多年冻土斜坡稳定性的模拟分析

气候变暖改变了多年冻土活动层的水热状态和物理特性,降低了斜坡的稳定性。目前多年冻土斜坡的稳定性分析多采用极限平衡方法,然而这种方法难以分析活动层水分场、温度场、应力场和位移场及其耦合效应下的斜坡稳定性。因此,将Mohr-Coulomb准则整合加入到冻土热-水-力模型之中,建立了多年冻土斜坡的热水力耦合模型(coupled thermo-hydro-mechanical model,THM),定量分析了夏季极端高温对多年冻土斜坡稳定性的影响。为了验证模型的有效性,选择了青藏高原东部多年冻土区某一滑坡为研究对象,通过构建极限平衡模型和THM模型计算了其稳定性,并对比分析了模拟结果和现场观测数据的关系。研究结果表明,THM模型模拟结果与传统极限平衡方法计算结果相吻合,且数值模拟得到的滑移面位置、位移量级和最终形态与现场实测资料相一致;在夏季极端高温条件下,当多年冻土活动层融化至1.45 m时,斜坡将沿着融化锋面失稳,且滑移面基本平行于坡面。研究结果对寒区各类工程边坡塌陷和热融滑塌的过程认识具有一定的参考价值。

降雨入渗对寒旱环境根-土复合体斜坡稳定性的影响

为研究降雨入渗对寒旱环境根-土复合体斜坡稳定性的影响,基于室内根-土复合体直剪试验,将根系简化为主根与一级不同倾角侧根组成的二维对称模型,来模拟根-土复合体直剪试验,获得不同倾角侧根的拉力与试样的抗剪强度指标,且基于无限斜坡与降雨I-D模型,对不同倾角侧根穿过潜在滑移面斜坡进行稳定性分析。结果表明:随侧根倾角的增加,前侧根的拉力增加,主根和后侧根拉力变化不明显,大于37.5°时,前侧根拉力逐渐降低;不同垂直压力下,根系构型对土体抗剪强度的贡献依次为前侧根、主根、后侧根;随斜坡潜在滑移面深度的增加,素土及根-土复合体斜坡安全系数急剧下降,且相比素土,根-土复合体斜坡安全系数最大增长约27.01%。研究成果可为寒旱环境的植被生态护坡和水土保持研究提供一定数据参考。

基于遥感与地理信息系统的分布式斜坡稳定性定量评估模型

文章介绍一种进行斜坡稳定性定量研究的分布式模型———SINMAP模型。该模型以水文学理论为基础,耦合稳定状态水文模型TOPMODEL与大范围斜坡稳定性模型,在充分考虑各种影响因素的基础上,对研究区域进行斜坡稳定性评价。选取汉江江口流域作为试验研究区,以DEM、遥感影象、各种专题图件及地面考察资料作为信息源,利用SINMAP方法获得可视化的研究区地表稳定性指数专题图。经实际资料检验表明,该模型可获取较高的预测精度,尤其在流域尺度上具有极大的应用价值。

水利水电工程斜坡稳定与防护技术

本文研究水利水电工程施工中的斜坡稳定与防护技术,首先针对斜坡稳定性做出分析,找出可能造成斜坡不稳定的关键因素,包括地质条件、物理特性、水文条件和施工作业等因素。提出了一系列的斜坡防护措施,如种植植被、设置排水设施、采用锚固和喷混凝土等技术。本研究的结果表明,通过科学的分析和适当的防护措施,施工期间的斜坡稳定问题可以得到有效的解决,从而大大提升工程施工的安全性,减少了施工过程中可能遭遇的风险和损失。通过此项研究,旨在为相关工程提供重要的技术参考和实践指导。

岩土工程施工中危险斜坡稳定性分析与安全预警技术研究

本文以危险斜坡的稳定性分析为主,对安全预警技术进行了研究。首先沉浸于岩土工程的地质环境和工程特性,运用几何模型,力学分析等,以此透视斜坡稳定性的奥秘,对斜坡的稳定性进行量化,并评定了斜坡崩塌的风险。研究揭示,变形特征,应力分布,内部摩擦角成为影响斜坡稳定性的主要因子。引申出基于物联网的斜坡安全预警技术,实时监测斜坡的参数,探寻异常,制定斜坡的实时预防与预警策略。此外还根据预警结果,针对性地提出了一系列稳定斜坡的建议和应对措施。本文不仅提供了一种可行的斜坡安全预警技术,还为岩土工程中危险斜坡的稳定性控制和安全管理提供了理论支持和实践参考。

公路工程陡坡路基斜坡稳定性研究

山区地形地质条件复杂,公路路基填方工程由于横向宽度范围较大,路线经常不可避免的通过斜坡地段形成陡坡路基,通过软件数值模拟对公路工程陡坡路基斜坡稳定性进行了分析。结果表明:陡坡路基为直线型滑面时,随着下伏基岩面坡度逐渐变陡,路基稳定性安全系数逐渐减小,路基面宽度大小对陡坡路基填方稳定性影响微乎其微。陡坡路基为折线型滑面时,上缓下陡型基岩面安全系数大于上陡下缓型,随着路基面宽度增大,安全系数相应减小,且安全系数与路基面宽度密切相关。

基于集成学习算法的土石混合体斜坡稳定性预测模型研究

由于土石混合体具有显著的非均质性,导致土石混合体斜坡的稳定性难以预测。为此,基于49个土石混合体斜坡实例样本,选择含石率、基覆面倾角、坡高和坡角4个数据特征作为输入参数,将斜坡稳定性系数作为预测对象,采用Boosting、Bagging、Stacking 3种集成学习算法将各个基学习器的预测结果合并后输入线性回归模型,构建了斜坡稳定性预测模型,并且对比分析了3种算法模型在优化前和优化后的预测结果。结果表明:在3种算法模型中,Boosting算法模型的预测精度相对最高;在通过果蝇优化算法优化后,3种算法模型的预测精度都得到显著提升,而Boosting算法模型仍具有最高的预测精度,FOA-Boosting的R2值接近1。

预应力锚索桩板墙加固斜坡稳定性研究

斜坡稳定性是土木工程中的一大挑战,尤其是在复杂的水文地质和环境条件下。预应力锚索桩板墙技术作为一种新兴的斜坡加固方法,因其优越的支护效果和经济性而被广泛应用。文章阐述了预应力锚索桩板墙的组成及分类,分析了预应力锚索桩板墙加固斜坡的优势,通过实际工程案例系统地研究了其在斜坡稳定性加固中的应用效果。研究结果表明,预应力锚索桩板墙能够有效控制斜坡的变形,提高斜坡的整体稳定性。同时,该技术在适应复杂地质条件和减少环境影响方面展现了显著优势。该研究不仅为斜坡稳定性加固提供了科学的理论依据,也为工程实践提供了有效的技术支持和设计指导。

自然灾害背景下地质工程中的斜坡稳定性分析与预防措施

斜坡稳定性关系到工程安全、经济社会可持续发展,也是预防和减少自然灾害损失的关键。本文通过介绍斜坡稳定性的基本概念和评价方法,探讨自然灾害对斜坡稳定性的影响,进而提出地质工程中的预防措施。在地质工程领域,斜坡稳定性是一个永恒的主题,其不仅关系工程的安全、经济和社会的可持续发展,也是预防和减少自然灾害损失的关键。尤其是在全球气候变化的背景下,极端天气气候事件的增多使斜坡稳定性的保持面临更大挑战。

小样本条件下多年冻土地区斜坡稳定性的可靠性分析方法

青藏铁路和青藏公路沿线的斜坡稳定对交通线路的安全运营十分重要,与其稳定性评价有关的土的参数指标样本很少,且离散性很大,很难得到较为准确的统计特性,针对此问题,该文基于区间理论,提出了一种小样本条件下多年冻土地区斜坡稳定问题的可靠性分析方法。主要考虑斜坡的热融滑塌,采用无限边坡稳定分析理论,给出了功能函数表达式,将不确定变量视为边界变化的区间变量,区间的下界和上界分别为采样数据的最小值和最大值,用功能函数的中值与离差之比η来估计斜坡稳定的可靠性,η将随样本数量发生变化。为了估计η和概率可靠指标β的关系,将不确定变量视为随机变量,给出了β和η比值的区间估计表达式,并采用上述方法分析了青藏铁路K3035处冻土斜坡稳定的可靠性。

基于关系矩阵和模糊集合的斜坡稳定性综合评价

以关系矩阵方法为基础确定表征各影响因素在斜坡稳定系统中地位的因素活动性指数 ,并以模糊集合理论中的隶属度为量化手段确定反映具体斜坡影响因素特征的单因素分级指数 ,最后综合二指数求得体现斜坡稳定程度的稳定性系数。此方法在兰州市斜坡稳定性评价中的应用表明 :基于关系矩阵和模糊集合的斜坡稳定性综合评价是斜坡稳定性评价的有效方法 ,在总结地区性评价经验的基础上 。

甘肃永靖黑方台灌区潜水渗流场与斜坡稳定性耦合分析

渗流场与斜坡稳定性的耦合分析是揭示灌溉诱发型黄土滑坡机理的重要途径,也是后续开展基于水位的滑坡灾害风险控制的基础。在综合分析研究区地质结构和水文地质条件的基础上,以调查、钻探、测量、三维激光扫描和监测资料为依据,联合应用Visual Modflow和FLAC3D数值模拟软件,开展潜水渗流场与斜坡稳定性的耦合分析,模型计算结果与监测及野外调查结果吻合较好,潜水渗流场的演化对斜坡稳定性具有控制作用,随着潜水位的升高,台塬周边不稳定区域逐年增加,1990、2000和2010年焦家崖头附近最大位移值分别为0.85、1.19和1.80m。

淤地坝淤积高度对斜坡稳定性影响的定量评估

为了评估淤地坝建设对流域斜坡稳定性的影响,该文基于地理信息系统(GIS)的斜坡稳定性模型(SINMAP),根据实测的土力学参数和野外滑坡与崩塌分布点调查,分析了淤地坝淤积至不同高度时的斜坡稳定性。研究发现,随着流域淤地坝系淤积高度的增加,流域极不稳定区域逐渐减少,而极稳定性区域逐渐增加。随着淤积高度的增加,陡坡区域(坡度>45°)所占比例逐步减少,且与极不稳定性区域的减少呈线性相关。该文总结了淤地坝淤积过程中的"淹没效应",泥沙的淤积,不仅改变了流域坡度组成、缩短了坡长,而且改变了流域的土地利用等因子。该研究可为淤地坝建设提供参考。

剩余推力法及其在斜坡稳定性评价中的应用

在总结已有研究成果的基础上,针对现有的剩余推力法计算公式中没有详细说明应如何考虑降雨的影响,以至在这一问题上目前还存在着很多模糊概念的状况,将降雨对斜坡稳定性的影响进行了系统分类,并尝试着给出了各影响因素的定量确定方法,然后在剩余推力法公式和程序中,加入了这些量化关系。将改进的剩余推力法应用于实例计算表明,计算结果符合实际情况。

函数连分式渐近法在斜坡稳定性概率评价中的应用

介绍了函数连分式方法在斜坡稳定性概率评价中的应用，该方法可方便容易地计算出状态函数对各随机变量的偏导数，从而使传统的安全系数方法和概率评价有机地结合，相互补充。文中给出了研究实例。

风暴潮作用下黄河水下三角洲斜坡稳定性研究

斜坡失稳是河口海岸环境中典型的灾害地质现象之一,其对采油平台、海底管线和电缆的危害性是巨大的。本文以黄河三角洲地区埕岛油田典型海域为研究对象,通过地球物理探测和工程地质钻探获取了10m深度范围内海底土体的分层情况和各土层的物理力学特征,利用GEO-SLOPE/W软件对其水下斜坡的稳定性进行了定量计算。结果显示,极端海况下,水下斜坡表层土体存在产生滑移破坏的可能。另外,对该区海底斜坡失稳的机理进行了探讨,认为风暴潮引起的巨浪是其主要诱因。

地下水位上升下黄土斜坡稳定性分析

黄土高原一些地区,由于塬上引水灌溉使得地下水位不断抬升,造成黄土滑坡频繁发生。地下水位变化严重影响着黄土斜坡的稳定性。基于饱和-非饱和渗流理论和延伸的摩尔-库伦破坏准则,结合室内饱和和非饱和试验结果,针对泾阳南塬一典型黄土斜坡,考虑地下水位上升情况下,对其进行了瞬态饱和-非饱和渗流分析;然后将计算得到的瞬态孔隙水压力分布用于斜坡的极限平衡分析。结果表明:地下水位上升对暂态渗流场和斜坡稳定性有明显影响;考虑非饱和渗流和吸力强度的边坡稳定分析方法更加符合实际情况。

黄土不稳定斜坡稳定性评价及后续趋势分析

为有效评价不稳定斜坡的稳定性及其后续趋势,结合不稳定斜坡所处地质条件,利用传递系数法开展了不稳定斜坡的稳定性初步评价,通过非趋势波动分析方法和变形预测综合分析不稳定斜坡稳定性的后续趋势。结果表明:不稳定性斜坡稳定性由南至北逐步变差,尤其北侧局部具不稳定现状特征;不稳定性斜坡的累积变形后续具增加特征,但增加速率的趋势性存在较大差异,其中,BC3监测点还具加速变形特征,其余3个监测点具收敛趋势;经变形预测结果统计,除BC3监测点的后续变形具加速特征外,其余3个监测点的后续变形均具收敛趋势,此结果与DFA分析结果较为一致,因此,不稳定斜坡后续稳定性存在局部变差特征,需尽快开展治理工作。

曹妃甸海底深槽斜坡稳定性分析与评价

海底斜坡稳定性受风暴潮、海底地震等诸多不确定因素影响,易发生失稳破坏,产生较大的海洋地质灾害。简要介绍海底斜坡稳定性分析方法,建立曹妃甸深槽典型斜坡计算模型,确定了模型计算的海底地形参数、地层结构参数、土体物理力学参数等指标,利用GEO-SLOPE斜坡分析软件进行海底斜坡稳定性定量计算,分析了工程建设前自然状态下以及在大规模工程建设后海底斜坡稳定性,并模拟分析了在大风浪和地震等极端条件下斜坡的稳定性,确定了海底斜坡失稳空间特征。首次采用数值计算对曹妃甸海底斜坡稳定性进行定量分析评价,可以为类似近海建设工程提供重要的参考作用。

湖北巴东长江公路大桥斜坡稳定性研究

巴东长江大桥是连接209国道和巴东县长江两岸新城区的特大型公路大桥,为一简支梁斜拉桥,长900.5 m,主桥跨度388 m,桥塔高218 m,桥荷重大,安全等级高。桥位区地处长江三峡地质条件最复杂的地区,地形陡峻,河谷切割强烈,褶皱断裂密集,岩体破碎、力学性质差,滑坡、泥石流极为发育,其斜坡稳定性直接关系到大桥的安全。在分析论述桥位区斜坡工程地质条件的基础上,采用非线性弹塑性有限元及块体极限平衡理论模拟了斜坡稳定性,预测了三峡水库蓄水及大桥建成后斜坡稳定性的发展趋势。研究表明:桥荷载、库水位波动和地震是影响斜坡稳定性的诱发因素。水库蓄水及大桥建成后桥位区两岸斜坡稳定性明显变差,有沿T2b3/T2b2岩层交界面失稳的可能,必须加以处理。在分析了斜坡变形破坏对大桥的影响后,提出了处理措施的建议。