露天矿含断层逆倾边坡滑面确定方法及应用

受顺倾断层及弱层双重作用下的露天矿边坡变形破坏机制复杂性影响,提出了含断层逆倾边坡最危险滑面的确定方法.结合白音华四号露天矿工程实际,应用自主研发的刚体极限平衡软件,确定了该矿首采区顶帮含断层及弱层边坡的最危险滑面位置与形态,对到界边坡参数进行了分阶段优化,并通过数值模拟对该方法的可靠性进行验证.研究结果表明:提出的含断层逆倾边坡滑面确定方法与数值模拟结果较接近,可在工程实际中推广应用;白音华四号露天矿顶帮边坡的滑移模式为圆弧-断层-弱层所组合形成滑面的组合滑动,优化后整体边坡角为23°,第三系以上局部边坡角为18°.     

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...     

基于改进狼群算法的边坡极限平衡稳定性分析方法研究

危险滑面的确定与安全系数计算是岩土工程边坡稳定性分析中的经典问题,搜索效率与稳定性系数精度的好坏直接关系到边坡稳定的准确把握与工程决策.首先基于边坡数值模拟计算的应力场,对经典的狼群算法进行改进,采用Python语言编程实现了一种新滑面搜索方法,有效解决了传统搜索方法易陷入局部极限值的缺点,并且可以搜索非圆弧滑面.然后借助一个经典算例和一个工程算例,对方法的可靠性进行了验证与分析.结果表明：改进狼群滑面搜索算法能够轻松高效地得到边坡的最危险滑移面和最小安全系数,潜在滑面与工程推测的滑弧非常接近,相较于传统算法,具有较高的收敛精度和可靠性.研究结果可为边坡稳定性分析提供新的思路和方法.     

非饱和土渗流特性对库岸边坡稳定性的影响

通过对大型有限元软件ABAQUS进行二次开发,建立库水位下降条件下库岸边坡的数值模型,并结合土水特性曲线估算公式,通过改变其中3个待定参数a,m和n,分析土体不同的非饱和渗流特性对边坡内浸润线位置及边坡安全系数的影响。研究结果表明:非饱和土相对渗透系数与基质吸力关系曲线与库岸边坡的浸润面位置和安全系数有极大的相关性;a反映非饱和土的进气值和非饱和土渗透系数的变化率,其取值越大越有利于非饱和土的渗流,有利于土坡的超孔隙水压力扩散,其对安全系数的影响可达20%以上,这一影响并不低于饱和土渗透系数对库岸边坡稳定性的影响;m反映非饱和土的剩余饱和度,但其对相对渗透系数及边坡安全系数的影响都很小;n是控制土水特性曲线拐点斜率的参数,同时也影响进气值,故其对库岸边坡的浸润面和安全系数也有较大影响。     

尾矿库初期坝排渗能力对渗流场浸润线影响

为分析初期坝的排渗能力对浸润线的影响程度,采用数值模拟方法对初期坝在不同排渗能力下浸润线的位置进行研究.在将尾矿坝基本剖面概化的基础上,采用GeoStudio的地下水渗流分析模块SEEP/W对初期坝在不同排渗能力时浸润线的位置进行数值模拟.首先构建尾矿坝基本剖面概化模型;然后分析尾矿库初期坝在不同排渗能力下对于浸润线高度的影响.研究结果表明:当初期坝排渗能力降低10倍时,浸润线与初期坝上游坡面交点距坝底的距离为1.7 m,即初期坝排渗能力对浸润线影响明显;随着初期坝排渗能力降低,浸润线位置逐渐被抬高,并最终从堆积坝的坝坡溢出,严重影响尾矿坝稳定性.该研究成果可对尾矿库设计和管理提供理论依据和技术支撑.     

基于滑移线簇分析的边坡极限平衡有限差分法研究

将有限差分数值计算结果同刚体极限平衡分析方法相结合进行边坡稳定性评价,在工程实践中具有较好的理论及应用价值。基于该思想,将滑移线理论引入边坡滑弧的确定中,采用综合极限平衡方法计算其安全系数,建立安全系数与滑移线的函数关系,实现了最危险滑弧的搜索,并由算例验证了各力学参数对边坡滑面位置与安全系数的影响。结果表明,岩土介质的强度与变形参数对边坡稳定与滑面位置均有影响。该方法是现有边坡稳定计算体系的有效补充。     

考虑降雨及开挖影响下的厚覆盖层边坡渗流特征及稳定性

基于厚覆盖层边坡失稳机理,结合广西桂林—北海高速公路某覆盖层路堑边坡实地情况,设计雨型相同但降雨量不同的3种方案。采用有限元计算软件对考虑降雨及开挖影响下的厚覆盖层边坡渗流特征及稳定性进行研究。研究结果表明:对于形式为"覆盖层土体+基岩"的边坡,其在强降雨作用下坡脚内部浸润线呈"J"形变化;坡脚土体饱和后浸润线沿土-岩交界面向上移动;在同等条件下,边坡开挖导致降雨入渗速度加快,浸润线呈的"J"形变化的特征更明显,且上升高度较开挖前有所提高;决定边坡初始状态下稳定性的主要因素有降雨初始强度与边坡开挖状态,而决定边坡稳定性变化幅度的主要因素为降雨强度与降雨持续时间。     

地震对软弱夹层边坡稳定性影响数值模拟研究

借助有限元模拟软件,对有无软弱夹层的两种岩质边坡进行计算比较,分析两种边坡变形位置和破坏程度的差异;通过对多不同厚度软弱夹层岩质边坡数值模拟计算,研究软弱夹层厚度、倾角对边坡稳定性的影响;探讨结构面倾角与边坡稳定的关系,进而提出一定条件下采用结构面倾角作为边坡稳定性判据的思想.     

渗流条件下细粒土尾矿库稳定性与加固措施

针对细粒土尾矿库在渗流条件下易发生溃坝,以新干县冷坑冲尾矿库为依托,利用BMP90位移反分析程序,获取尾矿库坝体边坡的等效弹性模量和侧压力系数.采用Midas GTS NX数值模拟软件,计算了坝体边坡的稳定性和洪水条件下浸润线对坝体稳定性的影响.通过现场监控量测,对各种排渗和加固效果进行了对比分析.研究结果表明：在现有地质条件下,坝体边坡的最小安全系数为1.125 0,小于规范取值范围(1.3～1.5),需做加固处理;在渗流状态下,洪水期安全系数由正常水头下的1.012 5降低至0.938 2,表明浸润线的升高导致了坝体失稳;辐射井适用于细粒土尾矿库的排渗和加固,加固后有效降低了浸润线,安全系数提高至1.323 4,符合安全要求.     

浅谈数值模拟软件FLAC3D在某边坡工程中的应用

我国地质条件复杂,常常发生边坡变形破坏。以某边坡工程为例,运用数值模拟软件FLAC3D对该边坡的应力场规律性进行了数值模拟分析,并且对边坡的破坏形式进行了分析。研究结果表明,该边坡并未出现明显的拉应力区,总体基本上以压应力为主,也就是说该边坡若发生破坏,是以"压-剪"破坏模式为主。     

基于弹性滑体的边坡失稳尖点突变模型研究

针对含软弱夹层边坡,其滑面介质的应变软化和水致弱化将对边坡稳定带来不利影响.本文通过分析边坡滑体变形及能量积聚对边坡稳定的影响,并根据土剪切变形发生的机理,提出了不同滑面介质位移与滑体高度的函数关系,推导了含软弱夹层边坡的修正力学模型和尖点突变模型.在构建边坡的尖点突变模型时,通过改变势函数积分的上下限把滑体对边坡稳定的影响考虑在内,推导了滑面在不同应变状态下与边坡失稳点对应滑体高度的关系式,分析了边坡出现滑体发生整体平面滑动失稳和滑体溃屈或弯折破坏失稳两种表现形式.通过突变分析发现,考虑滑体作用的边坡系统突发失稳必要条件为k≤2-3/m,对比简化滑体为刚体的突变分析大大缩小了判定边坡突变失稳的条件范围.本文模型是考虑滑体自身变形和能量积聚的初步尝试,为进一步研究边坡稳定奠定了基础.     

基于颗粒流方法的滑坡机理数值分析

基于太平岭核电厂烟墩岭边坡,在分析现场局部滑坡基础上,采用刚体极限平衡法和反分析法确定降雨工况下的强度折减系数和岩土体强度参数.借助颗粒流数值模拟方法建立烟墩岭边坡细观数值模型,通过强度折减算法估算边坡安全系数,分析了烟墩岭边坡降雨工况下的变形破坏模式.研究结果表明:烟墩岭边坡以表层粉质黏土与强风化层内的圆弧形滑动为主,坡脚临空与降雨是造成现场局部滑坡的主要原因;自然工况下,局部滑面安全系数为1.20,降雨后安全系数降为1.00;滑坡发生时,微裂隙首先出现在坡脚位置,然后沿强风化岩层倾向向上发展,最终,在坡脚位置形成40～50 m的滑坡堆积体,不会对厂房产生直接影响.     

库水位骤降联合降雨边坡稳定敏感性分析

介绍了区间敏感性理论的分析步骤,利用Geo-studio软件,对三峡库区某边坡体在库水位联合降雨工况下不同边坡参数下边坡的位移及安全系数进行了有限元计算,结果表明:利用区间敏感性理论对边坡不同参数取值进行敏感性分析,能够快速的获得边坡各个物理力学参数对边坡变形及稳定性的影响大小,与已有研究成果一致,可以指导由于边坡物理力学参数的空间变异性导致的数值模拟中材料参数的取值问题;库水位骤降联合降雨条件下,弹性模量与渗透系数对上部监测点的位移影响最大,但是粘聚力、内摩擦角及泊松比对各个工况的影响差异则不大;不同影响因素的敏感性顺序为弹性模量、渗透系数、泊松比、粘聚力与内摩擦角.     

滑坡灾害重复治理前后的稳定性对比分析

向家坡滑坡是一个具有多层滑面的组合式滑坡,滑面由浅层滑面、中层滑面和深层滑面组成.针对该滑坡受到不良地质情况和大气降雨等因素的影响,经过3次治理后并未取得良好效果的情况,拟对该滑坡进行第4次治理.在密切监测滑坡滑移的情况下,采用ABAQUS非线性有限元程序对滑坡体前3次治理与第4次治理效果进行三维数值模拟计算对比分析,得出数值模拟结果与监测结果符合很好.     

基于改进正交设计的山区弃土场边坡稳定性敏感分析

 结合宜巴高速公路郑家垭隧道进口弃土场典型实例,在常规正交试验设计分析的基础上,引入基于灰色关联法的改进正交设计法,并运用Flac3d数值模拟软件,对该区域弃土场边坡稳定性的6种影响因素进行分析,找到影响该处边坡稳定性的敏感因素。分析结果表明,该区域内弃土场边坡滑面处土体的强度参数以及边坡的临空面形态对其边坡稳定性影响较大,容重和坡率对弃土场边坡稳定性影响较小,结果与灰色关联法、主成分分析结果一致。因此认为该改进的正交设计法得到的结果比较可靠。     

在库水位骤降及降雨条件下各向异性土坡孔压与安全系数的变化

为认识在库水位及降雨条件下各向异性土坡的渗流稳定性,给边坡治理提供一定的依据,本文研究利用Geo-slope软件针对三峡库区某边坡进行数值模拟,探讨边坡内部不同监测点孔压和边坡安全系数的变化,结果表明:降雨时上部监测点的孔压迅速抬升,下部监测点的孔压则持续下降至稳定;安全系数先减后增,降雨时陡降,不同类型降雨安全系数的平均降幅差异在3. 5%;各向异性程度的影响达9. 3%,单纯降雨对边坡稳定性的影响要小于单纯库水位的影响。     

边坡渐进破坏过程中力学机理及稳定性分析

为了研究边坡渐进破坏过程中的力学机理及稳定性变化规律,根据滑动面抗剪强度退化机理,分别建立了牵引式和推移式渐进破坏力学模型,推导出平面滑坡渐进破坏的稳定性计算公式.基于不平衡推力法及单一条块力学平衡原理,建立了曲折滑面渐进破坏稳定性计算公式.对布沼坝露天矿西帮边坡348-348′剖面和342-342′剖面进行研究,揭示了平面和曲折滑面渐进破坏过程中稳定系数变化规律.结果表明:推移式渐进破坏稳定系数下降速度先慢后快,牵引式渐进破坏稳定系数下降速度先快后慢,速度拐点均出现在坡顶线在结构面上的投影位置.曲折滑面穿过不同岩层时,稳定系数呈现不同的折减规律,在岩性的交界位置稳定系数变化曲线会出现拐点.当348-348′剖面水位降低至80m时,滑面贯通时的稳定系数接近1.100;当342-342′剖面缓帮至13°时,滑面贯通时的稳定系数为1.091.岩体的残余强度决定了稳定系数下降的加速度,同时还决定了边坡的最终稳定状态.     

降雨条件下边坡各向异性渗流及稳定性的模拟分析

基于饱和-非饱和渗流理论,针对不同的渗透系数异向性比值,以及不同的渗透系数张量主轴方向与水平方向夹角,对降雨条件下边坡地下水渗流场动态变化进行了数值模拟,分析了降雨过程中边坡孔隙水压力分布规律,得到了边坡安全系数随降雨持续时间的变化规律.数值模拟结果表明,土体各向异性渗流对降雨条件下边坡渗流场及安全系数有着显著的影响.     

条形基础加载下软弱夹层边坡应变特征及其与稳定性的关系研究

为明晰不同形式荷载作用下软弱夹层边坡稳定性与应变的关系，基于Midas GTS NX软件，建立了条形基础荷载作用下边坡变形及稳定性分析模型，获得了加载过程中边坡不同高程处的变形分布规律，探讨了基于应变的边坡稳定性评价方法，分析了荷载宽度和位置对边坡稳定性的影响.结果表明：土体拉应变出现在荷载下部一定深度处，且随荷载增加而增加并往上部移动；最大水平拉应变与荷载呈指数型增长，其出现位置随测线高程的降低逐渐向右移动，与边坡潜在滑面位置一致，而最大水平位移位于滑面之上.荷载宽度对边坡极限承载能力影响小，边坡稳定性系数与最大水平应变符合对数函数关系；当荷载离坡面越远，边坡承载能力越大，失稳前会发生更大程度的应变，稳定性系数与应变的关系更符合指数函数关系.研究结果可为多土层边坡的稳定性评价提供理论指导.     

考虑参数空间变异性的边坡模糊随机可靠度分析

提出考虑土性参数空间变异性的边坡模糊随机可靠度分析方法.按HassanWolff方法对土性参数进行组合,通过确定性分析得到一系列潜在滑面;利用随机场模型描述土性参数的空间变异性,沿各潜在滑面对土性参数进行方差折减;采用降半正态分布函数描述边坡失效状态的模糊性,基于概率积分计算各潜在滑面对应的的可靠度;搜索最小可靠度对应的潜在滑面作为边坡的临界滑面,以最小可靠度作为边坡的可靠度.结合算例分析了隶属函数的形状参数、土性参数相关距离及黏聚力和内摩擦角的变异性对边坡可靠度的影响.