库水位骤降情况下均质库岸边坡稳定性分析

大坝建成蓄水之后,由于水位的抬高,引起边坡地下水渗流状态发生较大的改变,并有可能引发滑坡等岩土工程失稳现象的发生。本文采用GEO-SLOPE及SEEP/W耦合分析了岸坡在水位骤降情况下岸坡内的渗流场分布以及安全系数的变化。结果表明:在水位骤降的过程中,岸坡体产生了向临空面渗透;库水位骤降过程中,安全系数快速减小,当水位下降到最低水位保持不变时,上游岸坡安全系数出现了随时间逐渐增加的趋势。     

库区碎石土边坡稳定性及其参数敏感性分析

本文以某库区碎石土岸坡为背景,建立了二维饱和-非饱和边坡渗流及稳定性计算模型。基于极限平衡法,分析库区蓄水-稳定运行-放水全过程以及不同水位升-降速度、碎石土渗透性和抗剪强度下的岸坡稳定性变化规律。结果表明:蓄水阶段,浸润线为"下凹"形,而放水阶段浸润线为"上凸"形。库水位上升或下降,安全系数均出现先减小后增大的变化规律,且水位升、降过程都存在一个最不利水位值。相较于水位上升,水位下降阶段对岸坡稳定性更加不利。稳定运行阶段,安全系数单调减小,但变化幅值不大。适当增加蓄水速度有利于岸坡稳定性,而放水速度越快,不利于岸坡稳定性,且水位骤降时,有产生滑坡的风险。碎石土渗透性越强、抗剪强度越大对岸坡稳定性越有利,内摩擦角对岸坡稳定性的影响程度要大于黏聚力。因此,建议关注最不利水位时的岸坡稳定性,严格控制水位下降速度。所得结论可为库岸边坡稳定性评价及灾害防治提供科学依据。     

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。     

库水位骤降时坝体渗流场及坝坡稳定性分析

为了研究水位骤降时影响上游坝坡稳定性的因素,模拟坝坡在水位骤降时的渗流场及稳定性变化。基于土体渗透性,材料的非线性特性及水位下降率,利用有限元法对库水位变化下的渗流场进行瞬态分析,得出的自由水面线和孔隙水压力耗散等结果应用于上游坝坡稳定性分析,坝坡稳定分析采用极限平衡法。实例分析表明:计算区域渗流场变化滞后于水位下降的时间;坝体渗透系数越小,水位骤降对其稳定性的不利影响越显著;水位下降速率越大,上游坝坡稳定性降低越快。     

不同渗透性的港口岸坡虹吸排水技术实验研究

港口水位波动或岸坡地下水力学作用将是港口岸坡变形破坏的诱发因素,在一定条件下,对岸坡的稳定起决定作用.本文重点研究岸坡地下水位与港口水位同步降落的排水降压控制技术,以期在港口水位升降过程中,保障港口岸坡的稳定性.     

库水位升降变化对巫山宁江岛造地型护岸工程稳定性影响的数值模拟研究

宁江岛是一个以库岸防护为主兼顾土地资源开发利用并具有重要景观价值的水库护岸工程,其稳定性受库水位升降影响较大,研究运用Geo-studio数值分析软件进行了4种不同速率下的水位升降影响下的渗流场及稳定性变化规律模拟,模拟结果表明:随着库水位的上升,岸坡稳定性有所增强,当水位上升速度从0.5m/d增加至6m/d时,其稳定系数也相应地从1.264增至1.702;相反水位下降时,随着下降速度的增加,稳定系数从0.849降至0.604,岸坡越容易发生失稳。同时,库水位升降过程中,岸坡体内浸润线总要滞后于库水位,且涨落速度越大时,这种滞后效应越明显。数值模拟结果科学地揭示了不同水位升降情况下对岸坡稳定性及渗流面的影响规律,模拟结果与实际相吻合。     

库水位骤降偶遇地震作用的土石坝稳定分析

正常运行过程中库水位是不断变化的,当库水位降落后,坝体内部的孔隙水压力和渗流场会发生变化,过快的下降速率会导致坝体内的孔隙水压力不能及时消散,在渗流的作用下上游坝坡产生浮起或下滑的趋势,若在库水位骤降时期发生地震,则对土石坝的坝坡稳定更加不利.为研究某混凝土心墙土石坝在库水骤降偶遇地震情况下瞬态渗流场特性及坝坡稳定性规律,基于非饱和渗流原理,采用Geo-Studio有限元软件进行数值模拟,得到了不同骤降速率下坝体内部浸润线及上下游坝坡安全系数的变化规律,并研究了不同骤降速率下偶遇地震作用和不同骤降时刻发生地震时的上下游坝坡安全系数,最终对所得到的规律进行公式总结.结果表明:坝体浸润线在库水位骤降过程中会出现向上凸起的现象,骤降速率越大凸起越明显;在地震作用下,坝坡上游安全系数值减小幅度较大,下游坝坡安全系数变化不大;在库水位骤降初期发生地震最危险;库水位骤降至死水位时的最大速率不应超过2 m·d~(-1).     

水位变化诱发均质黄土库岸失稳试验研究

水库水位变化是影响黄土库岸稳定性的重要因素.以不同坡度的边坡模型为研究对象,定量测试了水位变化过程中边坡不同位置处土体的位移、强度、水头变化趋势,探讨了不同坡度的黄土边坡的失稳形态.试验结果表明:坡外水位上升导致岸坡土体软化,坡体整体沉降加大,坡体变形以浅层滑坡为主;水位下降过程中,坡体后缘出现横向张拉裂缝,坡体前缘逐步滑塌,坡角越大,坍岸现象越严重;水位下降阶段导致的土体抗剪强度下降要明显大于水位上升阶段;水的软化作用导致土体强度降低,沉降变形增大,水位骤降阶段土坡内外的压力差是导致土体发生滑塌的主要原因.     

水库岸坡地质灾害研究现状与趋势

水库岸坡地质灾害防灾减灾是库区生态环境尤其是地质环境保护的重要科学问题,通过对国内外研究文献的查阅分析并结合多年在三峡库区的研究实践,将水库岸坡地质灾害研究现状概化为水库岸坡稳定性变化、破坏机制、库岸再造预测方法等3方面,系统梳理了每个方面的研究情况。结果发现国内外学者高度重视库水位降落对岸坡稳定性与变形破坏特性的影响机制研究,基于卡秋金法提出了多个库岸再造预测新方法,但在库水位多旋回变动对岸坡作用、库水位周期性浸泡劣化岩土物理力学特性、类土质岸坡等方面研究不多。指出了水库岸坡地质灾害进一步研究应予以高度重视的3个方向,即水库岸坡地质环境效应、类土质岸坡变形与破坏和库岸地质灾害治理新技术新方法。
     

考虑水位升降的荆江河段高滩岸坡流固耦合分析

以荆江河段高滩岸坡为背景,考虑长江荆江河段的水位变化特点,基于流固耦合理论,应用Geo-Studio软件对岸坡进行流固耦合数值模拟,得到了应力场及位移场的变化规律。分析结果表明:1坡顶的水平位移随着水位上升而增大,坡脚处则随着水位上升,水平位移减小;随着水位下降,坡脚水平位移逐渐增大;岸坡最大位移发生在水位下降末期,其位置位于高程约25 m处。2岸坡内剪应力的大小随着坡前水位上升而减小,随着坡前水位降落而增大,水位下降末期,坡内剪应力最大,此时最易发生边坡失稳。研究成果可为长江荆江河段岸坡稳定性治理及类似工程提供参考。     

顺层状岩质边坡的数值模拟分析

采用快速拉格朗日元法对洪家渡进水口顺向坡进行了数值模拟;分析和比较了其在天然状态、正常蓄水位及水位骤降时三种工况下边坡的应力和变形情况。     

水库岸坡地质灾害研究现状与趋势

水库岸坡地质灾害防灾减灾是库区生态环境尤其是地质环境保护的重要科学问题,通过对国内外研究文献的查阅分析并结合多年在三峡库区的研究实践,将水库岸坡地质灾害研究现状概化为水库岸坡稳定性变化、破坏机制、库岸再造预测方法等3方面,系统梳理了每个方面的研究情况。结果发现国内外学者高度重视库水位降落对岸坡稳定性与变形破坏特性的影响机制研究,基于卡秋金法提出了多个库岸再造预测新方法,但在库水位多旋回变动对岸坡作用、库水位周期性浸泡劣化岩土物理力学特性、类土质岸坡等方面研究不多。指出了水库岸坡地质灾害进一步研究应予以高度重视的3个方向,即水库岸坡地质环境效应、类土质岸坡变形与破坏和库岸地质灾害治理新技术新方法。     

暂态水位变化对库岸边坡稳定性影响的研究

受库水位变动及降雨等条件的影响,库岸边坡坡体内暂态上层滞水位和暂态潜水位会产生相应变化,从而引发岸坡出现各种地质灾害。为了得出暂态水位变化对库岸边坡稳定性的影响,以苗尾水电站大溜槽岸坡在暂态水位变化作用下的变形为例,在充分总结岸坡区域工程地质条件和坡体结构特征的基础上,利用三维有限元数值模拟方法开展研究。结果表明：库水位突降情况下,岸坡暂态水位的稳定明显滞后于库水位,其暂态水压力为暂态潜水位与稳态水位间的静水压力。汛期常规降雨强度作用下,岸坡表面形成一层水膜,渗透障的深度为5m左右;降雨强度加强后渗透障向下转移,暂态饱和区的厚度增大。降雨停止前后的暂态水压力可分别简化为作用于岸坡岩土体条块上的均布荷载与折减后的静水荷载,均布荷载和折减系数的大小与降雨强度、降雨持时和土水特性相关。研究成果对于类似水电边坡稳定性分析具有较强的参考价值。     

暂态水位变化对库岸边坡稳定性的影响

受库水位变动及降雨等条件的影响,库岸边坡坡体内暂态上层滞水位和暂态潜水位会产生相应变化,从而引发岸坡出现各种地质灾害。为了得出暂态水位变化对库岸边坡稳定性的影响,以苗尾水电站大溜槽岸坡在暂态水位变化作用下的变形为例,在充分总结岸坡区域工程地质条件和坡体结构特征的基础上,利用三维有限元数值模拟方法开展研究。结果表明:库水位突降情况下,岸坡暂态水位的稳定明显滞后于库水位,其暂态水压力为暂态潜水位与稳态水位间的静水压力。汛期常规降雨强度作用下,岸坡表面形成一层水膜,渗透障的深度为5 m左右;降雨强度加强后渗透障向下转移,暂态饱和区的厚度增大。降雨停止前后的暂态水压力可分别简化为作用于岸坡岩土体条块上的均布荷载与折减后的静水荷载,均布荷载和折减系数的大小与降雨强度、降雨持时和土水特性相关。研究成果对于类似水电边坡稳定性分析具有较强的参考价值。     

水平排水孔在岸坡治理工程中的应用

由于含水平排水孔的渗流场分析的复杂性,以及水库岸坡本身稳定性分析的复杂性,严重地限制了水平排水孔在水库岸坡治理工程中的应用。增设水平排水孔是提高水库岸坡稳定性的重要方法,因此围绕水平排水孔的布设模式以及排水效果展开研究具有十分重要的理论和现实意义。考虑到分析的复杂性以及是初次尝试,仅在二维条件下,通过一个工程算例,完整地介绍了从水平排水孔模型的建立、含水平排水孔的渗流场分析到治理后岸坡的稳定性分析的整套方法。通过数值分析的结果可以直观地看出,增设水平排水孔能有效地提高水库岸坡的稳定性。同时,相对于增大水平排水孔孔径而言,增长孔长对其排水效果的影响更为明显。     

水位骤降条件下强透水基础岸墙填土渗流分析

根据强透水基础岸墙填土渗流的特点,基于饱和、非饱和土渗流理论,编写了水位骤降条件下的一维瞬态渗流差分程序,并用模型试验以及数值模拟验证了程序的可靠性。利用该程序研究了3个参数降水速度、渗透系数及土的饱和含水量对渗流过程中水压变化规律的影响。结果表明,降水速度及渗透系数对水位骤降过程水压的变化影响较大,土的饱和含水量则对此影响微弱。     

库水位循环下岸坡-桥梁桩基相互作用致损机理

库水位循环作用下，库岸边坡岩土体物理力学性质劣化，引起岸坡变形、滑移，将对桥梁基础、桥墩及上部结构产生不同程度损伤，甚至会导致桥梁上部结构落梁、垮塌。针对重庆万州长江二桥库岸边坡失稳致灾问题，采用FEM-SPH(finite element method-smoothed particle hydrodynamics)转换耦合算法建立了岸坡-桥梁三维有限元模型，结合桥位处地质勘测数据模拟了变动水位条件下岸坡变形、滑移、失稳全过程，揭示了岸坡滑移与桥梁桩基相互作用机理，研究了桥墩偏位规律及下部结构失效模式。结果表明：以滑动带有限元网格悉数转换为SPH(smoothed particle hydrodynamics)粒子作为岸坡失稳判据，FEM-SPH转换耦合算法能够更直观、准确地模拟库岸边坡从变形、滑移至失稳全过程；桥位处岸坡将在第16、20次水位升降循环过程中发生失稳破坏；随着岸坡变形、滑移、失稳演化，桥墩偏位呈“缓增-激增”的变化趋势；岸坡发生第2次失稳时，桩基础在土-岩交界面上部发生剪切破坏，破坏面与水平面夹角约为60°。     

坝顶通车的坝坡稳定性分析

以重庆市万州区天仙湖堆石坝为研究对象,采用极限平衡法分别考虑了水位组合以及水位骤降等情况下坝顶通车与否对边坡稳定性的影响.分析结果表明:在车辆荷载作用下坝坡稳定性有所降低;无论通车与否,最危险水位工况均为上游水位173.67m、下游水位143.3m;水位骤降情况下的坝坡稳定性有所降低,考虑水位骤降时的坝顶通车依然满足坝坡稳定性的要求;本项研究中,坝顶通车对坝坡稳定性的影响采用了二级公路的标准荷载,当坝顶公路等级提高或其他原因使得过车荷载增加时,坝顶通车作用下的坝坡稳定性需要重新评估;根据计算结果,坝坡稳定性随水位的降低而减小,所以当上下游水位低于当前最低水位时,坝坡稳定性也需要重新计算.     

基于GEO-SLOPE的三明核电厂河岸边坡稳定性研究

本文使用极限平衡法对三明核电厂回填边坡距离河岸10m和30m两种情况进行了稳定性分析,研究回填边坡与河岸之间的不同距离是否会影响整体边坡(回填边坡和岸坡形成的边坡)的稳定性,计算时也考虑了两种工况,天然工况和洪水后水位骤降工况,最终获得回填层坡脚距离岸坡坡顶距离10m和30m两种回填设计方案对岸坡的稳定性影响很小,填方边坡与河岸岸坡的距离不是影响岸坡稳定性的主要因素的结论。     

漭街渡大桥边坡稳定性及基础方案的设计与分析

为确定处于超深、超高水库淹没区的漭街渡大桥基础方案,在系统分析桥位岸坡变形失稳机制的基础上,通过对因为水位升降导致不同工况条件下的岸坡稳定性分析评价,对大桥的基础设计提出了原则建议.经漭街渡大桥的工程实例表明:详细准确地分析淹没区桥位岸坡在水位升降变动条件下的稳定性,应成为确定库岸梁桥基础设计的主要依据.