湘江长沙综合枢纽左岸二期围堰稳定分析

采用GEOSTUDIO边坡稳定及渗流分析程序,对围堰在设计洪水位时、过水工况及降雨条件下纵向边坡渗流和稳定情况进行了分析.分析结果表明:防渗心墙对围堰和边坡具有良好的防渗作用,它增强了围堰和基础边坡的稳定性.在降雨和过水情况下,堰体内渗流场发生明显改变,应对背水坡结构进行优化或采取适当安全预防措施.     

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。     

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。     

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。      

降雨条件下非饱和土质公路边坡稳定性分析

基于降雨入渗对边坡稳定性影响机理的分析,采用SLOPE/W软件和SEEP/W软件,模拟了降雨强度为50mm/h和80 mm/h条件下边坡土体渗流场的变化。算例分析表明:相同降雨强度条件下,边坡土体孔隙水压力随着降雨时间的推移而逐渐增大。相同降雨历时条件下,降雨强度越大边坡内的饱和区域越大,孔隙水压力也越大;降雨持续时间对边坡稳定的影响程度与降雨强度大小有关。     

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。     

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。     

库水位涨落条件下滑坡地下水渗流场动态特征

为探讨库水位升降对滑坡地下水的动态作用机理,以三峡库区石榴树包滑坡为例,采用有限元法,模拟了5种工况下库水位升降速率及不同渗透系数下滑坡体内地下水的暂态渗流场特征.研究结果表明:滑坡体内地下水渗流浸润线受水位升降速率与坡体渗透系数的共同影响;库水位上升条件下,当滑体渗透系数大于1×10-4 m/s,且水位上升速率小于渗透系数时,滑坡体表现为蓄水同步型.库水位下降条件下,当滑体渗透系数小于1×10-6 m/s时,库水位发生骤降;渗透系数介于1×10-4~1×10-5 m/s之间时,库水位表现为缓降;渗透系数大于1×10-4 m/s时,渗流浸润线与库水位保持同步下降.      

降雨作用下土质边坡水分迁移特征研究

针对降雨诱发边坡失稳的特点,从水分迁移的角度出发,结合非饱和土力学,采用有限元法分析了不同降雨强度作用下边坡内部水分迁移的特征;通过数值模拟得到:降雨作用下,边坡内部孔隙水压力呈层状分布,坡脚处孔隙水压力最大,坡顶次之,坡中最小;边坡中的水分主要沿垂直和倾斜方向迁移,迁移速度由表层向深部逐渐减小,迁移方向也随深度和时间而改变;体积含水率呈非线性分布,且非饱和区非线性化程度较饱和区的高;土体渗透系数随降雨强度的增大而增大,当土体饱和时其渗透系数为饱和渗透系数。     

考虑空间变异性的水泥固化海泥垦地围堰稳定性分析

"水泥固化流塑态填料"(SDF)作为一种垦地围堰的填筑材料,其强度具有空间变异性。利用Tekong岛填海工程中SDF强度采样数据,分析SDF强度概率分布特征,模拟SDF强度分布随机场。均匀场和随机场条件下,利用Monte Carlo模拟法对实际垦地围堰工程进行模拟和稳定性分析。研究表明:SDF强度存在很强的空间变异性,对SDF围堰稳定性影响显著,因此导致实际工程的设计方案偏于保守。     

核电站导流堤围堰有限元强度折减稳定性分析

以核电站导流堤围堰稳定性问题展开研究,在进行导流堤围堰设计优化、比较的基础上,介绍了有限元数值模拟分析方法,以及有限元强度折减原理与方法;选用施工围堰最为不利断面进行稳定性分析验算,考虑渗流作用与流固耦合影响、强度折减（SSR）进行稳定性分析.分析结果表明,核电站导流堤围堰有限元强度折减稳定性分析能够验证工程实践,研究结果可为类似工程提供技术指导.     

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。     

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。     

不同降雨入渗条件下路堑边坡渗流特性研究

为研究不同降雨条件下雨水入渗对路堑边坡渗流特性的影响,采用Geo-studio软件对实际工程路堑边坡模拟多种极端降雨的边坡渗流,分析边坡内部孔隙水压力、体积含水率、暂态饱和区等变化规律.研究结果表明:不同降雨入渗条件下,边坡内部较高处其孔隙水压力及体积含水率更易消散,且积水作用会使得边坡坡脚及各级台阶处出现极值;暂态饱...     

边坡开挖引起渗流场变化的有限元模拟

渗流作用是土质边坡失稳破坏的主要因素,渗流使土体颗粒间的有效应力和抗剪强度降低。公路建设中,边坡的开挖必不可少。运用有限元理论,通过渗流有限元模型边界条件、约束条件建立方法的介绍,分析研究边坡开挖对坡体内渗流场的影响。以某公路边坡为例,在降雨条件下对未开挖、上台阶开挖、下台阶开挖三个阶段渗流场分布进行数值模拟,绘出各阶段边坡内部的水头等值线图和在指定控制性截面上流速的分布曲线,并分析了渗流场改变对边坡稳定性的影响。     

海洋桥梁施工围堰的波浪压力实测与数值模拟

为研究海洋桥梁施工围堰在波浪作用下波浪压力的分布规律,通过现场实测及数值模拟的方法,对海洋桥梁施工过程中使用的大尺度钢围堰表面波浪压力进行了研究.基于三维绕射理论,使用代表波法,对实测有效波高进行规则波模拟,确定了波压力峰值沿围堰表面的分布规律以及随水深的变化规律,并对围堰表面的波浪动压力峰值进行了分析,并与实测值进行了对比.结果表明:三维绕射理论能合理地模拟围堰表面波压力分布;在绕射效应的影响下,波浪总压力、波浪动压力均呈现出迎浪侧大、背浪侧小的特点,波浪动压最大增幅可达125%;实测总压力随水深增加而增加,波浪动压力峰值随水深增加而减小.     

基于Midas渗流-应力耦合模型的黄土隧道降雨入渗 稳定性分析

以陕西关中地区某大断面黄土隧道工程为依托,采用Midas软件建立渗流-应力耦合模型,通过参考陕西关中地区近年来的降雨量与降雨强度,在此模型中施加渗流作为边界条件,确定表面入渗的有效影响深度,利用三轴试验得出的不同含水率围岩参数对围岩材料进行调整,以及影响深度范围内的土性参数,对浅埋大断面黄土隧道稳定性受降雨入渗的影响进行分析,分析结果可为类似隧道开挖工程提供参考。     

基于非饱和非稳定渗流场的滑坡稳定性分析

以鹰厦铁路K290滑坡为原型,基于降雨入渗情况下滑坡体呈饱和-非饱和渗流状态下,通过计算得到坡体孔隙水压力和体积含水量随降雨及地下水位变化的基本规律,进一步导入SIGMA/W程序并依据坡体孔隙水压力和体积含水量及地下水位变化特征分析了滑坡应力场,探讨了降雨强度、降雨持时和水位变化对滑坡体稳定性的影响.     

降雨渗流情况下岩体边坡稳定性分析

通过介绍降雨渗流情况下边坡稳定性评估方法及在岩体边坡中的应用实践,找出渗透系数极小的灰岩作为坡面的岩体边坡在降雨情况下的稳定性特征以及该类边坡的稳定性规律．同时得出降雨引起边坡稳定性安全系数下降可达80％的结论。