳定。为此,通过建立库水下降时库岸边坡数值分析模型,从饱和渗透率对浸润线及库岸边坡安全系数的影响两方面,分析研究了饱和渗透率对库岸边坡稳定性的影响。研究结果表明:边坡浸润线位置受饱和渗透率的影响较大。随着饱和渗透率的不断增大,浸润线位置的变化幅度随水位的变化越来越大,且当水位下降时,浸润线均先在自由坡面处降低,然后再向离坡面较远处的位置逐渐推进降低。同时,边坡的安全系数亦受饱和渗透率的影响,边坡的安全系数在饱和渗透率较大时,随着水位不断下降表现出先减小后增大的变化趋势。而当渗透系数较小时,安全系数随着水位的不断下降呈现出不断减小的趋势,故饱和渗透率将通过影响浸润线位置及库岸边坡安全系数来影响库岸边坡的稳定性。     

库水作用下路基边坡稳定性数值研究

近年来,我国低等级公路的里程量大幅度增加,而低等级公路的设计往往得不到足够的重视,特别是在河流发育的山区,公路设计存在一定的技术难度,必须同时考虑水的作用和路基的土方平衡。以库区路基边坡为例,利用数值模拟方法,分析了降水位条件下边坡的渗流场特征,并对不同工况下边坡稳定性进行了研究。结果表明,边坡地下水位随库水位的下降而降低,表现出明显的滞后效应。对于地形坡度较平缓的边坡,地表水体的作用更利于其自身稳定。工程设计宜重点考虑路基边坡防护设计,并辅以地表水截排措施。     

水位升降和流水淘蚀对临河路基边坡稳定性的影响

临坡河流水位、坡体裂隙水压和流水对边坡坡趾的淘蚀作用是引起临河路基边坡失稳的重要因素。基于极限平衡理论,推导了多影响因素条件下临河路基边坡抗滑稳定性安全系数的无量纲表达式,重点分析了临河水位条件、坡体内裂隙水压力和流水淘蚀作用对临河路基边坡稳定性的影响。算例分析表明:水位突降、坡顶张拉裂缝积水、裂隙渗流效应、滑面出流缝被堵塞、流水淘蚀作用不利于临河路基边坡抗滑稳定性;而边坡抗滑稳定性系数则随着临坡河流水位上升先减小后增大,高水位对提高边坡抗滑稳定性有积极作用,河流水位下降对边坡抗滑稳定性的影响则恰恰相反。以上因素也是导致山区临河路基在雨季发生失稳的重要原因。     

水位下降对沿河路基边坡稳定性的影响分析

基于ABAQUS流固耦合理论，采用有限元法数值求解水位下降过程中坡体内的动态浸润线，研究水位下降过程中路基边坡稳定性的变化。结果表明:随着水位的下降，路基的稳定安全系数先减小后增大，即下降过程中存在危险水位，且水位降速越快、路基填料渗透性越差、危险水位越低，动水压力对路基边坡稳定性的影响越大。     

库水位降落对V形冲沟超高多层路堤稳定的影响研究

V形冲沟超高路堤的稳定性受到库水周期性起落的影响。选取横穿三峡库区V形冲沟的超高多层路堤作为研究对象,借助FLAC两相流渗流计算功能,选择不同的降落水位,实现流-固耦合计算,重点分析路堤土体饱和度与孔隙水压力、水平位移与最大剪应变增量的变化规律,得到了三种工况下路堤稳定系数随库水位降落的变化关系。结果表明:库水位每当下落1m,超高多层路堤稳定系数平均减少1.2%左右;库水位回落到最低水位145m时,路基的稳定性最差。     

水位骤降条件下粉质黏土路堤边坡稳定性及处治方案研究

库水位变化会诱发库岸路堤边坡发生失稳破坏。为了分析粉质黏土库岸路堤边坡安全系数在水位骤降条件下的变化规律,文中以湖南某库岸路堤边坡为例建立数值分析模型进行有限元分析,根据数值分析结果提出库岸边坡失稳后的优选处治方案。结果表明,边坡内部水位线随外界水位的下降而下降,但具有一定的滞后性;边坡安全系数随着水位下降时间呈二次函数变化;卸载+滑动面基底片石换填处理方案具有工艺简单、施工快捷、造价较低的特点,推荐采用该方案进行处治。     

三峡库区水位升降对沿岸建筑物的影响效应

三峡水库蓄水完成后,库水位的上升及循环升降将对库区沿岸的房屋、桥梁、路基等建筑物的安全性造成极大影响。在水位升降作用下,对三峡库区沿岸建筑物的影响效应进行分析研究,以为建筑物安全性的复核与评估提供一定依据。     

石板滩滑坡地段路基边坡稳定性分析与加固措施

阐述了溪洛渡水电站库区石板滩滑坡概况,分析了石板滩滑坡形成机理,考虑了水位骤降、暴雨、地震等对路基边坡稳定性的影响。采用STAB2009程序对溪洛渡水电站库区石板滩滑坡地段路堑边坡和高路堤边坡的稳定性进行了分析,并提出石板滩滑坡地段路基边坡设计方案与工程措施。     

水位升降对沿湖路基边坡渗流特征及稳定性影响的数值模拟

为了研究水位升降对沿湖路基边坡渗流场及稳定性的影响,基于饱和-非饱和渗流与非饱和抗剪强度理论对算例路基边坡在设计水位升降方案条件下的孔隙水压力、体积含水率、浸润线变化规律进行了分析,并在此基础上研究水位升降对其稳定性的影响。研究表明:对水位升降条件下路基边坡渗流场进行正确分析是进行稳定性研究的先决条件;水位上升将引起路基坡面深度一定范围内的孔隙水压力增大,在入渗影响范围内,基质吸力逐渐降低甚至消失。水位下降后,由于水体的渗出,湖水位面以上的路基土体孔隙水压力降低,路基含水率与孔隙水压力具有相似的变化特征;路基浸润线在水位升降过程中变化明显;水位升降过程引起的路基边坡安全系数的变化表现为迅速增大、缓慢降低、加速减小、缓慢增大4个阶段。     

水位下降对边(滑)坡稳定性的影响

通过PLAXIS有限元程序对一边坡算例进行分析,根据实际工程的需要选择理想弹塑性模型和莫尔-库仑屈服准则进行数值模拟,并对比分析了土体分别设置为排水条件和不排水条件时的情况。计算结果表明,当土体设置为排水条件时,在库水水位下降过程中,安全系数随水位的下降逐渐减小,但当水位下降了20 m以后,由于孔隙水压力给滑面提供了竖直方向的作用力,随着水位的继续下降安全系数反而略有上升。当土体设置为不排水条件时,坡体内产生的超孔隙水压力对边坡安全系数的降低更为明显。考虑坡体内超孔隙水压力时安全系数的计算结果比不考虑坡体内超孔隙水压力时的计算结果低10%左右,因此实际工程中应该充分考虑超孔隙水压力的积累和消散,并根据"最不利水位"所对应的安全系数进行校核。在计算过程中PLAXIS程序能较好地模拟水位下降引起的渗流作用对边(滑)坡稳定性的影响。     

复杂地质条件下高速公路路基受影响范围预测评价研究

大型水库库区塌岸问题十分普遍,位于库区范围内的公路工程,必然受到塌岸的影响。本文以某高速公路工程受塌岸影响的路基K0～K51段为例,选取了11个剖面,考虑多种复杂地质条件(库水位涨落和地震作用),首先对该路段塌岸破坏模式及塌岸范围进行预测,然后对该路段在塌岸影响下边坡的稳定性进行评价。采用卡丘金计算法,卡丘金图解法,两段法,岸坡结构法分别对研究区典型路基塌岸进行预测,取可靠值。充分考虑库水位涨落和地震作用条件下,采用有限元软件geo-studio开展边坡稳定性分析,得到边坡临界失稳状态下的滑动面位置及边坡受影响宽度范围。综合考虑塌岸宽度和边坡受影响宽度结果,给出该段高速公路路基受影响范围的建议取值。该研究思路具有一定的理论方法创新意义,研究结果可供工程参考。     

三峡库区云阳某滑坡稳定性分析

介绍三峡库区云阳某滑坡地形地貌、工程地质特性、水文条件,并对滑坡的物质组成进行详细分析。针对库区实际水位变化的各工况组合,采用极限平衡法的不平衡推力法的隐式解计算出边坡稳定系数,为滑坡治理方案的选取提供依据。