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°。     

龙羊峡近坝库岸滑坡群稳定性分析及预警技术研究

通过对龙羊峡水库蓄水前后边坡地质环境的长期监测,将库岸变形破坏分为完整地层岸坡和滑坡堆积体岸坡的破坏形式,对高库水位条件下的库岸稳定性进行了计算.在计算分析的基础上,对汛限水位抬高至2594m后岸坡的可能的失稳方式、下滑量和潜在失稳边坡涌浪高度进行了评价.结果表明:在2594 m库水位时,可能失稳的为龙西边坡;在2600 m库水位时,可能失稳的为龙西和农场边坡;可以龙西和农场边坡300万m3下滑量作为坝库岸滑坡涌浪高度的评价标准,在此期间确定汛期运行水位时可预留3~4 m的涌浪高度.     

基于非连续变形分析的黄河上游某电站库岸边坡稳定性分析

为深入研究黄河上游某电站库岸边坡倾倒变形的诱发因素和破坏机理，通过建立库岸边坡的二维非连续变形分析（DDA）概化分析模型，对比分析了水位变动导致的瞬时变形和蠕变作用产生的时效变形对库岸边坡整体变形的影响，模拟库岸边坡整体和细部的变形形态，并采用校验模型将计算结果与实测变形进行对比，验证了应用DDA数值模拟方法的合理性。研究结果表明：库岸边坡倾倒变形的诱发因素是蓄水作用，变形与水位变动具有明显的相关性；该库岸边坡变形主要为时效变形，由于蓄水扰动引起的直接变形较小，在研究变形中必须考虑蠕变作用；DDA模拟岸坡整体和细部的变形形态与真实情况较为吻合，持续的倾倒变形致使局部块体失稳，但对库岸边坡整体变形的影响较小。     

蓄水及降雨条件下库岸边坡变形机理研究

库岸边坡变形与水位波动及降雨等有着密不可分的关系。水库蓄水及降雨都会引起地下水位抬升,局部坡体由不饱和状态转为饱和状态。浸水的岩土体和地下水相互作用,致使坡体力学参数弱化而稳定性降低;另外地下水位波动会施加动静水压力在坡体上,这也会导致坡体稳定性下降。为了研究在蓄水及降雨条件下边坡的变形机理及影响稳定性的主导因素,以雅砻江某电站库岸边坡为例,利用蓄水过程第一手监测资料及地质现象对其变形机理进行分析,结合传递系数法对四种工况进行计算。分析认为:蓄水过程库水位的变化与坡体变形规律有着一定的相关性,结合稳定性计算可知库水的陡升对坡体变形起主导作用。建议蓄水过程可以分阶段渐进式进行来消除这种影响;坡体在蓄水过程中,有着典型的蠕变规律:库水快速上升后,坡体滞后1~2月也开始加速变形;随着后期库水波动基本保持平稳,坡体变形也随之减速并最终趋于稳定;综合研究区地质条件及监测分析,判定滑坡变形机制为蠕滑-拉裂式。然而整个蓄水过程边坡变形都在允许范围内,不会发生失稳。     

库水位变化时陡倾软弱顺层岩质滑坡变形机制

研究库水位动态变化时陡倾软弱顺层岩质滑坡的变形机制,为库岸滑坡防治及库水调度提供帮助。以四川省大渡河某水电站开顶滑坡为例,通过野外调查资料、库水位及地面监测数据综合分析,研究滑坡结构及变形破坏特征;建立二维地质模型,利用离散元模拟蓄水前后陡倾顺层岩质滑坡变形响应过程,结合有限元进一步分析库水作用下岸坡稳定性变化规律。研究结果表明,岸坡特殊的地质构造和岩性是控制滑坡产生的主要因素,水库蓄水诱发了滑坡的变形,库水位变化进一步加速了变形进程。当库水位以4.8 m/d、3.84 m/d、1.92 m/d的速率上升时,坡体稳定性呈现先增后减的趋势;当以小于0.5 m/d的速率下降时,岸坡变形不明显,但稳定性急剧降低,极有可能增加变形速率,加剧变形,导致大范围失稳破坏。在水库调度过程中,为避免渗流作用对岸坡稳定性的影响,库水位变化应保持在较小的速率平稳运行。     

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。     

三峡库区白家包滑坡变形机制分析

为研究三峡库区涉水滑坡的动态变形机理,以白家包滑坡为研究对象,依据地质勘查,降雨及库水位资料,运用专业监测数据与数值模拟相结合的分析方法,研究了滑坡的成因及变形机制.结果表明:滑坡变形呈阶跃式增长,4~9月份为主要变形期;各监测点自2006年起每隔3年累积位移有较大提升的"规律",分析认为是滑坡体应力场调整显示变形增大;库水位快速下降与滑坡地表位移增加有较好的相关性;且库水位波动与滑坡稳定性呈正相关变化.坡体的变形原因经分析为坡体外荷载卸荷及坡内指向坡外的动水压力;滑坡目前处于蠕滑变形阶段;若库水位快速下降与汛期强降雨共同作用,滑坡变形将进一步增大.     

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。     

三峡库水位变化对石榴树包滑坡安全性的影响研究

石榴树包滑坡为三峡库区黄腊石滑坡群的组成部分,为一复活性滑坡,三峡工程运行期库水位的升降变化可能会引起该坡体的失稳,从而影响长江航道的正常运行,甚至威胁三峡工程的安全.本文通过动态数值模拟计算,得到了三峡水库运行期各水位工况下石榴树包滑坡体的渗流场及其变化规律、抗滑稳定安全系数及其变化规律、变形特征,并通过综合比较分析,对三峡水库各水位工况下该滑坡体的安全性作出了综合评价,并给出了其重点监测时段及监测部位的建议.     

库水位变化对于土石坝坝体稳定的影响分析

大坝的安全关系着整个地区的安定与繁荣。库水位变化是影响坝体边坡稳定性的重要因素,水位上升时,边坡浸水部分的土体由于浸泡作用导致抗剪强度下降,从而可能诱发边坡失稳;水位下降时,由于坡体内孔隙水来不及排出而使坡体水位高于库水位,使潜在滑动面的抗滑能力降低,也可能诱发边坡失稳,为了研究库水位变化对坝体边坡稳定性的影响,根据黄崖水库大坝的工程地质资料,建立了大坝稳定性计算模型,通过算例分析了黄崖大坝在库水位变化时的稳定性情况,结果表明：库水位变化对于该坝体的稳定性影响较大,在水库运行管理中需加强该水库坝体的稳定性监测。     

降雨模式对树坪滑坡稳定性影响分析

降雨是诱发滑坡失稳的重要因素,依据饱和-非饱和及斜坡稳定性分析理论,基于等量的降雨量和降雨时间,按照实际库水位调度和降雨集中时间分为三种工况:工况一,稳定水位145 m;工况二,175 m水位线经150 d降到145 m水位线;工况三,145 m水位线经60 d升到175 m水位线,采用Geo-studio软件模拟三峡库区树坪滑坡在不同工况中减弱型、增强型、集中型、平均型4种降雨模式下的降雨入渗过程和稳定性。探讨了树坪滑坡孔隙水压力随时间的变化规律,以及树坪滑坡稳定系数与时间的变化关系。结果表明:降雨模式对树坪滑坡降雨入渗和稳定性有明显的影响,除工况二下水位继续降低作用外,其他二种工况下减弱型降雨模式水位线变化早于其他三种模式,库水位的变动能改变降雨模式对滑坡水位线的影响;降雨模式和库水位变动的双重作用下降雨入渗也发生了明显的变化;滑坡的初始安全系数都在1.2以上,而在工况二下滑坡的安全系数都降到1.2以下,尤其是减弱型模式下滑坡安全系数降幅最大。     

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...     

库水和降雨耦合作用下公路滑坡研究

以福建山区库岸公路滑坡为对象,采用室内模型试验和有限元数值模拟方法,研究库岸公路降雨滑坡形成机理,探讨库水位下降与降雨联合作用下导致临水边坡发生失稳的模式和原因。研究表明库水位变动与降雨的联合作用将改变沿坡体内的渗流场,降低滑坡土体的力学强度,使得滑坡前缘由于浮力减重和浸泡软化作用导致抗滑力减小,滑坡中后部下滑力增大,产生滑坡现象。     

库水作用下三峡库区某库岸堆积体稳定性研究

三峡库区某库岸堆积体被认为是库水作用下的潜在滑坡之一．采用了GEO—seep、GEO—sigma及GEO—slope通用计算程序，对三峡水库水位升降的一系列工况下该堆积体的饱和一非饱和渗流场的变化、变形破坏机理及稳定安全系数进行了计算分析．计算结果表明，随着水库蓄水位的增加，该堆积体的稳定性会相应降低，库水骤降为其稳定性最为不利的工况．由计算分析推断该堆积体为一潜在水库新生型堆积体滑坡．     

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。     

库水位变动条件下土-水特征曲线对滑坡稳定性计算结果的影响研究

库区滑坡的稳定性受库水涨落影响较大,为了分析库水位变动对滑坡稳定的影响,基于非饱和理论的有限元软件进行数值模拟,并需要用到非饱和土的相关参数,特别是土水特征曲线对滑坡稳定性的计算结果影响较大.文中一个实际算例采用不同土-水特征曲线时,计算所得结果相差较大,为了探究土-水特征曲线对滑坡影响的大小及原因,计算了当滑坡土体饱和含水量、饱和渗透系数相同时,3种典型土的土-水特征曲线所对应的稳定性系数,并得到以下结论:库水的升降作用对非饱和土质滑坡的稳定性有较大影响;由黏性土质滑坡的土体特性及计算说明表明:黏性土质滑坡在库水位变动作用下较粉土及砂土滑坡稳定,土-水特征曲线对考虑非饱和特性的滑坡安全系数影响较大,即同一含水率条件下基质吸力越大的土体滑坡的稳定性越好.     

三峡库区水位变动下推移式滑坡监测变形分析

三峡水库蓄水诱发了多处推移式滑坡变形加剧,为了加强对该类滑坡在三峡水库水位调节下变形特征的认识和灾害的预防,以三峡库区典型推移式滑坡——云阳凉水井滑坡地质条件和变形特征为例,制定监测方案;通过对滑坡地表位移、地表裂缝、深部位移、地表水位、降雨量及宏观巡查等方面的监测,分析监测指标的变化规律及相互关系,研究降雨及库水位升降对滑坡变形影响,分析了降雨、库水位变化时滑坡体变形和变形速度的规律;结合条块自身稳定系数变化量,揭示了推移式滑坡在降雨和库水位两种不同作用机制下的变形规律：降雨对后部变形影响大,库水对前部变形影响大,水位越高影响越强烈;降水时动水压力对滑体变形影响较大;同时受降雨和降水作用时滑体变形最大。其变形规律为该类滑坡防灾减灾提供了科学依据。     

不同降雨过程特征下的库区滑坡稳定性

降雨是滑坡的主要诱发因素之一.根据降雨强度随着降雨历时的变化特征划分了五种降雨过程.以澜沧江某水电站库区一典型土质滑坡为例,模拟滑坡体在不同工况下的渗流场,分析降雨过程对库区滑坡稳定性的影响.结果表明：在库水位不变的情况下,五种降雨过程对滑坡稳定性的影响由大到小的顺序为递增型、先强后弱型、先弱后强型、稳定型、递减型.在降雨过程不变的情况下,随着库水位的上升,滑坡稳定性会先减小再增大.水库蓄水前期及递增型降雨过程,滑坡处于最危险状态.该研究为库区滑坡稳定性评价提供了依据.     

渗透系数与库水位变化对边坡稳定性的影响

针对水利工程中复杂的库岸工程地质条件，以及库水位的变化对库岸边坡的稳定性会产生各种不利影响的实际，对不同渗透系数土质边坡在库水位下降速率变化下的稳定性进行了数值计算和分析，计算了在库水位下降期间，不同渗透系数滑坡体的稳定性受库水位下降速率影响的变化规律．结合库水位下降期间不同渗透系数滑坡体的渗流场，对滑坡体的稳定性进行了数值计算分析，得到了库区降水速率和渗透系数与边坡稳定性之间的关系．结果表明：对于同种材料的滑坡体，降水速率越快，滑坡体达到最低安全系数所需的时间就越短，且水位下降到同一位置时，降水速率越快，库岸的安全系数就越低，越可能发生滑坡；相同渗透系数的滑坡体在不同降水速率下其稳定性的变化曲线都是相似的．