降雨条件下阶梯状黄土边坡稳定性试验

为揭示黄土公路阶梯状高路堑边坡在降雨条件下的稳定性状,依托陕西某高速公路黄土路堑边坡工程,进行了现场试验和数值模拟,并通过离心模型试验,研究了阶梯状黄土高路堑边坡在降雨条件下的变形发展过程、坡面降雨入渗规律、涵水与护坡作用以及稳定性分析。研究结果表明:非饱和黄土阶梯状多级矮坡在降雨条件下,边坡的变形存在先垂直、后水平的特点,发生破坏前,会发生明显的侧向变形,在坡内很短距离无水平应变;一般降雨不会影响对阶梯状高边坡的整体稳定性;阶梯状路堑边坡能充分利用黄土的直立特性,来消除降雨对坡面的冲刷,最大限度地减少坡面产流,增加坡面的降雨入渗量;阶梯状路堑边坡还具有边坡防护、水分涵养与景观美化等功能,具有良好的工程和应用价值。     

微生物诱导碳酸盐沉淀改良残积土坡面水力学特性研究

针对花岗岩残积土分布广泛,具有遇水软化、崩解的特性,易产生滑坡、泥石流等地质灾害的问题,提出了一种新的利用微生物诱导碳酸钙沉积技术进行坡面防护的方法．通过室内渗透试验和冲刷模型试验,对比分析了微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP)加固花岗岩残积土的抗渗特性和抗冲刷特性．微生物诱导碳酸盐沉淀处理后的土样渗透性降低了90.8%,径流速率和侵蚀速率分别降低25.0%和96.1%．此外,通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)研究了加固的微观机理．结果表明：微生物诱导碳酸盐沉淀生成碳酸钙晶体对土壤颗粒进行胶结和孔隙填充,使土体表面板结,提高了土体的完整性和抗渗性,从而提升边坡的稳定性和抗冲刷性;同时,相较于传统喷射混凝土坡面防护具有绿色、可持续的优点,具有良好的应用前景．     

干湿循环下花岗岩残积土抗剪强度及边坡稳定性分析

为研究干湿循环对花岗岩残积土抗剪强度特性和抗剪强度参数的影响,分析花岗岩残积土边坡的稳定性,改进了常规的单元试验方法.以整个花岗岩残积土边坡为试验对象进行干湿循环模拟,在每次循环后直接在边坡坡面上切取花岗岩残积土试样进行直剪试验.在此基础上,利用有限元软件ABAQUS对一实际边坡进行了干湿循环的数值模拟,在每次循环模拟前对上一次模拟结果进行分析,将等效塑性应变较大区域的土体强度进行适当折减,分析每次循环后花岗岩残积土边坡的应力应变、稳定性以及塑性变形.试验结果表明:花岗岩残积土的抗剪强度随干湿循环次数、循环幅度的增加而减小,其中黏聚力值衰减明显,内摩擦角的变化相对较小,在3～5次干湿循环后抗剪强度趋于稳定;通过数据分析得到干湿循环的黏聚力公式,进一步得到了干湿循环条件下花岗岩残积土的抗剪强度公式;干湿循环作用导致边坡稳定性降低,安全系数减小,且第一次干湿循环后安全系数的降幅最大.     

山区公路坡面冲刷引起的路基水毁机理

通过下边坡冲刷模型试验和现有的研究成果探讨坡面冲刷对路基稳定性的影响,提出路基水毁的一般机理演绎过程,结合具体工程选取合适的边坡防护形式.试验结果表明:土体物理性质对坡面的抗冲刷能力有很大的影响;一般路基边坡坡面侵蚀过程是由坡脚开始逐渐向上扩展的,最终导致整个坡体坍塌.研究结果表明了边坡坡面冲刷对路基边坡稳定性的影响作用机制,将其概括为4个阶段且具有链式特性的机理演绎过程,对提高水毁防灾水平具有现实意义.     

季节性冰冻地区公路边坡侵蚀破坏模式

针对季节性冰冻地区的路基边坡冻融滑坍破坏现象,分析了公路边坡破坏的各种侵蚀模式和影响因素.采用坡面流拖曳力法、坡面流量法等对坡面水力学特征进行研究,测算坡面冲刷临界坡度值,分析临界坡度与冲刷量之间的关系;同时采用有效应力法研究了冻融作用下的边坡安全稳定性.结果表明:季节性冰冻地区粘性土最大冲刷强度对应的临界坡度与目前常用的坡度值很接近或交叉,为减少水土流失,建议放缓土质边坡;边坡土体冻结前含水质量分数和融化后抗剪强度下降幅度是影响冻融滑坍破坏的主要因素,建议在设计中要考虑冲刷和冻融因素,并对特殊土质边坡进行相应的物理力学指标检测和稳定性验算.     

赣南花岗岩风化带岩土体强度特征及边坡破坏模式分析

为研究赣南地区花岗岩风化带岩土体强度特性及边坡破坏模式,采用室内岩矿鉴定、X粉晶衍射试验和电镜扫描等方法对原岩和全风化花岗岩进行矿物成分和微观结构分析,同时通过全风化花岗岩三轴固结不排水剪切试验,中风化花岗岩单轴和三轴试验对风化带岩土体的强度特征和破坏模式进行了研究。结果表明:随着围压增大,全风化花岗岩应力-应变关系发生了转型,破坏模式为先鼓胀再剪切破坏;中风化花岗岩在单轴压缩条件下经历了四个破坏阶段,三轴试验得到岩块的抗剪强度参数,经虎克布朗准则反演得到了岩体的强度参数。结合野外特征,赣南花岗岩风化带岩土体边坡失稳破坏模式主要有5种,其中坡面冲刷破坏占比较大。     

干湿循环下花岗岩残积土裂隙演化及边坡稳定性

为研究干湿循环作用下花岗岩残积土边坡的稳定性,开展两种干湿幅度5次循环次数的边坡模型试验.拍摄裂缝图像获得裂隙演化规律,得出裂隙面积与干湿循环次数近似成正比;结合坡内土体直剪试验结果,提出干湿循环下黏聚力和裂隙度的关系式,推导裂隙深度计算公式.以此数值建模分析裂隙影响下的残积土边坡稳定性,结果表明：随着干湿循环次数和幅度的增大,裂隙度增加,裂隙深度增大,渗透性增强,土体强度降低,导致坡体饱和区扩展;滑裂面上滑点位于张裂隙处;3次干湿循环后边坡安全系数降幅最大,之后趋于稳定.研究认为干湿循环作用下裂隙的扩展加快雨水浸润,缩短了边坡失稳时间,为残积土边坡的及时合理处治提供理论指导.     

闽粤沿海花岗岩风化分带方法及地基承载力的研究

本文在现场调查和大量现场测试的基础上,探讨了闽粤沿海花岗岩风化程度的分带方法,建立了以定性分带为开端、模糊模式识别为终端的划分风化程度的分带系统,在此基础上,研究了花岗岩残积土及风化花岗岩的工程地质特性.研究结果表明:(a)花岗岩残积土是一种强度较高、压缩性较低的土体,可作为20层以下中高层建筑的天然地基;(b)风化花岗岩的承载力高于规范的取值.文中还给出了地基承载力的两种估算方法及风化花岗岩(土)体地基容许承载力的经验值     

降雨作用下路堤边坡水毁机理及影响因素分析

为明确降雨对路堤边坡内部渗流场以及稳定性的影响,对路堤边坡水毁机理及其主要影响因素进行了研究。在特定土质、压实度以及冲刷入渗时间等控制条件下,通过边坡模型试验探究降雨对边坡坡面冲刷破坏过程的特征,运用GeoStudio程序进行数值模拟分析,找出降雨作用下路堤边坡内部渗流场和稳定性的变化规律。结果表明:降雨过程中雨水冲刷造成边坡坡面结构破坏,而边坡内部受到雨水渗流作用导致稳定性降低,降雨作用从外到内对边坡造成影响;随着2种土质边坡压实度从85%提升至95%,砂性土边坡的冲刷量减少了46.18%,边坡安全系数提升了13.74%,黏性土边坡冲刷量降低了33.70%,安全系数提升了10.21%;随着降雨时间的增加,黏性土边坡后期冲刷深度趋于稳定,但砂性土边坡冲刷深度有增大的趋势;相同控制条件下,降雨前后黏性土边坡安全系数变化量小于砂性土边坡。因此,同等控制条件下,黏性土边坡的抗水毁性能以及整体稳定性均强于砂性土边坡,研究结果有助于更全面地了解降雨过程中路堤边坡的水毁机理及主要因素的影响规律,提高道路支撑的稳定性。     

降雨条件下花岗岩残积土边坡失稳模式及预警阈值现场试验

降雨是诱发边坡失稳的主要因素,为探明不同降雨强度条件下花岗岩残积土边坡的失稳模式,通过75mm/h、125mm/h、150mm/h、175mm/h等4组不同降雨强度下边坡失稳现场试验,基于工程边坡原位监测试验采集的含水率-时间与位移-时间曲线研究了花岗岩残积土边坡渐进失稳破坏特征,并提出了降雨条件边坡失稳的持续时间与降雨量阈值。研究表明:降雨条件下花岗岩残积土边坡为渐进失效破坏,根据降雨强度斜坡失稳破坏可分为“浅层局部滑动”、“浅层整体滑动与崩塌”、“深层局部滑动”、“深层整体滑动”等四种模式,斜坡发生变形失稳的区域主要位于坡脚位置,坡中次之,坡顶最小。边坡深层滑动从显著变形到失稳破坏历时18~20min,而浅层滑动持续时间为25min~135min。土壤界限含水率可特征边坡失稳破坏过程,当斜坡土壤含水率上为42～45%时,斜坡开始出现开裂、蠕动变形等失稳征兆;当土壤含水率上升到47～50%时,坡面土体开始崩解并迅速发生滑坡、崩塌。     

模糊概率理论对岩坡稳定性的评价

本文分析了边坡稳定性评价的概率方法中存在的不合理性。指出其中不但存在随机因素,还存在有模糊不确定因素。提出了边坡失稳破坏是一模糊事件的新观点。强调边坡稳定性评价应采用概率统计和模糊数学相结合的方法,得出边坡稳定性评价的模糊破坏概率模式,并应用于江西德兴铜矿大山村高边坡的稳定性评价中。     

基于突变理论的路基边坡冲刷稳定性评价

采用一种结合模糊数学和突变理论的新方法,评价路基边坡在降雨条件下的冲刷稳定性,在充分利用现场监测数据的基础上,建立边坡冲刷稳定性的综合评价体系。为避免人为确定评价因素权重的主观性,将突变理论运用于边坡综合评价中进行多准则评价决策。选取底层评价指标并根据隶属函数进行标准化计算,运用突变模型中的归一化公式得出边坡冲刷的总突变值,进而实现对边坡安全稳定性的评判。最后通过工程实例进行了分析验证。结果表明,该评价方法结合了模糊数学和突变理论的优点,能有效减少评价因素权重确定的人为主观性。     

具有圆弧型破坏面的边坡随机-模糊可靠度计算

给出了具有圆弧型破坏面的边坡工程极限平衡分析中计算随机模糊可靠度的方法,将模糊数学的原理与可靠性理论结合起来,推导出了以模(糊事件)精(确概率)指标表达的边坡工程随机模糊可靠度公式,既考虑了岩土边坡工程材料的模糊性,又满足了稳定性定量评价的要求.     

基于优化模糊数学方法的黄土边坡稳定性评价

黄土地区的滑坡灾害严重制约了地区经济的发展,因此快速准确的评价边坡的稳定性具有重要意义。首先,考虑诱发黄土滑坡因素具有不确定性和模糊性的特点,提出了重要性比较法用于评价因素集的权重;其次,引入模糊可变集合方法用于求解黄土边坡稳定性影响因素的隶属度;最后,利用级别特征值法实现了边坡稳定性等级分级,并基于MATLAB软件编译了边坡稳定分级方法程序,形成了一种快速准确的边坡稳定性分级方法。为验证本文评价方法的准确性对已有文献中燕麦沟、道南隧道两黄土边坡进行了稳定性分级评价,评价结果与已有文献结果一致,证明了评价方法的正确性。在此基础上对黄-延高速某一黄土边坡开展了稳定性评价分析,以长期的监测数据为佐证,进一步验证了本文的评价方法适用于黄土边坡的稳定性评价。     

顺层牵引式路堑滑坡综合整治方案

通过对粤北山区龙怀高速公路K167公路路堑滑坡成因机理进行分析,得出该滑坡是基于区域地质构造揉皱挤压、滑体岩体破碎、滑带土全风化炭质页岩泥化、滑床强-中风化炭质页岩隔水层、路堑开挖坡脚等因素造成的滑塌。分析滑坡现状、结合地质资料、参照深孔位移监测数据确定滑体最大厚度为20 m、滑坡形态呈近似弧形及滑面位置等。在此基础上,采用GEO-Studio边坡稳定性模块SLOPE/W极限平衡法进行稳定性计算;并采用适当卸载+抗滑桩+锚索框架梁辅以排水措施治理该滑坡。通过2个雨季的考验,变形趋稳,证明该处置措施可行有效。     

斜坡稳定性分析的模糊综合评判方法

本文根据对古交市炉峪口煤矿斜坡的工程地质调查研究，确定了影响该斜坡稳定性的四类２０项主要影响因素，并应用两级模糊综合评判的方法对炉峪口煤矿斜坡稳定性进行了综合评价，其结果较好地反映了该斜坡的实际稳定程度。     

模糊综合评判法在边坡稳定性分析中的应用

为了迅速、准确判断震动作用下边坡稳定性,根据影响边坡稳定性的主要内在和外在因子,运用模糊数学综合评判法,建立震动作用下边坡稳定性模糊层次分析模型。该模型在建立评价指标体系的基础上,将层次分析法和模糊数学方法结合起来,运用重要性排序确定各个指标的权重,对震动作用下边坡的稳定性进行评价,判断边坡稳定性情况。这种方法在工程实例分析中简单实用,易于编程,显示出较好的可靠性。     

京珠高速公路边坡变形原因分析及治理效果评价

对京珠高速公路粤北段D标段K46+375-500段右侧路堑边坡的变形原因进行分析研究,探讨每次滑动后所采取的加固措施的合理性.并通过稳定计算及分析变形监测结果,对边坡竣工后的加固效果进行评价,并提出合理的加固防护措施保证边坡稳定.供类似滑坡灾害的认识和分析借鉴.     

用熵权模糊层次分析法综合评价边坡稳定性

为准确评价露天矿边坡的稳定性,提出了模糊层次分析法和组合熵权法相结合的综合评价方法。首先根据经验建立以地形地貌、岩土性质、水的影响、震动影响及其他影响为一级指标的评判因素集,再运用模糊层次分析法求解各因素的权重,然后运用组合熵权法对因素集样本数据进行关联性分析,并进一步修正权重系数,最终得到边坡稳定性的综合评价结果。该方法考虑了实际数据分布,修正了权值不均衡问题,评价结果优于单一层次分析法,为露天矿山的实际生产和管理提供了有益参考。