地震作用下双层土质边坡稳定性上限分析

为探究地震作用对双层土质边坡稳定性的影响,基于极限分析上限理论,建立了地震作用下双层土质边坡旋转破坏机构。采用拟静力法简化地震荷载作用,推导了双层土质边坡安全系数表达式。分析土体黏聚力比、边坡坡角以及地震作用对双层土质边坡稳定性及其滑动面参数的影响。研究结果表明:在水平地震作用下,随着黏聚力比的增大,边坡安全系数呈非线性增大且潜在滑动面变浅;当水平地震作用增强时,边坡失稳破坏范围显著加大;随着竖向地震系数及黏聚力比的增大,边坡安全系数略微降低;水平地震作用增强时,竖向地震作用对边坡稳定性的影响逐渐增大,此时需要考虑竖向地震的影响。

水-气耦合下的土质边坡稳定系数场分析

传统边坡稳定性分析方法仅对潜在滑动面进行整体稳定性评估,无法获取各点的安全系数.基于稳定系数场理论,综合考虑水-气耦合作用,对降雨条件下边坡稳定性进行分析.结果表明:1)稳定系数场法能够直观地体现水-气耦合作用下边坡的具体破坏区域,得到各点的安全系数;2)孔隙气压力对边坡降雨入渗有一定阻碍作用,并且随着降雨时间的推移阻渗效果愈明显,相同条件下降雨40 h时,两相流湿润锋深度较单向流减小了28.6%;3)相同条件下,考虑水-气耦合作用将降低边坡稳定性,以降雨40 h为例,两相流边坡失稳面积约为单向流的1.7倍.因此,在实际工程中对边坡稳定性分析时考虑水-气耦合作用,工程偏于安全.

位移监测分析大型土质边坡稳定性的应用研究

研究目的:大型不稳定土质边坡变形具有持续时间长、深部位移隐蔽性高及失稳破坏性大等特点。根据位移监测成果资料,结合斜坡体工程地质环境条件,研究坡体变形特征,分析位移变化机制,综合评价坡体变形趋势及稳定性。研究结论:(1)根据地表位移监测数据分析,坡体不同位置水平位移量差异明显,前缘最大,后缘最小;(2)根据深部位移监测数据分析,坡体处于蠕滑变形阶段,存在浅层和底层两个潜在滑面,浅层滑面埋深3~10 m,平均约6 m,深层滑面位于土石界面处,埋深25~51 m,浅层位移量大于深层;(3)综合分析地表位移及深部位移监测数据,坡体变形具有季节性和多层性特征,蠕动变形处于持续发展状态且呈加剧趋势;(4)本研究成果可为大型土质斜坡体稳定性评价工作提供参考。

基于层次分析法的土质边坡风险分区研究

传统边坡监测侧重于边坡整体,对边坡的局部变形破坏关注度较低,且传统监测技术精度低、时效性差,无法实现对局部变形的及时捕捉。为此,笔者以土质边坡为研究对象,首先,基于层次分析法构建了边坡危险性等级模型,依据危险等级对边坡进行了监测分级;然后,对不同监测等级边坡制定初始分区和分区优化方案,实现对边坡的分区划定;最后,结合重庆万州某高速土质边坡对提出的分区技术体系进行了可行性和可靠性验证。研究结果表明:基于边坡分区进行针对性监测,可实现局部变形的快速捕捉;边坡分区监测相比常规监测的设备非冗余布设水平更高;依据边坡分区制定的监测方案更科学、监测结果更可靠,表明分区技术体系可行,可为其他类型边坡监测提供新的解决思路。

土质边坡非饱和渗流及其稳定性研究

为研究降雨过程及雨停后土质边坡整体渗流场及稳定性变化情况,运用FLAC^(3D)软件对其进行数值模拟分析,并采用室外降雨模拟试验验证模拟结果。研究结果表明:降雨入渗过程中从坡脚开始破坏,主要表现为浅层滑动;降雨停止初期,雨水会继续下渗,湿润峰深度持续下移,安全系数仍有下降的趋势;雨停中后期,随着土体水分的减少,安全系数开始回升;降雨强度与坡度的增大对边坡稳定性不利。研究结论为解决非饱和土流-固耦合问题提供新思路。

土质边坡数值模型稳定性的求解精度研究

为尽可能提高土质边坡模型在数值模拟求解过程中的精度,在前人研究的基础上引申了3个影响边坡模型稳定性精度的主要问题,一是模型边界尺寸应该如何确定,二是初始应力场的求解方法应该如何选择,三是边坡模型的网格划分应遵循什么原则可以满足模型的计算精度。基于此,以多个学者研究的典型边坡案例为研究对象,采用FLAC3D对以上3个问题进行了分析并解决。首先,讨论了目前模型边界尺寸确定存在的问题,引入数值模型的复合位移作为判据之一与边坡稳定系数共同确定新的模型边界尺寸原则,在前人基础成果上对边界尺寸原则进行了局部优化,精简了计算模型,并通过实例验证其正确性;其次,讨论了目前初始应力场搭建存在的问题,通过模型稳定系数云图、塑性区应变增量、坡顶位移综合分析弹性求解与弹塑性求解初始应力场的区别,确定了不同的适用情况;最后,分析了目前网格尺寸划分存在的问题,建立不同高度不同网格密度的边坡模型,确定了一种较为合理的网格划分原则。以上3种情况均采用大量边坡模型进行了准确性验证,并采用极限平衡法中的Corps of Engieers#1法及Bishop法作为校核,结果显示,边坡模型计算结果与极限平衡法计算结果极为接近,并且复合位移、最大剪应变增量等判据均满足应力应变分布规律,在一定程度上提高了土质边坡模型在数值模拟求解过程中的精度,具有普遍适用性。

某营运高速公路类土质边坡的稳定性分析及加固设计

某高速公路类土质边坡表层为坡积土,下伏强风化—弱风化泥页岩,公路营运巡检中发现该边坡出现变形破坏迹象。对该类土质边坡变形破坏发展过程、成因及稳定性进行分析研究,研究结果表明,该边坡破坏形式为浅层牵引式滑坡,分别利用有限元强度折减法和瑞典圆弧滑动面法对边坡的稳定性进行分析计算,计算结果显示,正常工况下和非正常工况I(暴雨)下边坡都处于不稳定状态,经综合分析结合稳定性计算,提出采用封闭坡表裂缝+预应力锚杆格梁+仰斜排水孔进行治理,加固后的监测数据验证了边坡的稳定性和治理方案的可靠性。研究成果可为类土质边坡滑坡灾害防治提供参考。

土质边坡稳定的破裂函数分析法

土质边坡稳定性对黄土高原地区工程建设的安全性具有重要影响,其中,极限平衡法的应用最为广泛。传统的边坡稳定分析方法一般都将滑动破裂面视为圆曲线,但实际上,大多数土质边坡的破裂面更接近抛物线而非圆曲线。基于以上认识,依据极限平衡理论,利用微积分方法,求解了四种基本边坡的滑动破裂面曲线——破裂函数,并确立了相应的滑动比函数,共建立9组基本公式,对求解的破裂函数进行了黄土滑坡的实例验证,结果表明抛物线型破裂函数分析法及其计算公式具有普遍的合理性和准确性。

风化花岗岩类土质边坡稳定性影响因素分析及防护设计研究

为研究广东丘陵地区风化花岗岩类土质边坡稳定性影响因素及防护措施,基于广州某区风化花岗岩类土质边坡项目,从地形地貌、地层岩性、气象条件特点等方面进行影响因素分析,并建立模型开展降雨强度、降雨持续时间对边坡稳定性的影响分析研究。从生态护坡角度研究并提出采用截排水设计与生态护坡结合的设计建议,从而更好地解决广东地区土质边坡发生浅层滑坡、崩塌型地质灾害的问题。

降雨型土质边坡稳定性三因素图谱评价方法研究

降雨是边坡工程易发环境中一个重要的触发因素。以安溪县某边坡为例,采用有限元法和强度折减法相结合的方法,综合分析降雨强度、持续时间和边坡稳定性安全系数三因素之间的关系,建立三者之间的三维关系数据图谱。通过三维数据图谱,直观表达了降雨强度、持续时间和安全因素之间的复杂关系,为边坡稳定性分析提供了新的视角和理解。结果表明:降雨强度和持续时间,对边坡安全系数和边坡变形有显著影响。建立降雨强度和持续时间的多因子三维图谱,由安全系数划分出边坡在不同降雨工况下的评价等级,更直观地表达了数据之间的变化趋势和交互特征。

土质边坡滑坡灾害的分级预警判据

为解决同一土质边坡在不同变形阶段的形变规律不同,单一预警指标无法表达土质边坡在整个变形过程中的动态变形特征问题,以角位移场、边坡宏观变形迹象、安全系数为预警指标,提出土质边坡滑坡灾害分级预警方法,基于室外模型试验建立各边坡剖面在不同变形阶段内的角位移场,采用Levenberg-Marquardt优化算法拟合同一场内的角位移,构造动态分级预警阈值表达式;结合现场调研和相关规范,分别提炼以边坡宏观变形迹象、安全系数为指标的标准阈值;建立以角位移场、边坡宏观变形迹象、安全系数为预警指标,以蓝色(注意级预警)、黄色(警示级预警)、橙色(警戒级预警)、红色(警报级预警)的土质边坡滑坡灾害四级预警机制,充分利用多源信息,实现边坡失稳的及时有效预警,实现土质边坡稳定性变化发展的动态管控。

植被选型在某铁路土质边坡生态恢复中的应用研究

生态护坡技术应用于生态敏感区,可以有效地解决工程活动带来的生态问题。为了保护铁路沿线的生态敏感区,促进工程建设与生态环境的协调发展,实现经济社会与自然环境的长足发展。本文以四川省境内的某铁路段为研究区,分析了铁路沿线的气候、工程地质条件及植被生长发育状况,建立了基于层次分析法的植被选型模型,总结了适用于研究区土质边坡生态恢复的植被。结果表明:基于层次分析法建立的植被选型模型具有良好的应用效果。草本植物中优选物种为狗牙草、草木犀、羊胡子草、结缕草、高羊茅;灌木中优选物种为紫穗槐、火棘、沙棘、多花木兰、马桑;乔木中优选物种为青?、构树、冷杉、马尾松、柳杉;藤本植物中优选物种为葛藤、三叶木通。基于优选植被进行的边坡生态恢复取得了良好的生态效应。

广东某格构梁锚杆联合加固的土质边坡稳定性分析

本文以广东某边坡为例,使用Midas GTS NX分析了天然状态、暴雨作用和地震作用下的格构梁联合锚杆加固的土质边坡稳定性。分析结果表明加固边坡在暴雨作用和地震作用下为欠稳定状态。典型边坡剖面1在极限状态下的潜在滑移面位于第一级边坡底部,滑移面深度超过锚杆深度,实际的滑坡破坏特征与计算结果吻合。典型边坡剖面2的潜在滑移面位于第三级边坡顶部。研究成果为该边坡加固处理、监测提供依据,也为类似的边坡支护工程提供施工、设计经验。

基于数字化监测的土质边坡监测分级及稳定性分区方法研究

为实现土质边坡的监测分级、提升监测设备的非冗余布设水平,先结合土质边坡稳定性影响指标的归一化取值和采用层次分析法确定的指标影响权重,构建了分区危险性评价模型;再基于边坡分区危险性系数进行了边坡危险性分级,并结合规范标准建立了与其相匹配的监测分级及设备布设数量建议;最后结合实际工程验证了该方法的可行性和可靠性。研究结果表明:1)基于土质边坡监测分级的影响指标选取相对合理;2)分区危险性评价模型可行;3)相较常规边坡监测方法,根据边坡危险性进行分级监测更符合边坡工程实际,设备的非冗余布设水平更高。研究结果可供不同类型边坡的监测作业参考。

基于离散元法的降雨诱发土质边坡滑坡模型

降雨是导致土质边坡滑坡失稳的主要因素之一,数值模拟是研究这一过程的好方法。本研究采用离散元颗粒流力学体系,并引入达西定律和Van Genuchten水力模型,提出一种基于离散元法的渗流场—变形场耦合模型。以雨水充沛地区的某煤矿排土场边坡为例,运用数值技术模拟降雨入渗过程中土质边坡的渗流和滑移行为,系统分析时间序列下边坡水分场和位移场的分布特征及其演化规律,验证模型有效性。

降雨条件下浅层土质边坡稳定性流固耦合分析

降雨条件下浅层土质边坡稳定性具有复杂性与不确定性,难以通过单一因素作出客观准确地评价。为了探究不同降雨强度和历时条件下黄平县某浅层土质边坡稳定性的变化规律,采用岩土试验和数值模拟相结合的方法,通过编写FISH语言实现降雨对边坡稳定性的动态耦合求解。通过岩土试验得出杂填土和黏土层的渗透系数,FLAC^(3d)数值模拟采用流固耦合理论能够综合考虑降雨条件和土体特性对边坡稳定性的真实影响。结果表明,雨水入渗使土体强度降低,杂—黏界面是潜在不稳定最主要的薄弱结构面;最大孔隙水压力集中区域随降雨强度增大逐渐向边坡内部转移;边坡张裂缝可将暴雨(100 mm/d)形成的地表径流快速导入杂—黏界面使其加速活化,边坡更快进入欠稳定状态(F_(s)=1.15)。

钢管桩挡土墙在遵义某土质边坡支护中的应用

遵义某8m高的永久性土质边坡,拟采用挡土墙的支护方案。因地基承载力不足导致挡墙的整体稳定性不满足要求,需采用换填或注浆固结等传统处治措施解决承载力不足的问题,由于传统处治措施成本较大,检测处治效果工期较长,考虑经济性,拟在挡土墙下部设置钢管桩,对上部的挡土墙起到有效的支撑作用,即钢管桩挡土墙。由于遵义地区土质边坡较多,钢管桩挡土墙支护措施具有一定的经济性和便捷性,该文可为类似的场地提供一定的参考。

220 m级高土质边坡快速施工关键技术研究

海南迈湾水利枢纽工程主坝土质边坡高220 m,支护形式复杂。针对高土质边坡快速施工难点,本研究提出了多个小台阶多个支护面同步施工工法,通过试验优化了锚索施工工艺和锚墩模板施工工艺,形成了一套适用于热带季风气候高土质边坡锚杆、锚索施工工艺,提高了边坡开挖支护施工质量及进度,边坡开挖支护完工时间较总进度计划提前近2个月。该研究可为今后高土边坡快速施工提供参考。

不同降雨持续时间条件下土质边坡的稳定性分析

降雨持续时间是影响边坡稳定性的关键因素之一。针对降雨持续时间对土质边坡稳定性的影响机制,结合实例土质边坡,利用数值模拟技术,分析降雨对土质边坡的土体饱和度、孔隙水压力、位移变化以及安全系数的影响。结果表明,随着降雨持续时间不断增长,边坡安全系数逐渐减小,减小速率随降雨持续时间的增长呈先增大后减小的趋势。为了避免边坡失稳,应将降雨持续时间作为重要考虑因素之一。

基于SLOPE/W软件的某露天矿土质边坡稳定性分析及防治措施探讨

露天矿山边坡稳定性,一直是全国各露天采矿企业重点关注的对象,边坡稳定性系数的高低影响着矿山的开采规模、开采方式、生产流程及生产规划,甚至决定着矿山是否能正常生产的问题。为研究某拟开采露天矿山安全生产设计边坡稳定性分析,利用Slope/w软件建立了边坡计算模型,对其上部土质边坡用极限平衡分析法中的 Morgenstern-Price法计算边坡稳定系数,综合评价边坡稳定性,并据此提出了相对应的防治措施。