Slide在水利工程边坡稳定性分析中的应用

为了确定切实可行的支护开挖方案,本研究运用Slide软件并分别采用Bishop法、Janbu法、Fellenius法和Spencer法等对云南某大型输水隧洞洞口边坡在正常、暴雨、地震工况下进行稳定性模拟分析。结果表明,对于同一剖面,在相同运行工况下,运用Janbu法分析出的最小安全系数最小;对于同一剖面,在同一分析方法下,最小安全系数最小的为暴雨工况;采用Janbu法对边坡开挖支护的最终方案进行分析模拟,最小安全系数K=1.237>1.20,开挖边坡安全系数计算值满足规范要求,隧洞洞口边坡在各运行工况下处于稳定状态。     

水力枢纽高边坡支护技术研究与抗震稳定性分析

高边坡安全稳定控制是水利枢纽工程建设需要解决的一大问题，为研究水力枢纽高边坡的合理支护技术，以乐昌峡水利枢纽工程高边坡为研究背景，首先对其无支护状态下的稳定性展开数值模拟，找出其薄弱部位；再针对不同的边坡台阶提出了不同的支护加固措施，得到了支护后边坡的变形稳定特征；最后开展了水利枢纽高边坡的抗震稳定性分析。研究结果表明：(1)在无支护条件下，水利枢纽边坡的最大位移达到600 mm,无降雨状态下安全稳定系数仅为1.03,低于规范要求；(2)对高边坡采用“铁丝网客土喷播草籽+格构梁+钢筋锚杆”支护后，降雨状态下水利枢纽边坡的整体安全稳定系数仍保持在1.258,满足规范要求；(3)7级地震荷载作用下边坡的整体稳定系数变为1.136,高于规范中偶然工况稳定设计安全系数值1.05～1.10。     

基于FLAC3D的矿区潜在滑坡稳定性分析

通过对金岭金矿厂区潜在滑坡的工程地质条件系统研究,应用FLAC3D软件模拟了该边坡失稳的动态过程,确定了滑坡模式,并基于强度折减法对该潜在滑坡稳定性进行了分析评价,同时给出了边坡稳定性的计算公式.模拟结果表明FLAC3D软件用于评价滑坡稳定具有现实意义,对类似工程条件的潜在滑坡稳定性评价具有借鉴作用.     

楞古水电站夏日边坡边界条件确定及稳定性评价

滑坡灾害不仅对工程的施工与运行产生不利影响,更是威胁着人民的生命财产安全。夏日边坡为楞古水电站库区内一大型边坡,对水电站的安全运行有着重大影响。通过现场地质调查,对边坡的范围、变形失稳模式进行了分析。为了评价夏日边坡在自然、蓄水、地震、蓄水地震4种工况下的稳定性,得出边坡的潜在滑动面与安全系数,根据边坡的边界条件,运用极限平衡与数值分析2种方法进行了计算分析。通过计算分析得出,夏日边坡Ⅲ区的安全系数在1.3左右,整体较为稳定;安全系数小于1的位置仅分布在坡顶,说明坡顶存在滑动的可能性;在诸如蓄水、地震等不利条件的影响下,边坡的安全系数均有所降低,边坡破坏的可能性变大,且地震工况对于边坡的不利影响要大于蓄水工况。     

锚索预应力损失对某既有公路路堑边坡稳定性的影响研究

【目的】路堑边坡稳定性是影响公路运营安全的重要因素之一,为保证某公路段运营期边坡安全,以某公路路堑边坡为例进行分析。【方法】采用有限元软件GeoStudio中的slope模块,基于极限平衡法计算锚索不同预应力损失率条件下路堑边坡的稳定性,建立预应力损失率与边坡整体稳定性的关系式,结合现场边坡稳定状态调查及锚锁预应力损失率检测结果,综合评价现状条件下公路边坡的稳定性。【结果】研究结果表明,目前该路堑边坡处于基本稳定状态,若预应力损失率达到60%,则可能出现失稳风险。【结论】建议加强监测,并适时进行相关检测,必要时采取相应补强措施。     

基于传递系数法的隧道洞口顺层仰坡加固稳定性评价

顺层岩体仰坡地形、地质条件复杂。为预防工程事故,需要运用预应力锚索对隧道洞口仰坡进行加固。结合宝汉高速石门隧道洞口仰坡的研究,在传递系数法理论支撑下,结合理正分析软件分析仰坡加锚的必要性,通过锚固加固计算理论得出仰坡的加固方案,运用MIDAS数值模拟软件对加锚后的顺层仰坡进行模拟分析。结果表明:锚索加固后,仰坡坡顶位移速率未超过规范规定的位移速率限值。同时,结合仰坡稳定安全系数的分析得出,稳定安全系数大于规范规定的限值,充分证明了仰坡的稳定性。     

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。     

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。     

基于三维有限差分强度折减法的边坡稳定性分析

在边坡稳定性分析过程中,为了取得更加符合工程实际情况的计算结果,将强度折减理论应用于边坡稳定性三维有限差分数值分析中,并结合工程实例,将传统的极限平衡法(如:Bishop法、Janbu法、Spencer法、Morgenstern-price等)的计算结果与三维有限差分强度折减法的计算结果进行了对比分析。结果表明:三维有限差分强度折减法计算出的边坡安全系数与边坡的实际状态更加接近,其模拟得到的边坡的位移情况与现场实际监测的结果基本一致,这充分体现了三维有限差分强度折减法在边坡稳定性分析中具有一定的优势。     

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,     

蒿属植物黄土边坡固土效应数值研究

黄土高原生态环境脆弱,大量裸露边坡造成日益严重的水土流失与地质灾害问题.植物护坡是恢复黄土边坡生态和防治黄土边坡地质灾害的有效手段.文章基于延安地区黄土边坡调查,筛选出适宜当地环境且护坡效果明显的蒿属植物作为研究对象;通过土工试验,得到根-土复合体的力学参数;最后利用FLAC3 D软件对不同坡度与不同根系状态下的边坡进行数值模拟,通过强度折减法求得安全系数,比较分析其护坡效应.结果表明:(1)植物根系能够提高土体的力学参数,从而提高边坡的稳定性;(2)植物根系对边坡稳定性的提高效果随着坡度增大而增大;(3)蒿属植物在西北黄土地区生态复合型防治技术方面具有极大的应用潜力.     

预应力锚杆挡墙理论分析及应用

基于极限平衡法,推导出考虑地震作用的预应力锚杆挡墙支护结构安全系数及锚杆锚固力计算方法,借助有限元软件ADINA对边坡开挖全过程进行数值模拟与验证,经内力与变形分析得知吻合较好;通过实际工程中的方案比较,证明预应力锚杆挡墙支护结构形式在复杂条件下的基坑、公路边坡工程中有着不可替代的作用及其广阔的应用前景.     

南京某土石混合体边坡稳定性评价与治理措施研究

研究区位于南京市栖霞区,拟建工程破坏了坡体原有的稳定状态,对周边居民群众、建筑物造成了严重的安全威胁。通过对现场地质勘查,分析了滑坡地质灾害基本特征、成因及边坡现状特征,选取边坡典型性剖面,并评价其在天然、地震、暴雨3种工况下的稳定性,得出最危险滑动面及稳定性系数。计算结果表明,暴雨工况中,边坡整体产生较大位移,处于失稳状态。采用削坡减载、护坡墙、挡土墙、截排水等措施进行地质灾害治理,并结合现场实际监测数据,针对治理后边坡的稳定性进行评价。分析结果表明数值模拟位移与监测位移量均较小,未超出控制值,治理措施切实有效。     

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.     

黄土丘陵区急倾斜煤层开采引发地面塌陷及地裂缝分析——以甘肃省华亭县某社区地面塌陷为例

为分析煤层倾角变动时矿山开采引发的地表变形特征,对研究区急倾斜煤层开采引发的地面塌陷进行调查、分析,在此基础上运用数值模拟软件MSPS对该区矿山开采工作面进行数值模拟,获得了地表下沉等值线图。结果显示,研究区内最大沉降值为2 130 mm,而地质模型预测出相同位置的下沉值为2 370 mm,二者数据基本吻合。该方法为相似条件下煤层的合理开采和矿区地质环境保护提供了重要的参考依据。     

光面爆破技术在浅埋大断面隧道掘进中的研究与应用

昆沪高速黄连山隧道为浅埋、超大断面的高铁双线隧道,地质围岩条件复杂,整体稳定性较差,工程质量要求高。从爆破效果与施工安全角度出发,采用理论分析、现场试验的方法对黄连山隧道的光面爆破进行了系统研究,得出了一套较好的爆破方案,特别对周边孔的爆破参数作出了详细地分析与优化,最终使得炮孔利用率为95%左右,平均超挖量控制在6~10cm,半孔率为75%左右,隧道的开挖质量全部达到了铁路隧道的质量和安全要求。研究结果对类似环境条件下的浅埋大断面隧道掘进具有一定的借鉴意义。     

强降雨条件下堆积层滑坡入渗规律及稳定性分析

降雨入渗对堆积层边坡稳定性具有重要的影响。以某地区堆积层边坡为例,采用有限元软件Geo-Studio进行数值模拟,重点研究了强降雨条件下不同工况时的边坡降雨入渗规律及其稳定性。结果表明:随着降雨持续时间增长,导致暂态饱和区的范围也在逐步增大,降雨从坡面向下渗,随着暂态饱和区的出现土体内孔隙水压力增大,进而使得其有效应力减小并弱化边坡的抗剪强度,最终对边坡整体稳定性产生不利影响;孔隙水压力随降雨持续时间的增长而增大,且降雨强度越大,土体到达饱和状态用时越短;针对堆积层边坡,降雨对坡脚影响最大,其次是坡顶,最小的是坡体中部;随着降雨持续时间的增大,边坡稳定系数逐渐减小,且相同降雨时长时,降雨强度越大,其稳定系数越小。     

暴雨+地震工况下高速公路路堑高边坡格构锚杆支护效果评价

以兰州南绕城高速公路路堑多级高边坡工程为研究对象,建立三维边坡有限元模型,利用FLAC~(3D)岩土软件模拟分析了在暴雨和地震双重作用下已实施格构+锚杆支护的路堑多级边坡的安全稳定性。通过计算边坡位移、应力应变、塑性变形、支护结构受力及变形,得出结论:格构+锚杆支护维稳效果显著,边坡处于稳定状态,但未达到一级安全标准,可能的破坏处位于边坡中下部,特别是坡脚处,需要对这些部分加强支护。     

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.