基于Quake/W和Slope/W耦合方法的地震作用下水库边坡稳定性的分析——以小锡伯提水库为例

为更准确地分析地震作用下水库边坡的稳定性,结合地质勘察资料,选取典型边坡断面利用Quake/W和Slope/W耦合建立数值模型,以小锡伯提水库为例,分析其在水平地震波加速度峰值为0.05g的情况下,不同监测点的位移、加速度、速度响应情况以及边坡的位移场、应力场、应变场,并对地震作用下安全系数时程曲线进行解析。结果表明:地震作用下边坡的安全系数由天然状态下的1.036降到0.892,稳定性显著降低,不满足工程长期运行安全要求;最危险滑面在边坡中部,呈近似圆形沿破碎带下滑,与地质勘探结果相吻合。本文为利用Quake/W和Slope/W耦合分析解决边坡动力问题提供了参考案例。     

红层边坡松动体变形失稳研究

针对云南省安楚高速公路红层软岩高边坡特点,以对其防护与加固为切入点,结合具体工点实际,对滇中红层软岩的工程特性,特别是红层软岩边坡稳定性分析与评价进行研究,探索红层软岩边坡的变形失稳机制、稳定性评价方法.为红层边坡工程优化设计提供理论基础,为红层地区边坡防灾减灾提供科学依据.     

几何参数和强度参数对边坡三维稳定性的影响

利用FLAC3D软件建立边坡的三维数值模型,分别改变边坡宽高比、边坡角、岩土体内摩擦角和黏结力,采用强度折减法计算边坡安全系数.研究结果表明:随着宽高比W/H的增大,边坡安全系数明显减小,并趋于一定值;当W/H＞6,边坡问题可简化为平面应变问题；宽高比越小,边坡的三维效应越突出；当W/H＜3时,边坡三维的效应不能忽视；当坡角越小时,在相同宽高比下,稳定系数偏差越大,即边坡的三维效应越明显；随着内摩擦角的增大,边坡的三维效应逐渐减弱,且边坡滑动由深层滑动转变为浅层滑动；边坡三维效应随着黏结力的增大而增大,边坡滑动由浅层滑动转变为深层滑动,滑动面越来越缓.     

红层软岩高边坡的时效变形特性

为了研究边坡工程的长期稳定性,有鉴于红层地区的工程建设日益增多,受红层特殊工程地质特性的影响,红层软岩边坡在其整个寿命期内是一个逐渐“衰老”的过程,开挖边坡在运营5～10年以后常出现各种严重地质病害和安全风险,而在前期边坡稳定性评价中往往都采用传统的极限平衡法计算,但其无法根据红层特性预判边坡的长期稳定性和时效变形特征,无法指导工程设计制定出既经济又安全可靠的针对性预加固措施,因此为日后的长期安全运营留下了较大隐患。以西南红层山区某快速通道项目隧道改路基的深挖路堑100m级高边坡工程为例,通过FLAC3D建立了包含特殊节理裂隙单元的复杂数值模型,计算获得了边坡潜在变形范围、潜在滑面位置、深度等,对比分析了边坡刚开挖完成时、未加支护工程蠕变20年和增加支护工程蠕变20年后这三种工况下的长期稳定状态、位移及应力变化等时效变形特性,计算结果表明：红层地区高边坡在长期服役环境下会发生蠕变、应力松弛、软化破坏等复杂变形行为,其普遍存在于实际工程中,后期针对性的支护方案应高度重视红层软岩高边坡的时效变形问题。本文的计算结果成功应用于最终工程设计中,填补了传统计算方法难以分析解决此类问题的空白,以期为今后红层地区这类高达100m量级的软岩高边坡开挖后的时效变形特性研究和加固设计提供一定的参考和借鉴作用。     

条形基础加载下软弱夹层边坡应变特征及其与稳定性的关系研究

为明晰不同形式荷载作用下软弱夹层边坡稳定性与应变的关系，基于Midas GTS NX软件，建立了条形基础荷载作用下边坡变形及稳定性分析模型，获得了加载过程中边坡不同高程处的变形分布规律，探讨了基于应变的边坡稳定性评价方法，分析了荷载宽度和位置对边坡稳定性的影响.结果表明：土体拉应变出现在荷载下部一定深度处，且随荷载增加而增加并往上部移动；最大水平拉应变与荷载呈指数型增长，其出现位置随测线高程的降低逐渐向右移动，与边坡潜在滑面位置一致，而最大水平位移位于滑面之上.荷载宽度对边坡极限承载能力影响小，边坡稳定性系数与最大水平应变符合对数函数关系；当荷载离坡面越远，边坡承载能力越大，失稳前会发生更大程度的应变，稳定性系数与应变的关系更符合指数函数关系.研究结果可为多土层边坡的稳定性评价提供理论指导.     

SLOPE/W程序在土质边坡稳定性分析中的应用

简述了3种基于极限平衡理论分析边坡稳定性分析的方法，利用SLOPE／W程序对延安西市路西沟凤凰山滑坡进行了稳定性分析。建立了各级滑坡的计算模型，得出了分别采用Bishop法和Janbu法在未考虑地下水和考虑地下水的两种情况下各级边坡的安全系数。将SLOPE/W程序分析结果和剩余下滑力法计算结果进行比较分析，表明应用SLOPE／W程序进行土质边坡稳定性分析有较大的工程意义。另外，SLOPE／W程序模拟结果表明，水是影响边坡稳定的关键因素。     

浅析高原山区红层工程地质特征

红层,是指侏罗系（J）和白垩系（K）陆相碎屑沉积岩,该套地层分布广阔,红层区大部分为山区和峡谷区,红层边坡工程地质问题尤为突出。根据地质勘察部门勘察和治理的工程项目,对红层地区特殊的工程地质特征作简要分析,主要研究红层的地质特征、工程性质、水理性质和水文等特殊物性特征。     

膨胀岩边坡稳定性分析——以某铁路边坡为例

膨胀岩会引起诸多地质灾害,尤其以膨胀岩边坡失稳造成的破坏严重.膨胀岩边坡失稳破坏几乎全部发生在降水之后,即当膨胀岩吸水膨胀使岩土体产生一定的变形从而造成边坡失稳破坏.研究其变形破坏规律,可为膨胀岩分布地区工程实践提供理论指导与现实依据.因此,以某铁路边坡为研究对象,利用SLOPE/W、SEEP/W、SIGMA/W软件分析计算了该边坡稳定性.结果表明:该研究区降水主要对表层岩土体产生较大影响,而深部岩土体受降雨影响较小;与顺层边坡相比,逆层边坡稳定性受降水的影响较小,在降水工况下安全系数有较大程度的减小但仍可满足稳定性要求;降水工况下主要是边坡水平应力增大使水平位移增大,从而造成边坡失稳破坏;在边坡表层设置土工布隔绝降水入渗,同时在顺层边坡设置抗滑桩或锚索加固,可有效增大安全系数,增加边坡稳定性.     

基于FLAC3D的红层软岩边坡施工期加固效果

以在建的某高速公路典型红层软岩路堑边坡为研究对象,在边坡岩体结构稳定性定性分析的基础上,采用FLAC3D软件对坡体及时加固和滞后加固两种工况下的应力场、坡体变形与位移场、锚杆应力状态和塑性区进行了研究,并分析了加固的时效性．研究结果表明,及时加固较滞后加固可以有效地控制边坡坡体的变形与位移,对保证施工期红层软岩路堑边坡的稳定更为有利．     

开挖过程中边坡稳定性研究及两种安全系数之间的转化

为了研究边坡在开挖过程中的安全状况,以及有限元强度折减法和极限平衡法所求得的安全系数之间的关系,分别采用有限元软件ANSYS和极限平衡软件Slope／W对开挖过程各个阶段边坡的稳定性进行了计算分析．通过研究两种方法所采用的屈服准则的内在联系,找到了这两种方法所求得安全系数的转化方法,并对利用两种方法求出的边坡安全系数进行了对比分析．研究结果表明,在开挖过程中,边坡的安全系数会出现先增大后减小的现象;在平面应变条件下,采用平面应变莫尔一库仑匹配DP5准则求出的边坡安全系数,与传统极限平衡法求出的边坡安全系数最接近,误差小于8％．     

兰新铁路青海地区加筋土路堤边坡稳定性分析

以兰新铁路第二双线青海地区路基工程为研究对象,应用有限元数值模拟分析法对其进行研究。通过拟定几何尺寸、确定设计参数及边界条件后构建加筋土路堤有限元模型,并对有、无加筋材料的路堤边坡和影响加筋土边坡稳定性的因素两方面对比分析后,得出相关结论。模拟分析表明,有加筋土的路堤边坡水平最大位移明显减小且安全系数较高;加筋材料的长度和层间距对边坡稳定性有一定影响,两者均有一最佳值。     

前缘塌岸对三峡库区淹锅沙坝滑坡变形影响分析

三峡水库长期运行后,库水作用使土质岸坡变形破坏加剧,甚至导致滑坡复活。受库水位变动影响和波浪作用,秭归淹锅沙坝滑坡前缘不断发生塌岸,且滑坡变形对前缘塌岸响应较为明显。因此以该滑坡为例,基于地表宏观变形、全球定位系统(global positioning system, GPS)位移数据,深部位移监测等数据,分析淹锅沙坝滑坡的变形机制。为进一步探索前缘塌岸对滑坡变形的影响机理。采用GeoStudio软件,基于生死单元技术实现不同坡面形态的淹锅沙坝滑坡的数值模拟,分析原始形态、当前坡形、塌岸发展后等不同坡面形态滑坡渗流场,应力场,位移场的变化规律。结果表明：淹锅沙坝滑坡左侧整体变形较大;受库水作用影响,滑坡前缘发生塌岸,塌岸侧中前部的GPS监测点位移量随之增大,因而塌岸对滑坡整体稳定性有一定影响。数值模拟结果表明：淹锅沙坝滑坡是动水压力型滑坡;不同坡形渗流场结果变化较小;滑坡前缘的水平向应力分布会随坡形变化而变化,进而影响滑坡的位移变形和整体稳定性;当前坡形发生塌岸后,前缘的水平方向应力值增大,位移量随之增大,滑坡整体稳定性下降;数值模拟结果与实际变形情况一致。GeoStudio软件可以较...     

基于模型试验和数值模拟的土工格室加固高填路堤稳定性：以新疆G216线民丰段为例

为研究土工格室加固高填路堤的稳定性,通过开展室内模型试验,分析了在持续荷载作用下素土边坡和土工格室加固高填路堤边坡的沉降量和最大水平位移;基于室内模型试验,建立有限元模型,分析了不同加固条件下的坡顶沉降量、最大水平位移及土工格室应变,研究了土工格室高度、铺设间距以及不同铺设部位对高填路堤稳定性的影响。结果表明:铺设土工格室能降低边坡土体的沉降量和最大水平位移,进而提高边坡的承载力;素土边坡剪应变自坡顶至坡脚形成贯通的滑移带,铺设土工格室后,滑移带的位置由边坡表层深入坡体内部,且滑移带未完全贯通;增加土工格室的高度,边坡的沉降量和最大水平位移先减小后趋于稳定,安全系数先增大后逐渐平缓;边坡的沉降量、最大水平位移随土工格室铺设间距的增大而增大;减小土工格室铺设间距0.6~0.7倍,最大水平位移降低1.5~2倍,坡顶沉降量减小1.5~1.8倍,安全系数增大1.1~1.3倍。高填土路堤的侧向位移主要发生在边坡底部H/3处,在边坡底部H/3处减小土工格室的铺设间距、增加土工格室的高度能更好约束侧向位移和沉降量,是提高路堤稳定性更为经济合理的加筋方案。     

高填路基力学特性数值分析与施工控制

基于高填路基的力学特性进行数值分析,通过加载和加筋与否以及不同加筋部位条件下的应力与位移分布特性分析,阐述了高填路基施工过程中加载、填筑施工工艺等方面的质量控制以及填筑体稳定性安全施工控制与对策.分析指出,分层辗压、堆载以及工程荷载是高质量高填路基与安全施工控制的必要条件,且分层辗压工艺应注意不同部位位移不同特性;推荐采用中部加筋来改善填筑体应力状态以加强高填路基的稳定性,并应在路基下部与中部铺设水平钢筋网.图5,表1,参4.     

地震作用下库区堆积层滑坡失稳机制

为研究地震作用下库区堆积层滑坡失稳机制,以雅鹊湾滑坡为例,基于Geo-Studio中Quake/W和Slope/W耦合建立数值模型,分析其在地震作用下的稳定性变化和动力响应.在地震作用下滑坡稳定系数在1.199 ～0.859波动,随着库水位由175 m降低到145m,滑坡稳定性由欠稳定降为不稳定;堆积层越厚的部位,受到地震作用后位移越大,滑带和后缘基岩发生的位移较为一致;监测点峰值加速度随高程的增加而增加,且加速度峰值的出现时间也随高程增加而滞后;坡面峰值加速度受到坡度的影响,监测点坡度发生较大改变时,峰值加速度会相应的减小.分析其在地震作用下的失稳机制,得出堆积层滑坡后缘剪切破坏,表层岩土体沿平行于滑带的滑面滑动,剪出口为库水位淹没的区域,滑坡由表层向深部滑动,最终基岩上覆土体全部滑动破坏,同时滑坡滑移会导致后缘基岩产生临空面,极易发展成为崩塌灾害.     

基于Midas GTS/NX的新疆沙漠输水明渠风积土岸坡稳定性分析

为了准确评估各类工况对新疆沙漠输水明渠风积土岸坡稳定性的影响。通过开展室内土工试验及对该渠道岸坡地质工况进行了调查,采取Midas GTS/NX软件中的强度折减法对输水明渠在未加固和加固两种工况下的竣工期、降雨期、输水期和水位骤降4个时期的二维岸坡进行稳定性计算,通过对比岸坡在未加固与加固两个工况下4个时期的整体位移量、等效塑性应变区和安全系数,对岸坡整体稳定及加固效果给出了分析及评价。结果表明：渠道未加固与加固两个工况下4个时期下风积土岸坡均处于稳定状态,安全系数均大于1.30;渠道位于输水期时,坡体前缘水压增加,有效提高渠道岸坡的安全系数,但水位骤降对风积土岸坡稳定性影响最大,降雨次之;未加固时,4个时期的岸坡等效塑性应变区呈圆弧状且已贯通;经加固后,岸坡等效塑性应变区大体沿衬砌呈直线分布,滑移带位移变形得到较好控制,极大程度降低了滑坡灾害发生的可能性。研究结果在一定程度上可以为新疆沙漠风积土输水渠道工程建设提供参考。     

Midas/GTS在边坡稳定性与地基沉降分析中的应用

为了解决边坡稳定性与地基沉降对建筑物的影响,根据工程地质条件、地基处理方案、桩位布置及其他相关资料,基于Midas/GTS软件建立了某人工地基沉降和稳定性分析的二维施工过程模型.模拟并分析了三种不同施工工况条件下地基沉降的差别,同时对土层的位移场、应力场进行了对比分析,从不同角度对地基的稳定性进行了评估.分析表明:处理后的地基沉降量比较均匀,土层水平位移较小;地基的位移和应力以及桩基的位移均符合相关要求,土坡稳定性安全系数高.因此,该人工地基是安全可靠的.进一步的研究表明,为了增强该场地的安全性,可以采取开挖减压沟等工程措施.本文可以为类似地质条件的地基设计和施工过程控制提供理论参考和工程措施.     

露天煤矿岩质高边坡下充填开采研究

为研究在露天煤矿岩质边坡下开采对边坡稳定性的影响,以阜新矿区某露天煤矿边坡为研究对象,采用相似材料模拟进行边坡下充填开采的研究,并使用有限元软ADINA建立三维模型,采用有限元折减法计算了未开采、全陷开采和充填开采边坡的安全系数。研究表明,充填开采后边坡的安全系数明显大于全陷开采的安全系数,充填开采能有效地控制露天矿岩质边坡的移动和变形,边坡的位移值沿坡脚向坡顶方向逐渐减小,对边坡稳定影响较大的因素为坡顶边缘位置的水平移动和水平变形,在露天煤矿岩质边坡下进行充填开采是切实可行的。     

边坡稳定分析的最小势能法与极限平衡法的对比研究

最小势能边坡稳定分析方法依据稳定平衡体系势能最小的原理，从整个边坡的势能变化求得一个满足势能最小的位移，据此直接求出滑面上的法向应力分布，再利用平衡条件和摩尔-库仑强度准则便可直接得到安全系数．此方法概念简单明了，结果可信．本文将最小势能方法和常见的极限平衡法作了详细的对比研究和误差分析．计算表明，最小势能方法和严格条...     

开挖对露天矿山软弱夹层边坡稳定性的影响分析-以南芬铁矿为例

以露天矿高边坡为背景,对分步开挖条件下含有软弱夹层边坡的稳定性问题进行了研究,采用三维有限差分程序,对比分析了不含软弱夹层和含有软弱夹层两种不同边坡计算模型受开挖效应的影响情况。水平位移云图和位移矢量图表明,开挖条件下,不含软弱夹层边坡水平方向位移变化不大;含有软弱夹层边坡水平方向位移增大明显,位移变化区域受夹层控制显著。对比剪应变增量云图表明,剪应变较大值最先出现在滑体下部弱层区,随着分步开挖进行,剪应变增量较大区域逐渐向上部弱层扩展,呈现出逐渐贯通趋势,说明含有软弱岩层边坡对工程开挖十分敏感。