变坡角浅层粘土斜坡稳定敏感性分析

用地球物理方法确定了滑坡体的坡底滑移面,重建了斜坡体,并根据坡角的变化划分了块段,运用力的递推原理,计算了滑坡体块段的稳定性系数.对坡角、含水率、内摩擦角、内聚力、静水压力、地震力及列车荷载等因素进行了分析,讨论了敏感性分析中因子变化步长、范围及因子的相关性,获得了粘性土层容重、内摩擦角、内聚力与含水率之间以及内摩擦角与内聚力之间的耦合关系方程.在因子独立及关联作用下,分别对斜坡稳定性进行了单因素分析并确定了敏感性因子.结果表明,内摩擦角、内聚力、坡角及含水率是影响斜坡稳定性的主要敏感性因素.将滑坡因子作为独立变量和非耦合处理时,将弱化含水率及内聚力在稳定性分析中的影响.     

类土质岸坡雪崩式破坏机制研究——以三峡库区龚家方岸坡为例

【目的】水库岸坡破坏机制是库岸地质减灾的重要科学问题。【方法】以三峡库区龚家方岸坡为例,采用现场勘查和模型实验方法,探讨类土质岸坡破坏机制问题。【结果】现场勘查结果表明,类土质岸坡破坏的地质基础包括两方面:一是岸坡由灰岩、泥灰岩、白云岩、页岩、片麻岩、板岩等并富含蒙脱石和伊利石亲水性矿物的碎裂岩体组成;二是岸坡卸荷作用强烈,卸荷结构面岩桥区段是岸坡破坏的关键环节。模型实验结果表明,类土体渗透性良好,水库蓄水初期库水进入岸坡后地下水在类土体空隙内产生明显的紊流作用,孔隙水压力波动特征明显。【结论】水库蓄水浸泡条件下岸坡卸荷结构面岩桥区段抗剪强度参数劣化作用和水库蓄水初期岸坡内孔隙水压力波动作用是类土质岸坡发生雪崩式破坏的物 理机制。
     

顺层斜坡溃屈变形物理模拟及影响因素敏感性分析

利用物理模拟方法再现顺层斜坡溃屈破坏过程,分析了发生溃屈型斜坡的临界坡长与弯曲隆起高度的主要影响因素,并运用优势分析方法论述了各单因素影响的主次关系。分析的结果说明:岩层的单层厚度、滑移面的内摩擦角和内聚力、坡角和岩体的弹性模量是影响顺层斜坡溃屈失稳的主要因素,其影响程度的大小顺序依次为岩层的单层厚度、滑移面的内聚力及内摩擦角、坡角和岩体的弹性模量。     

基于UDEC的高位滑坡运动参数影响因素

滑距和滑速这类运动参数历来是评价高位滑坡致灾范围和致灾强度的关键性指标。斜坡坡形特征、坡面物理力学性质等是这些指标的影响因素。通过对17个典型高位滑坡资料的收集与分析,资料显示高位滑坡多具有上陡下缓的坡形特征(折线形坡),将反映高位滑坡剪出口下方坡形特征的陡坡、缓坡的坡度与反映坡面性质特征的内聚力与内摩擦角作为运动参数的影响因素进行研究,根据资料并结合经验确定了各影响因素的变化范围,按照正交试验原理设计UDEC数值模拟试验,利用极差和方差分析研究各因素对高位滑坡滑距、滑速的影响性。结果表明:极差结果显示影响滑距的主次顺序为缓坡度陡坡度内聚力=内摩擦角,影响滑速的主次顺序为陡坡度缓坡度内聚力内摩擦角;方差结果显示缓坡度、陡坡度为影响滑距的高度显著因素,陡坡度为影响滑速的显著因素,其余均为不显著因素;滑坡的运动参数受场区地形条件的影响显著,因此,在进行高位滑坡致灾范围与强度评价时,应主要考虑剪出口下方的坡形。     

基于UDEC的高位滑坡运动参数影响因素研究

滑距和滑速这类运动参数历来被众多学者作为评价高位滑坡致灾范围和致灾强度的关键性指标。斜坡坡形特征、坡面物理力学性质等是这些指标的影响因素,本文通过对17个典型高位滑坡资料的收集与分析,资料显示高位滑坡多具有上陡下缓的坡形特征（折线形坡）,本文将反映高位滑坡剪出口下方坡形特征的陡坡、缓坡的坡度与反映坡面性质特征的内聚力与内摩擦角作为运动参数的影响因素进行研究,根据资料并结合经验确定了各影响因素的变化范围,按照正交试验原理设计UDEC数值模拟试验,利用极差和方差分析研究各因素对高位滑坡滑距、滑速的影响性。结果表明：极差结果显示影响滑距的主次顺序为缓坡度>陡坡度>>内聚力=内摩擦角,影响滑速的主次顺序为陡坡度>>缓坡度>内聚力>内摩擦角;方差结果显示缓坡度、陡坡度为影响滑距的高度显著因素,陡坡度为影响滑速的显著因素,其余均为不显著因素;滑坡的运动参数受场区地形条件的影响显著,因此,在进行高位滑坡致灾范围与强度评价时,应主要考虑剪出口下方的坡形。     

不同含水率下细粒含量不同对土的抗剪强度的影响

由于土体的粒组成分不同,所以在不同含水率条件下土的物理力学性质存在差异.为研究某水电站右岸坝肩岩体层内错动带夹层土样(细粒含量少)与某水库右岸边坡滑带土土样(细粒含量多)的物理力学性质,本文将通过颗分试验、直剪试验等来探究不同含水率对细粒含量不同的土的抗剪强度、内聚力及内摩擦角的影响.研究结果表明:细粒含量少和细粒含量多的抗剪强度均与土的含水率有关,随着含水率的增加抗剪强度均减小,且都是先小幅降低,后在塑限处急剧降低.随着含水率的增加,内聚力均逐渐减小,且内聚力与含水率之间均有良好的对数关系.随着含水率的增加细粒含量多的土内摩擦角较细粒含量少的土内摩擦角变化明显,同时细粒含量多的土内摩擦角变化出现明显的分段现象,土的塑限即为转折点.     

基于一阶二次矩阵的寒区土质高切坡稳定可靠度分析

以寒区土质高切坡为研究对象,构建了寒区土质高切坡浅层滑动失稳模型,基于极限平衡原理和可靠性原理,建立了寒区土质高切坡的可靠指标和失稳概率计算方法。以G580线和田至康西瓦公路段K86+780～K86+840土质高切坡为例进行了寒区土质高切坡可靠度计算,并分析了各种因素对寒区土质高切坡失稳概率的影响规律。结果表明,该方法建立的可靠指标与失稳概率计算方法可以用于寒区土质高切坡稳定性分析,并且当融化深度大于1.4 m时高切坡失效概率迅速升高,1.4～2.1 m失效概率增长74.4 %,当融化深度大于2.1 m时坡体处于不稳定的状态;当土质高切坡粘聚力从8 kPa增长到14 kPa的时候,失稳概率降低约88.4 %,稳定系数增长0.45;当土质高切坡内摩擦角从15 °增长到23 °时,失稳概率降低约15 %,稳定系数增加约0.07;当土质高切坡坡率由0.5增加到0.8时,边坡失稳概率由26.5 %增长到61.4 1%,坡率到0.8时为峰值,大于0.8之后失稳概率逐渐减小,到1.5时失稳概率降低至25.2 %,降低约36.21 %。     

炭质泥岩抗剪强度的饱水软化特性及工程应用研究

采用试样浸泡饱和法和室内快剪试验,对炭质泥岩浸泡饱水后的抗剪强度变化规律进行了试验研究。结果表明,炭质泥岩的抗剪强度随饱水浸泡时间的增加而显著降低,内聚力和内摩擦角均表现出较明显的负指数变化规律。以贵州某高填方边坡为例,阐述了炭质泥岩抗剪强度的饱水软化特性对工程的危害。     

三峡库区塌岸预测参数及其影响因素研究

三峡库区重点库岸段塌岸调查结果显示,土质冲蚀磨蚀型和坍塌型塌岸占其长度的50%以上.而能否对此类库岸的塌岸范围和规模做出准确的预测评价,塌岸预测参数是关键.通过大量调查实践,总结出了两种塌岸预测参数取值方法(纵向类比调查和横向类比调查).同时在对三峡库区和三个类比水库典型塌岸的大量现场调查和参数实测的基础上,综合给出了几种容易产生塌岸的岩土体塌岸预测参数特征值(包括水下堆积坡角、冲磨蚀坡角、水上稳定坡角).统计分析结果显示,岩土体结构越紧密、粗粒径料含量越多、库水动力条件越弱,塌岸预测参数越大.这一研究成果具有较强的参考和借鉴价值.     

南江县坪河乡九义校滑坡稳定性分析

通过野外调研和搜集现有资料,系统地分析了巴中市南江县九义校滑坡的地质环境和滑坡特征。根据坡体的结构及形态特征研究了滑坡的形成机制,判定九义校滑坡为牵引式土质滑坡,破坏模式为蠕滑拉裂。最后分析各工况的影响因素,并运用传递系数法进行滑坡稳定性验算,得出稳定性计算成果,内聚力c值和内摩擦角φ值的变化对安全系数K的影响。经过稳定性分析计算说明,该滑坡在天然工况下整体稳定性较好,在暴雨下处于欠稳定状态,易产生整体滑动,说明降雨无疑对滑坡的形成发展起到了至关重要的作用。为了防止雨季期间雨水下渗降低坡体稳定性,造成滑坡土体失稳或局部溜滑变形破坏,威胁危险区内人民的生命财产安全,建议尽快开展该地质灾害体的工程防治。     

白鹤滩库区小江碎石土岸坡库水作用稳定性规律分析

水库蓄水是导致山区水库的地质灾害频发的主要原因之一.通过现场调查、物理力学性质试验和数值模拟分析对白鹤滩库区小江碎石土岸坡的蓄水稳定性进行了研究.结果表明:在库水上升阶段坡体内浸润线呈"内凹"状,库水快速下降阶段坡体浸润线呈"外凸"状,坡体内部渗流场始终处于不断调整状态,但浸润线变化始终滞后于库水位的变化.在库水上升阶...     

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°。     

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。     

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...     

粉状和砾状煤系土的水敏感性及边坡稳定性分析

煤系土具有遇水软化的特点,强度随着含水率的增加而降低。以分布在广梧高速公路沿线的粉状和砾状煤系土为试样,通过常规直接剪切试验测定了不同含水状态下粉状和砾状煤系土的抗剪强度,对比分析了两者的水敏感性,并以此为基础采用强度折减法研究了含水率对粉状和砾状煤系土边坡稳定安全系数的影响。结果表明,起始含水率越大粉状和砾状煤系土的抗剪强度越小。随着含水率的增大,粉状煤系土黏聚力和内摩擦角分别呈指数函数以及线性函数关系形式减小;砾状煤系土黏聚力变化表现出明显的分段性:先小幅减小而后急剧减小,其内摩擦角则随着含水率的增加先小幅增加,后逐渐减小;粉状和砾状煤系土边坡的稳定安全系数都近似呈现直线型减小。粒组成分和风化作用的不同是粉状和砾状煤系土水敏感性不同的主要原因。研究结果为营运期广梧高速公路煤系土边坡的养护提供了建议。     

考虑流固耦合的水位降落期坝坡稳定分析

水位降落期的土石坝坝坡稳定性是土石坝设计和除险加固设计中的重要内容之一,为了能够准确合理地分析水位降落期土石坝的坝坡稳定性,采用基于非饱和土流固耦合理论的有限元法对某病险水库进行了水位降落期的坝坡稳定分析,与传统的极限平衡法的计算结果进行了对比,同时分析了材料参数对坝坡稳定性的影响．结果表明基于非饱和土流固耦合理论的有限元法是一种方便合理的计算方法,计算出的孔隙水压力分布和坝坡稳定系数更加符合实际;材料的内摩擦角和粘聚力对坝坡稳定系数影响较大,泊松比影响相对较小,弹性模量几乎无影响．     

基于FLAC3D强度折减法的边坡稳定性研究

目的针对影响边坡稳定的几个关键因素:粘聚力、坡角、内摩擦角和土体密度,分析各种影响因素对边坡稳定性的影响程度。方法利用FLAC3D数值计算方法,模拟计算出特定结构中各因素变化时的安全系数,并分析了各个影响因素对安全系数的影响程度。结果计算结果表明,对于边坡坡角变化范围较小的情况下,在粘聚力、坡角、内摩擦角、土体密度4个主要影响因素中,粘聚力对边坡安全系数影响最大,土体密度影响最小。结论说明黏聚力对边坡稳定性的影响最大。     

HD水电站库岸大型斜坡变形体成因机制及稳定性评价

近年来,受水库蓄水及降雨等因素影响,造成大量水电站库岸边坡变形加剧,一旦失稳极可能对电站的正常运行造成极大危害。本文选取距HD水电站坝址约6 km,方量约353万立方米的库岸边坡变形体作为研究对象,通过综合采用野外地质精细调查、室内试验、三维数值模拟和理论分析等方法对该变形体的稳定性及成因机制进行深入研究。结果表明：该岸坡变形体基岩以玄武岩、凝灰岩为主,覆盖层总体较薄,主要为碎石土,变形体的持续发育由多因素耦合作用引起;当暴雨或水库蓄水时,变形体有效应力减小,位移量增加,滑面剪应变增量增加且贯通性更好;三维数值模拟结果显示,在天然、暴雨、低蓄水位(1586 m)和高蓄水位(1691 m)工况下的最大变形量分别为33.9 cm、56.2 cm、79.5和88.6 cm;该变形体的发育过程可分为两个阶段,分别是天然情况下的稳定阶段和暴雨或水库蓄水后的加速变形阶段,暴雨和库水位上升是促进该变形体持续变形的主要原因。     

石灰掺量对分散性土工程性质的时效影响分析

为研究不同石灰掺量和龄期对新疆某地分散性土长期力学性能的影响,通过改性研究和力学性质试验,探讨不同石灰掺量和龄期下改性土的变形与强度变化规律。结果表明：随石灰掺量增加,分散性抑制效果越好,最大干密度逐渐降低,内摩擦角增大,黏聚力和无侧限抗压强度先增大后减小,压缩系数先减小后增大,最后趋于稳定;随龄期延长,压缩系数减小,黏聚力、内摩擦角和无侧限抗压强度增大。当石灰掺量为3%时,分散性土改性为非分散性土,无侧限抗压强度达到峰值,龄期为3d、28d时,其强度提高48.24%、252.74%;当掺量为5%时,黏聚力取得极大值,龄期3d和28d的改性土黏聚力分别增加14.67%、50.05%。龄期越长,强度越高,改性土越脆,适应变形能力减弱。     

基于改进麻雀搜索算法和支持向量机的边坡稳定性

边坡失稳是由多种因素共同作用的结果,常规的数学模型难以准确预测。为提高边坡稳定性预测精度,采用多策略融合改进麻雀搜索算法（improved sparrow search algorithm,ISSA）优化支持向量机（support vector machine,SVM）,进而建立边坡稳定性预测模型（ISSA-SVM模型）。将重度、粘聚力、内摩擦角、边坡角、边坡高、孔隙压力比6项因素作为输入特征,将边坡稳定性状态作为输出结果,进而预测边坡稳定性。选取国内外工程实例建立边坡数据库,将ISSA-SVM模型与SSA-SVM模型进行对比分析,通过灰色关联度分析法（grey relation analysis,GRA）进行敏感性分析。结果表明：ISSA-SVM模型预测精度更高、泛化能力更强,粘聚力和内摩擦角是对边坡稳定性最为敏感的因子。所提ISSA-SVM模型不仅能够准确地预测边坡稳定状态,还可以为其他领域相关问题提供参考。