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。     

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。     

考虑降雨入渗的非饱和土边坡流固耦合数值分析

针对降雨入渗作用下非饱和土边坡的变形和稳定问题,运用ABAQUS有限元软件,建立二维非饱和土边坡流固耦合数值模型,对边坡渗流场、应力场和位移场进行分析,分析降雨入渗后边坡的孔压、饱和度、位移、塑性区扩展和安全系数的变化规律.结果表明:降雨入渗引起边坡孔压、饱和度、等效应力和位移增大,降雨强度减小和无降雨下,边坡孔压、饱和度、等效应力和位移减小回弹,边坡表层响应早于坡体内部;边坡坡脚最先出现塑性区,塑性区沿坡面浅层向上扩展,形成连续的塑性区贯通面;边坡安全系数在持续强降雨下持续减小,降雨强度减小和无降雨下,边坡安全系数增大回弹.研究结果可为非饱和土边坡的变形与稳定分析提供参考.     

钻孔抽放瓦斯流固耦合分析及数值模拟

钻孔抽放瓦斯是中国利用和治理煤层瓦斯最主要的方法。随着开采深度的加深,地应力场等因素对瓦斯渗流的影响越来越明显。基于对煤层瓦斯一系列的假设的基础上,考虑了地应力、煤层瓦斯压力变化对煤体骨架产生的变形的影响,推导出了孔隙率、渗透率的表达式。运用多孔介质渗流的基本定理和流固耦合的基本理论得出了瓦斯流固耦合控制方程。运用多物理场耦合分析软件对钻孔抽放下的瓦斯渗流场进行了模拟分析。得到了钻孔抽放条件下瓦斯压力的分布、不同的埋藏深度下以及不同的钻孔参数（抽放负压、钻孔半径）对瓦斯渗流场的影响。分析模拟结果可以对现场     

降雨渗流对堆积型滑坡稳定性影响的数值模拟 －以贵州大榕滑坡为例

降雨是堆积型滑坡失稳破坏的主要诱因之一,滑坡的失稳和破坏与雨水渗流紧密相关。选取贵州省岑巩县大榕滑坡为研究对象,大榕滑坡为典型的古滑坡堆积区失稳,通过详细分析该堆积型滑坡形态特征、地层岩性、物质结构及变形特征,根据工程水文地质条件建立数值计算模型,利用饱和-非饱和渗流有限元模拟降雨入渗时滑坡堆积体的瞬态渗流场,将计算得到的瞬态孔隙水压力和基质吸力对非饱和土抗剪强度的影响用于滑坡极限平衡分析,根据渗流场和应力场数值耦合分析不同降雨雨型、强度、历时对滑坡稳定性的影响。研究表明:降雨是滑坡持续变形并失稳的诱发原因,与降雨类型相比降雨强度对滑坡稳定性影响较大;滑坡稳定性在降雨结束后延滞一段时间达到最小,此时对滑坡的稳定性最不利,随后稳定性逐渐上升。     

降雨作用下泥岩老滑坡渗流特征及稳定性分析——以互助张家村滑坡为例

为准确评价降雨入渗条件下泥岩老滑坡的稳定性,以互助张家村滑坡为例进行资料收集、现场调查、渗透试验利用Geostudio软件建立了老滑坡有限元渗流计算模型,采用SEEP/W和SLOPE/W模块分析了降雨条件下老滑坡的渗流特征和稳定性。结果表明:在59 mm/d的降雨条件下,1～5 d后老滑坡仅在浅表层土体出现饱和,且随着降雨时间的持续,入渗深度逐渐加大,3 d后向坡外的渗流显现,4 d后入渗深度增加不明显,但向坡外渗流的强度明显增大;与渗流特征相对应,降雨3 d和4 d后老滑坡中后部浅表层的稳定性系数分别降至0.914和0.911。在持续的降雨作用下,老滑坡体的垂直入渗深度浅,入渗后向坡外的侧向渗流明显,对老滑坡浅表层的稳定性影响较大,表现为浅表层局部次级解体,但老滑坡整体稳定性较好,研究结果为对类似泥岩老滑坡防灾减灾具有指导和借鉴意义。     

礼县烂山滑坡特征及地震-降雨耦合作用下稳定性分析

在对礼县烂山滑坡进行工程地质调查的基础上,结合区域环境研究滑坡的主要特征和稳定性影响因素,得出其高陡的地形、不稳定的岩土体、已有的变形破坏以及研究区的降雨、地震和人类活动等因素造成该滑坡的发展趋势为稳定性差,危险性大。结合Geostudio软件对烂山滑坡分别处于天然、降雨、地震、地震降雨耦合四种状态下的14种工况进行数值模拟,定量分析了降雨强度、降雨持时、地震动时程三个参数对烂山滑坡非饱和土渗流、地震动力响应以及稳定性的影响,结果表明地震与降雨耦合作用对滑坡的稳定性有累计折减效应,地震对烂山滑坡的稳定性起控制性作用,降雨起到促进作用使得滑坡更容易发生。     

切割作用下牵引式古滑坡复活机理：以国道S206古滑坡为例

为研究切割作用下牵引式古滑坡复活机理,通过现场调研及地质勘测获得了国道S206某古滑坡的地层结构特征、变形特征等,得到了古滑坡存在的有力证据,并对滑坡区进行了稳定性分析。结果表明：地质背景、勘察结果表明该古滑坡属牵引式古滑坡;区域结构破碎的岩体、软弱夹层为古滑坡的形成提供了物质基础,前缘深切沟槽提供了空间条件;降雨促使了古滑坡的复活,前缘切割作用是古滑坡复活的直接诱因;不平衡推力法分析结果表明该滑坡在降雨情况下属不稳定状态,监测结果显示古滑坡复活后处于蠕滑状态,雨季时进入变形滑动阶段。可见地质背景是牵引式滑坡形成的内因,降雨、前缘切割是牵引式古滑坡复活的外因。     

降雨和外江水位变化对城市洪涝的联合影响分析——以武汉市为例

降雨和外江水位是影响城市洪涝灾害的主要因素.为了更好地评估洪涝灾害风险,分析了降雨和外江水位变化对城市洪涝的联合影响.以武汉市为研究对象,采用Copula函数定量评估了不同时段降雨与外江水位的联合分布特征,并基于2016年典型降雨过程验证后的青山区SWMM模型,模拟了不同降雨和外江水位变化下武汉市青山区的洪涝过程.计算结果表明,同一重现期降雨下外江水位从21.7m升高至28.0m,研究区域的致涝率增加了0.5%～2.2%;相同外江水位下降雨重现期从5a增加至100a一遇,研究区域的致涝率增加了28.5%～29.1%,泵站运行对区域致涝率的消减作用从20.6%～21.0%减少至4.1%～4.9%;表明暴雨是区域内涝的主要因素,外江水位越高对区域内涝造成的不利影响越显著,且随降雨重现期增大泵站对区域的排涝作用越来越小.武汉市汛期降雨量和长江水位的联合风险率大于单个因素的风险率,且2010～2020年强降雨与高水位联合风险率和同现风险率相较于2000～2009年的均呈增加趋势,增长率超过了70%,表明近几年来极端降雨和高水位事件频发,且未考虑降雨和长江水位的联合作用可能会低估洪涝的危险程度....     

管道受横向滑坡作用破坏分析——以中缅管道贵州晴隆段两次爆炸事故为例

穿越山区的管道工程其运行安全会受到滑坡的威胁,近年来发生的几次事故均造成了大量的人员伤亡和经济损失。本文以中缅天然气管道贵州晴隆段2017年和2018年两次滑坡断管事故为例,结合地质环境条件和现场事故调查资料,基于有限元实体接触模型,反演两次事故发生过程。分析管道在滑坡作用下的受力与变形特征,以确定事故发生原因。研究结果表明：滑坡作用下管道挠度变形呈现近正态式分布,且管道跨中和滑坡边界处Mises应力较大,易于发生破坏;管道所在斜坡上方的大量积土,致使管道产生较大轴向拉应力,易于在管道管体或环焊缝缺陷处产生脆性拉裂破坏,进而引起燃气泄漏爆炸。因此在管线后期维护过程中应避免受到工程扰动,尤其在管道上方的斜坡体上进行大量堆土,防止对管道的运行安全造成威胁。