土坡稳定性计算中孔压系数应用探讨

在非饱和土坡稳定性分析尚未成熟之前,对于传统的暴雨条件下的土坡稳定性分析,不少研究人员采用孔隙水压力系数近似代替暴雨条件下水分对边坡稳定性的消极影响。著名的边坡稳定性分析软件GEO-SLOPE就用到孔隙水压力系数的概念,但这个概念仅适用于饱和区。     

土坡稳定性计算中孔压系数应用探讨

<正>在非饱和土坡稳定性分析尚未成熟之前,对于传统的暴雨条件下的土坡稳定性分析,不少研究人员采用孔隙水压力系数近似代替暴雨条件下水分对边坡稳定性的消极影响。著名的边坡稳定性分析软件GEO-SLOPE就用到孔隙水压力系数的概念,但这个概念仅适用于饱和区。对于大规模深埋地下水的边坡,     

坡面荷载作用下二维边坡稳定性分析

基于极限分析上限法理论,考虑坡面荷载作用的影响,研究二维土体边坡的稳定性。通过求解土体内耗功率、重力功率、坡面荷载功率,推导二维土体边坡在坡面荷载作用下的稳定系数计算表达式,编制稳定系数计算程序,分析内摩擦角、坡角、坡面荷载对边坡稳定的影响规律,为坡面受荷载作用边坡稳定性分析提供理论基础。     

降雨入渗下黄土高边坡失稳因素的敏感程度及回归分析

黄土高边坡的稳定性评价是重要的工程问题.采用改进的灰色关联评价方法对黄土高边坡稳定性的敏感程度进行评价,评价中考虑了9个主要影响因素:天然重度、内摩擦角、粘聚力、饱和渗透系数、体积含水率、降雨强度、降雨持时、坡高、坡角.计算结果表明:土体粘聚力和内摩擦角对黄土高边坡稳定性影响最为敏感且权重相当;降雨强度是诱发黄土高边坡失稳的重要因素,权重值达11.3%.边坡的安全系数可表示为坡高和坡角的线性函数,即Fs=αβ+bh+c,其中a,b,c为c,φ,γ,θ,ks,R,T的函数.由此可知对于陇西黄土其单级边坡的临界高度介于11 m和18 m之间,直立高度极限值为4.5 m.     

裂隙膨胀土边坡降雨渗流方法研究

针对降雨过程中裂隙对膨胀土边坡内部渗流的影响问题,尝试在前人研究的基础上,提出将边坡由表面向深部依次划分为两个亚层:裂隙影响层和原始层,来反映裂隙状态下边坡的工作状态的简化方法.通过现场与室内试验相结合来确定各亚层非饱和土体参数,并对各亚层的深度进行了研究确定,然后根据前人所进行的膨胀土边坡现场降雨试验实例,采用MIDAS/GTS有限元分析软件,对降雨过程中边坡内部孔隙水压力的分布规律进行模拟分析.结果显示提出方法得出的孔隙水压力与现场实测结果基本一致,并且能够反映裂隙膨胀土边坡相对于无裂隙边坡渗流速度快,在两亚层接触区域存在滞水现象等特点.     

公路边坡稳定性影响因素的敏感性分析

为分析均质路堤、路堑边坡稳定性影响因素的敏感性,采用正交试验设计,结合抗剪强度折减有限元法,以边坡稳定安全系数为考察指标,对50个算例结果进行了极差分析.结果表明,影响路堤稳定性因素的敏感性大小排序为：粘聚力、内摩擦角、坡角、坡高、容重、弹性模量、泊松比、宽度、均布压力;影响路堑边坡稳定性因素的敏感性大小排序为：内摩擦角、坡高、粘聚力、坡角、容重、弹性模量、泊松比.分析结果对公路边坡工程的设计与施工具有借鉴意义.     

生态边坡植被对土体抗剪强度的影响研究

【目的】工程建设中产生大量的裸坡,需要对边坡进行植被恢复。探究植被对边坡土体的力学性质的影响,可为边坡稳定性评价提供参考。【方法】对研究区的根系和土体进行不同比例的混合,并进行直剪试验。【结果】结果表明：随着含水量的增加,土体的黏聚力呈现降低的趋势,根系能够明显增加土体的黏聚力,土体的内摩擦角也会有一定的提高,提高幅度小于黏聚力增加幅度。【结论】植被能够增强土体抗剪强度,生态护坡对边坡防护具有重要意义。     

含水率和基质吸力变化对非饱和粉质土的影响分析

新疆焉耆地区边坡易受降雨影响,而边坡失稳易产生人员伤亡及经济损失。为了分析该区域内典型的非饱和粉质边坡受含水量及基质吸力变化产生的影响,以及压实度对强度和变形特性的影响,研究在最佳含水率的黏土(粉质土)干湿变化条件下进行,设计了双单元三轴试验机进行分析。试验在恒定含水量的条件下进行,并密切监测4个阶段的结果以分析有效应力的变化,同时给出了土体在2个以上参数影响下的三维变化示意图。结果表明:(1)随着压实度的增加,体积变化由压缩向膨胀状态转变;(2)粉质土的强度随着吸力的增加而增加,即随含水量的减少而增加;(3)颗粒分布对于非饱和土在剪切阶段的影响尤为显著。该试验丰富了粉质非饱和土的研究,可为研究该区域边坡在降雨入渗影响下的强度变化提供一定的参考。     

离心泵叶轮进口处泥沙磨损的数值研究

采用Fluent软件对某大型双吸离心泵内流流场进行数值模拟,通过监测和计算泵在输送清水和含沙水时叶轮流道内叶片进口处的径向速度来分析对叶片的磨损强度.分析结果表明:随着沙粒浓度的增大叶片进口处磨损强度增大;小流量工况时,叶片进口处靠近吸力面附近有回流;大流量工况时,叶片进口处靠近压力面有回流;回流强度越大磨损强度越大,同时沙粒粒径也是影响磨损的重要因素,沙粒粒径减小,磨损强度减小。     

镇江市某岩质边坡稳定性评价及其治理措施研究

以镇江市某岩质边坡为研究对象，在现场勘查资料的基础上，利用极限平衡法及数值模拟法对其进行稳定性评价。结果表明，在天然工况下，边坡处于欠稳定状态；在降水和地震等因素影响下，位移增大，稳定性系数降低，其中在暴雨工况下，由于雨水下渗至岩体的节理裂隙中，增加了滑坡体的下滑力并导致岩体强度参数降低，最大位移量达到了43.97 cm,存在发生滑坡的隐患。根据该边坡的滑坡特征及破坏形式，采用削坡降坡、锚杆加固及布置截排水沟等治理措施对该边坡进行治理，3种工况下的稳定性系数分别达到1.660、1.580和1.652,坡体水平向最大位移大幅降低，表明该边坡在加固治理后处于稳定状态，治理措施合理可行。     

基于FLAC3D的路堑边坡稳定性分析

【目的】道路切割坡体、暴雨和车辆荷载等条件会对路堑边坡的稳定性造成极大的影响。本研究以辉县市上八里镇回龙村张沟边坡为例,根据边坡所处的环境特征,分析其在不同工况影响下的变形特征及稳定性,为边坡的防治提供依据。【方法】使用FLAC^3D软件对边坡进行数值模拟,研究边坡在天然和暴雨条件下的变形和稳定性,并调用FLAC^3D内置的Fish函数对路堑边坡坡前道路车辆产生的动荷载进行模拟,对动荷载下滑坡体内部的变形特征进行分析。【结果】(1)边坡在天然和暴雨情况下的稳定性系数分别为1.9和1.186;(2)坡前公路动荷载峰值由1×10⁵ N增加为1×10⁶ N时,坡脚处水平最大应变值增大13.4%,后缘水平最大应变值增大13.2%。【结论】暴雨降低了岩土体的强度,直接破坏了边坡的稳定性,坡前竖直方向动荷载增加了坡体水平方向剪切带的连续性,但其对坡体最大应变量造成的影响较小。     

高陡岩质边坡稳定性评价的熵权属性识别模型 与工程应用

露天矿边坡工程稳定性一直是影响煤炭生产安全的重要因素,为有效控制边坡失稳、确保煤炭生产安全,基于属性数学理论建立了边坡稳定性评价的熵权属性识别模型.首先,根据边坡所处的地质条件与边坡失稳影响因素,选取边坡坡高、边坡坡度、天然容重、内摩擦角、粘聚力、地震烈度与孔隙水压力比作为岩质边坡稳定性评价的指标,采用熵权法确定评价指标所占权重;其次,分析评价指标的属性测度,构建属性测度函数以计算各个指标属性测度与综合属性测度;最后,采用置信度准则对边坡稳定性进行属性识别.通过对安太堡露天矿边坡治理前后的稳定性评价,得出削坡、注浆加固与预应力锚索加固等边坡治理措施的有效性.将属性识别模型评价结果与加权平均法评价结果进行对比验证,同时将边坡稳定性评价结果与边坡监测数据对比,结果表明:熵权属性识别模型可以有效地解决边坡稳定性的评判问题,且评价结果合理,为边坡工程稳定性评价提供了一条新思路.     

简述渗流作用引起的土体破坏及防治措施

渗透改变了土体的内部结构,引起内部应力状态的变化,从而改变建筑物的稳定条件。因此对于建筑工程来说,如何确保在渗流作用下的稳定性是非常重要的。渗流所引起的渗透破坏问题主要有两大类:一类是土体的局部稳定问题。这是由于土体孔隙中的渗透水流将细土颗粒冲出、带走或局部土体产生移动,导致土体变形而引起的。另一类是整体稳定问题。由于渗水,水压力变化或浮力,导致一定范围内土体滑动而丧失稳定性。应当指出的是,局部稳定性问题,如果不及时进行控制,随着时间发展同样会导致整个建筑的破坏。本文仅讨论土体的局部稳定问题。     

黄土边坡稳定性定量分析常用方法探讨

极限平衡条分法是定量分析边坡稳定性的一种常用方法。根据黄土边坡失稳时的滑动面特征,采用圆弧滑动面的瑞典法、简化毕肖普法和简化简布法进行定量分析,对条分法的土条宽度、搜索时的圆心步长和半径步长不同取值时的黄土边坡稳定性系数进行统计分析,计算程序采用理正岩土边坡稳定性分析系统。统计结果表明,当3个变量同步变化时,瑞典条分法和简化毕肖普法计算得到的稳定性系数随着变量的增大而增大;简化简布法计算得到的稳定性系数随着变量的增大先增大后减小;当土条宽度、圆心步长和半径步长均等于0.8时,3种方法得到的稳定性系数基本一致,分别为1.601、1.600、1.599。研究结果表明,在同一变量下,当简化毕肖普法和简化简布法计算得到的稳定性系数小于瑞典条分法的结果时,瑞典条分法得到结果较为准确;当3个变量为同一值,3种方法计算得到的稳定性系数基本一致时,此时得到的稳定性系数即为该边坡的稳定性系数。     

加筋高填方边坡稳定性影响因素分析

由于西南山区地形复杂,该地区机场常使用高填方的方式来建设地基,其中加筋土边坡是高填方工程的一种重要形式.为研究加筋高填方边坡稳定性影响因素,对自然工况与多种雨强工况下2种坡度加筋高填方边坡进行离心模型试验,分析加筋高填方边坡的变形和稳定性特性.结果显示在天然工况与降雨工况下,加筋边坡稳定性与坡度之间都存在近似线性的负相关关系,但在降雨工况下,加筋边坡稳定性对坡度变化带来的影响更加敏感.同时利用PLAXIS与Geostudio分别对2种工况、2种坡度加筋高填方进行稳定性数值模拟.结果表明随着坡度增加,坡体孔压分布等值线由同心圆形逐渐转换成层状,渗流中心随坡度增加存在"坡体中心位置-坡脚位置-基覆界面水平斜面交界处"移动趋势.     

灰土桩复合地基有限元分析

应用弹塑性有限元方法,研究了灰土桩复合地基受力机理.结果表明:在固结作用最大位移发生在布桩的位置,沿着桩径的增大,位移逐渐减小;桩顶附近的超静孔隙水压力比较大,桩端下地基上中的超静孔隙水压力较小,且沿着桩身长度方向孔压值呈现一种递减的趋势;下卧层和加固层间水压力差逐渐减小,桩间土的有效应力明显小于桩和桩下端土体的有效应力;荷载作用下整个复合地基桩的位移比桩间土位移小,桩左右边界附近均有一定量的隆起,但是隆起量不大,对工程不会造成太大的影响,在地基稳定性的模拟与计算中,桩左右的隆起所产生的影响也是不可忽视的;在荷载作用下桩的有效应力明显大于桩间土的有效应力,在桩头和桩端有明显的应力集中现象,最大有效应力发生在桩端与土体接触的界面附近.     

软弱地层对高填路堤变形及稳定性的影响

为研究软弱地层对斜坡软基高填路堤变形和稳定性的影响,采用FLAC~(3D)软件建立斜坡软基路堤有限元模型,分别研究了不同软弱地层特性下高填路堤的最大变形量及稳定系数变化规律。结果表明:(1)随着软弱地层厚度的增加,斜坡软基路堤的变形均逐渐增大;随着坡度的增大,路堤变形先减小后增大;随着弹性模量、内摩擦角或粘聚力的增大,路堤变形逐渐减小;(2)软弱地层厚度和坡度越小,路堤变形影响越小;弹性模量、内摩擦角和粘聚力越小,对路堤变形影响越明显;(3)软弱地层的厚度、坡度和弹性模量对路堤稳定性影响小,而软弱地层土体的内摩擦角、粘聚力过小会致使路堤失稳破坏。     

强降雨条件下岩土互层边坡稳定性分析

对强降雨条件下某岩土互层边坡的整体稳定性进行了分析,提出了该边坡不采取支护措施时的合适坡角,并探索了预应力锚杆和框架预应力锚杆柔性支护结构对岩土互层边坡的支护效果。研究结果表明:不采取任何支护形式的岩土互层边坡层理倾角为30°,在考虑强降雨影响时最大安全坡角为40°;强降雨对岩土互层边坡的整体稳定性影响不容忽视,且坡角越大边坡安全系数降幅越大;预应力锚杆以及框架预应力锚杆柔性支护结构对岩体互层边坡支护效果比较显著,但应该考虑强降雨对岩土互层边坡整体稳定性的影响且加大安全储备。     

条形荷载作用下粘土边坡稳定特征数值分析

为分析坡顶条形荷载作用下的边坡稳定特征,运用有限元强度折减法,以均质粘土边坡为研究对象,在坡顶不同位置施加条形荷载,分析边坡稳定安全系数、坡体内最大剪应力、X方向最大位移以及潜在滑裂面位置4个指标的变化规律。结果表明,边坡稳定性与条形荷载值呈正相关,荷载距坡顶边缘越近,稳定性越差;坡体内最大剪应力、最大位移值与荷载值呈正相关,荷载离坡顶边缘较远时,最大剪应力出现在荷载右缘下方坡体中;坡顶边缘作用有大荷载时,坡体最大位移值增加较快;随着荷载向右移动,边坡潜在滑裂面也向右偏移。     

多场耦合作用下天然土质边坡安全性数值仿真研究

山体滑坡等边坡失稳问题易造成人员和财产的损失,多场耦合作用下边坡的安全性分析对于边坡灾害的防治意义重大.运用COMSOL Multiphysics 5.5数值软件,构建了二维有限元模型,并引入安全学原理,对降雨-渗流-应力耦合作用下天然土质边坡的稳定性进行了研究.研究结果表明:在降雨渗流前1.4 h,天然土质边坡的变形呈直线上升,此时为低风险状态,即处于事故孕育阶段,较为安全;在1.4 h至24 h为缓慢变形阶段,24 h后变形程度又逐渐加大,其中以坡角处变形最为明显,此时为高风险状态,处于事故生长阶段,即较为不安全;在持续作用直至失稳破坏后,转变为事故损失阶段,此时事故已产生,由不安全逐渐转变为趋于安全状态,即逐渐向低风险状态过渡,形成新的平衡状态;基于强度折减法,边坡潜在破坏面为滑动破坏,其主要表现特征为边坡土体内部朝向坡面,由坡角延伸至坡顶处形成滑动弧面,最小位移为0.04 m,最大位移为1.45 m,安全系数为1.283.研究成果可为边坡安全防护提供参考.