水位变化引起分层边坡滑坡的实验研究

通过对分层的边坡在水位变化时滑坡的模拟实验,考察了分层坡体的滑坡模式、坡体变形、破坏和渗流引起的滑坡,重点考察了水位涨落速度对坡体稳定的影响,以及坡面从产生张拉裂缝直到形成滑面的整个过程,并对这类滑坡中的现象给出了定性解释。最后用有限元对实验坡体进行了应力和位移的静力场分析,计算结果与实验结果基本一致。

水位涨落引起分层边坡滑坡的机理分析

基于分层边坡在水位涨落时发生滑坡的模拟实验,简要描述了实验中的主要现象,计算了实验模拟的分层坡体内与水位变化直接相关的动态渗流场、孔隙水压力场与渗透速度场分布。根据计算结果,对水位变化导致坡体变形失稳的机理进行了分析,为这类分层边坡滑坡的治理提供了依据。

分层排土场边坡降雨入渗过程及稳定性分析

针对岭南沿海地区露天矿山排土场边坡分层特征,基于分层边坡降雨入渗模型,计算在一定降雨强度下雨水入渗深度,采用有限元强度折减法计算得出安全系数,结合工程实例,用数值模拟确定不同降雨入渗条件下的体积含水率、降雨入渗深度以及安全系数的变化,进行边坡稳定性分析。结果表明:降雨强度与渗透系数的关系对土体体积含水率的分布影响显著,建立的分层边坡雨水入渗深度理论计算结果与数值分析得到的结果基本一致,表明该公式能较好地反映分层边坡降雨入渗过程,在降雨初期以及湿润锋到达土体分层界面时,安全系数降幅最大,随后安全系数降幅逐渐减小且趋于稳定。边坡整体稳定性良好,现场位移监测结果验证了计算结果的合理性。研究成果为分层边坡降雨入渗灾害防治提供理论依据。

基于强度折减法的边坡安全系数影响因素分析

针对分层边坡,首先探讨了网格密度和边界范围对安全系数的影响,然后研究边坡最上一层土的剪胀角、弹性模量、泊松比及抗拉强度发生变化对边坡稳定性的影响及边坡变形特征.研究结果表明:网格密度对边坡的安全系数影响较大,当网格尺寸为1.0m时,求得的精度较高;分层边坡最上层土的剪胀角变化对边坡的安全系数影响明显,同时边坡发生变形破坏时对水平位移影响较大;弹性模量和泊松比对边坡变形的影响较小,抗拉强度基本上不影响边坡的稳定性.

多层边坡的加权位移反分析方法

利用传统反分析方法对边坡,尤其对含有软弱夹层或者多个土层的边坡进行参数反演研究时,易导致反演结果的不精确。针对分层边坡的位移特点,计算了每个土层的"宏观"位移,并将其用于参数反演。根据滑动面对边坡位移的影响,利用模糊数学中的隶属度概念,求得每个土层的位移权重。在此基础上,构建了新的目标函数,并利用工程实例计算了本文方法和传统方法的目标函数敏感度。结果表明,本文方法的目标函数敏感性较大,效果较好。

Bishop法的半解析解及其广义数学模型

为提高边坡稳定性分析精度,降低其计算量并扩大其适用范围,基于Bishop法利用微分分析工具,将传统Bishop法的连接数学模型转化为积分数学模型。将隐式积分数学模型转化为显式的积分数学模型,即将边坡的最小安全系数表示为滑弧位置和半径的函数。利用多元函数求极值的数学原理,得到该函数取最小值时应满足的方程组,将求解边坡最小安全系数的问题转化为方程组求解问题,从而有效的避免了浩繁的计算量和函数发散的风险。为了进一步提高半解析Bishop法的适用性,基于广义积分数学模型,对于异形边坡和非连续分层边坡进行了处理,使得其计算量较少,得到的结果精度较高、适用性较广。

Analytical solution for slope instability assessment considering impact of confined aquifer

An analytical approach was presented for estimating the factor of safety(FS) for slope failure, with consideration of the impact of a confined aquifer. An upward-moving wetting front from the confined water was assumed and the pore water pressure distribution was then estimated and used to obtain the analytical expression of FS. Then, the validation of the theoretical analysis was applied based on an actual case in Hong Kong. It is shown that the presence of a confined aquifer leads to a lower FS value, and the impact rate of hydrostatic pressure on FS increases as the confined water pressure increases, approaching to a maximum value determined by the ratio of water density to saturated soil density. It is also presented that the contribution of hydrostatic pressure and hydrodynamic pressure to the slope stability vary with the confined aquifer pressure.