降雨作用下堆积体岸坡变形破坏模式模型试验

为了进一步探究降雨作用下堆积体岸坡变形破坏模式,自主设计制作了物理模型试验系统,通过三峡库区某堆积体滑坡现场取样,在测定土样基本物理力学参数后,开展了降雨作用下不同坡角的堆积体岸坡模型试验,主要分析了不同坡角下岸坡模型的变形破坏特征及破坏模式。结果表明:坡度对岸坡变形破坏特征影响显著,坡角较大(60°与50°)时,坡体易出现浅层滑动破坏,坡角较缓(40°)时,容易出现深层滑动,坡角35°及更小时,未出现明显的变形破坏;浅层滑动破坏规模较小,变形自下而上牵引,演化发生所需的时间较短,而深层滑动破坏规模较大,变形自上而下推移,所需时间更长;降雨作用下堆积体岸坡变形破坏可分为软化剥蚀-蠕动变形-明显滑动三个阶段,变形破坏模式表现为雨水入渗→表层饱和→土体软化→饱和区扩大→土体沉降→坡顶裂隙出现→坡脚变形/坡体整体变形→浅层滑面/深层滑面→浅层破坏/深层破坏。     

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。     

水库蓄水土质岸坡拉剪断裂破坏机制研究

基于土体结构特征从土体宏微观变化、岸坡变形、掏空等方面解释了水库蓄水期间土体浸泡软化机制。采用断裂力学方法推导求证了土质岸坡浸泡软化拉剪断裂破坏机制,并将土质岸坡浸泡软化拉剪断裂破坏进一步分为基座软化拉剪破坏模式和基座掏空拉剪破坏模式,给出了两种破坏模式的地貌演绎过程。通过建立两种破坏模式的物理模型和力学模型,从断裂力学角度推导出了潜在坍塌体裂缝尖端应力强度因子表达式。算例分析表明,土质岸坡破坏表现为显著的浸泡拉剪断裂破坏模式,并讨论了潜在坍塌体长度、高度、裂缝角度以及裂缝垂直长度对应力强度因子的影响。土体断裂韧度较小,导致岸坡坍塌体规模不大,土质岸坡的浸泡软化整体滑移破坏往往是滞后的,通常岸坡先局部软化,基座变形后发生塌岸破坏,后续上覆岸坡失去支撑发生整体式滑移。
     

三峡库区类土质岸坡破坏机制研究——以巫山县江东寺岸坡为例

2015年6月24日，重庆市巫山县发生江东寺岸坡垮塌事件，造成人员伤亡、财产损失，社会影响较大。针对江东寺类土质岸坡垮塌事件，介绍了岸坡灾情，解译了江东寺滑坡破坏的库水位上升浸泡软化、库水位下降渗流驱动力、降雨入渗劣化等3个诱发机制。结果显示：库水位上升浸泡软化降低了滑体、滑面物理力学参数，在岸坡坡脚形成软化区；库水位下降渗流驱动力增加了顺坡向的下滑力；降雨入渗进一步降低滑体、滑面物理力学参数，增大渗透力和浮托力。3种诱发机制的联合作用是导致江东寺岸坡垮塌的原因。采用PFC2D对江东寺岸坡进行数值模拟发现，库水位上升对类土质土体具有劣化作用；145 m水位处的滑坡破坏运动速度最大，达0.59 m·s-1，岸坡破坏具有突发性。数值模拟破坏过程与现场监测数据吻合。
     

前缘反倾式锁固型滑坡变形破坏模式及失稳机理

了解滑坡的失稳机理和破坏模式是对其进行预防预报的前提。采用物理模型试验方法,以降雨为触发条件,进行多次模型试验,记录前缘反倾式锁固型边坡在不同坡面形态时的变形破坏现象,研究该类边坡的失稳机理及破坏模式。研究结果表明:前缘反倾式锁固型边坡为后缘推移式滑动破坏,该类边坡失稳始于边坡后缘,其破坏模式为开始降雨→雨水从坡面入渗,边坡土体强度降低→后缘土体发生沉降→前缘土体发生垮塌→坡体后缘持续下沉,推动边坡底部土体向前滑动-坡体前缘出现推挤隆升现象-边坡整体失稳破坏;前缘反倾式锁固型边坡发生整体失稳的根本原因是边坡前缘土体强度降低及垮塌,致其无法提供足够的抗滑力,边坡发生整体失稳。研究成果对此类滑坡的预防预报具有一定的指导意义。     

三峡库区类土质岸坡破坏机制研究——以巫山县江东寺岸坡为例

2015年6月24日,重庆市巫山县发生江东寺岸坡垮塌事件,造成人员伤亡、财产损失,社会影响较大。针对江东寺类土质岸坡垮塌事件,介绍了岸坡灾情,解译了江东寺滑坡破坏的库水位上升浸泡软化、库水位下降渗流驱动力、降雨入渗劣化等3个诱发机制。结果显示:库水位上升浸泡软化降低了滑体、滑面物理力学参数,在岸坡坡脚形成软化区;库水位下降渗流驱动力增加了顺坡向的下滑力;降雨入渗进一步降低滑体、滑面物理力学参数,增大渗透力和浮托力。3种诱发机制的联合作用是导致江东寺岸坡垮塌的原因。采用PFC2D对江东寺岸坡进行数值模拟发现,库水位上升对类土质土体具有劣化作用;145m水位处的滑坡破坏运动速度最大,达0.59m·s-1,岸坡破坏具有突发性。数值模拟破坏过程与现场监测数据吻合。     

水库蓄水土质岸坡拉剪断裂破坏机制研究

基于土体结构特征从土体宏微观变化、岸坡变形、掏空等方面解释了水库蓄水期间土体浸泡软化机制。采用断裂力学方法推导求证了土质岸坡浸泡软化拉剪断裂破坏机制,并将土质岸坡浸泡软化拉剪断裂破坏进一步分为基座软化拉剪破坏模式和基座掏空拉剪破坏模式,给出了两种破坏模式的地貌演绎过程。通过建立两种破坏模式的物理模型和力学模型,从断裂力学角度推导出了潜在坍塌体裂缝尖端应力强度因子表达式。算例分析表明,土质岸坡破坏表现为显著的浸泡拉剪断裂破坏模式,并讨论了潜在坍塌体长度、高度、裂缝角度以及裂缝垂直长度对应力强度因子的影响。土体断裂韧度较小,导致岸坡坍塌体规模不大,土质岸坡的浸泡软化整体滑移破坏往往是滞后的,通常岸坡先局部软化,基座变形后发生塌岸破坏,后续上覆岸坡失去支撑发生整体式滑移。     

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.     

滑坡触发因素及其影响的原位试验

在相同地质条件下,采用人工降雨模拟试验和机械开挖模拟原位试验,研究滑坡触发因素及其对滑坡的影响.研究结果表明:堆积层边坡在降雨入渗影响下多为浅层松弛型破坏,降雨入渗造成土体中孔隙水压力增加,致使边坡土体的抗剪强度由于有效应力减少及土体吸水软化而降低;堆积层边坡在切坡开挖影响下多为浅层牵引式破坏,变形形态为从坡面到坡面以下逐渐减小的松弛形变形;降雨和入渗双重效应可能是降雨诱发堆积层边坡失稳的主要原因之一,在强降雨影响下,易发生滑塌事故.该研究结果可为滑坡的时间、空间和强度预报提供理论依据.     

降雨作用下的土质边坡变形破坏颗粒流仿真模拟

为研究持续降雨作用下土质边坡的变形破坏模式及机理,以四川省古蔺县竹林沟滑坡为例,结合离散元PFC~(2D)虚拟双轴压缩试验对坡体微观力学参数进行标定,随后建立1∶1数值计算模型进行稳定性计算,并记录坡体运动过程中应力及位移变化的情况。研究结果表明:该滑坡在持续降雨作用下至坡内土体饱和的过程中,坡脚应力不断积累,导致坡脚发生破坏,之后向上逐级牵引,致使坡前基岩较陡区域土体优先发生滑动。中-后缘土体因前部失稳产生临空条件,随即出现二级滑动,整体表现为典型的蠕滑-拉裂破坏模式。坡体前缘破坏后应力得到部分释放,但位移不断增长;坡内应力和位移整体上从前缘到后缘均呈递减趋势。应用颗粒流PFC~(2D)以竹林沟滑坡为例对土质滑坡在持续降雨作用下的变形发展过程进行模拟研究,揭示了滑坡的发展及破坏模式,为该类滑坡的防治提供参考。     

秦岭山区的坡地利用——以柞水县安沟规划区为例

以秦岭南麓柞水县安沟规划区的土地利用为例,通过对坡度、坡向等影响坡地开发的因素进行分析,寻求最佳的坡地利用方式,以期对山坡地的开发带来启示。     

坡肩位置及深度对边坡稳定性的影响

利用有限元极限平衡法,从坡体形态(坡比、坡高、上部坡体坡比)出发,分析其对裂缝深度、裂缝最易产生位置、坡体安全系数的影响。当坡体上部水平、坡比一定时,随着坡高的增加,坡体的坡肩裂缝深度逐渐增加,坡体安全系数逐渐减小;坡高一定时,坡比越大,坡肩裂缝深度越小,坡体安全系数越小。当坡体上部倾斜、坡高一定时,坡体上部越缓,坡肩裂缝深度越小,坡肩裂缝的最易开裂位置越靠近坡背,坡体安全系数越大;上部坡体坡比一定时,坡体越高,坡肩裂缝深度越大,坡肩裂缝的最易开裂位置距坡缘的距离越远,坡体安全系数越小。     

信号频谱虚拟测量实验教学系统

为了培养学生从事科学实验的能力和工程意识，深化实验教学改革，提高实验教学质量，实现教学最优化，把虚拟仪器技术引入实验教学，研制了“基于虚拟仪器的信号频谱测量实验教学系统”，建立了虚拟实验教学平台。教学实践证明：该系统不仅具有重放和再现实验过程和实验现象的特点，而且能同时观察到信号的时域波形和频谱图，从而强化了实验结果。     

高速公路工程边坡的工程地质分类

对于边坡分类，大多是按分类原则就边坡的破坏形式进行分类，对于未变形边坡则很少进行分类，为高速公路工程服务的边坡分类还没有。在总结高速公路工程边坡勘察成果的基础上，结合工程实践，提出了适合高速公路工程的边坡工程地质分类，并将未变形边坡统分为岩质边坡、土质边坡和土石边坡，对岩质边坡按边坡体岩性和结构进行了细致分类，而对变形边坡则按其变形特征进行简要分类。     

第二次全国土地调查中耕地坡度级提取的应用研究

耕地坡度最重要的一种地形定量指标,是第二次全国土地调查中比较重要的一个内容,它直接关系到耕地面积的汇总统计。以云南省富源县为例,介绍了第二次全国土地调查当中耕地坡度级提取的实用方法。该方法精度高,成本低,速度快,对土地调查工作起到了一定的促进作用。     

滑移流区定热流密度加热下微矩形槽道内的换热

利用正交函数法对定热流密度加热条件下,气体在微矩形槽道内层流热充分发展滑移流动的换热特性进行了理论分析,获得相应条件下的NusseIt数计算方法及换热特性计算式,并与大尺度槽道的换热特性进行比较,探讨了Kn数、槽道高宽比及动量协调系数和热协调系数等对微矩形槽道内滑移流动换热性能的影响,得到了微正方形槽道的平均换热系数关联式。结果表明：微矩形槽道内的平均NusseIt数低于相同加热条件下大尺度矩形槽道中的NusseIt数,且随Kn数的增加而减小,微槽内平均NusseIt数随高宽比变化的曲线也越平坦。     

传统护坡与生态护坡比较与分析

传统的护坡工程一般以水泥、石料、混凝土等硬性材料为主要建材,在设计上以力学的角度去思考边坡稳定,通常都以安全、经济为优先,忽略了生态修复,使边坡的生态功能恢复更加困难.生态防护技术的诞生顺应了人与自然共生的要求,提升了护坡工程建设的内涵.通过分析传统护坡和生态护坡的特点,对两种护坡形式进行了归纳分类,指出了它们的区别与联系,最后提出了传统护坡向生态护坡转变的主要途径.     

黄土边坡稳定性的简单判别方法——以兰州地区阶地黄土边坡为例

边坡稳定是土木工程中十分重要的问题,黄土边坡稳定性具有明显的地域特点.从兰州地区二三四级阶地取原状黄土,测试黄土的颗粒成分、水溶盐含量、碳酸钙含量、有机质含量、内摩擦角和粘聚力;从黄土的物理性质和力学性质得出高阶地边坡稳定性高于低阶地边坡.以地貌特征、阶地类型、物理性质及力学性质为指标,结合边坡稳定状况调查成果,将黄土边坡划分为不稳定、稳定和极稳定3类.此分类一方面反映边坡的工程地质特性,另一方面可快速定性判别边坡稳定性.     

三峡库区忠县火电厂库岸边坡综合整治工程

三峡水库蓄水后，库岸坡再造必将带来的坡面稳定性问题。本文通过综合分析了忠县火电厂沿江库岸边坡的地形地质条件及其运行环境情况，提出了边坡治理的基本内容，采用对坡体稳定性分区和边坡运行条件分区，对不同地带的边坡提出不同的综合治理措施。     

任意坡面的可照时间随坡度变化的规律

坡面的可照时间与坡面的日出和日没时角有关．用天球坐标表示坡面和太阳的位置及其周日视运动的关系，可得坡面日出日没时角配置关系及其变化规律．根据坡面日出日没时角配置关系及其变化规律，坡面的可照时间可根据不同的情况用一组具体的计算公式表示．这些公式表明，坡面的可照时间或者为0，或者由水平面上的日出日没时角决定，或者由非水平面上的日出日没时角决定，或者由水平面和非水平面上的日出日没时角共同决定．它们或者与坡度无关，或者是坡度的函数．当可照时间与坡度无关时，可照时间不随坡度变化，当可照时间是坡度的函数时，用解析的方法可推导出坡面可照时间随坡度的变化．研究结果表明：一日内坡面可照时间总是随坡度的增加而减少或保持不变；在任意时段（如月、季、年等）内，坡面的可照时间也总是随坡度的增加而减少或保持不变．