某变电站人工堆积边坡稳定性分析

以北京市门头沟区某变电站场地人工堆积边坡为研究对象,基于系统的现场勘察和室内外试验结果,选择典型边坡剖面,应用极限平衡法研究了不同工况下的边坡稳定性,并提出了针对性的防治措施。结果表明:在天然工况下,该人工堆积边坡剖面1-1和剖面2-2均处于欠稳定–不稳定状态;在暴雨工况下,剖面1-1和剖面2-2处均处于不稳定状态,边坡整体上处于不稳定状态。根据边坡稳定性的分析结果,结合工程实际情况,确定桩板式挡土墙为该人工堆积边坡的优化支护方案。

高速公路弃土场堆积边坡的生态防护试验

高速公路弃土场边坡的生态恢复与水土保持是公路建设环境保护的重要内容。在京珠高速公路粤境南段3号弃土场开展试验,探讨弃土场堆积边坡的生态防护技术及其应用效果。结果表明:弃土场采用香根草(Vetiveria zizaniodes)生态护坡技术,香根草在无养护措施的情况下能够快速生长形成密集草带,并具先锋植物的优势,1年后坡面植被覆盖率达100%,乡土植物种类增加到16种以上;而对照坡面植被自然恢复缓慢,仅生长少量本地杂草,植被覆盖率只有15%。香根草护坡效果显著,坡面土壤流失量比对照小区减少95·41%,边坡稳定,在一定程度上可代替浆砌片石骨架植草护坡措施。因此,高速公路弃土场边坡可大力推广应用香根草生态护坡技术。

大型复杂堆积边坡稳定性的离散元分析

与一般高边坡相比,堆积边坡在物质组成、边界条件、力学特性上具有明显差异,其变形与破坏表现出明显的非连续介质特性,传统的边坡稳定分析方法难以反映其失稳方式与破坏过程,而离散元法在分析非连续介质的变形和破坏方面具有较好优越性。以某一大型复杂堆积边坡为依托,首先模拟边坡土体室内三轴试验过程,通过与试验结果对比确定边坡土体的细观力学参数,进而通过建立堆积边坡离散元模型研究其失稳机制,预测其失稳方式和变形过程。结果表明:未开挖前该边坡处于稳定状态,一期开挖完成后边坡上部存在2个潜在滑动体,且表现为沿下伏基岩面的深层滑动;二期开挖完成后,下部存在一较明显滑动体,其失稳会进一步加剧上部两潜在滑动体的变形破坏;整个堆积边坡的失稳表现为沿基岩的自下而上牵引式渐进破坏。

下穿隧道开挖对松散堆积边坡稳定性影响的物理模型试验研究

隧道与边坡的空间展布特征、边坡岩体结构特征、隧道开挖工序、其他影响外因等直接关系到隧道和边坡的协同稳定特性。为探究复杂地质条件下隧道-边坡体系的稳定性,以深圳部九窝弃土场堆积体边坡为研究对象,通过物理模型试验探索隧道下穿开挖扰动影响松散堆积体边坡的变形机理。首先,基于隧道和边坡实际几何特征和空间展布特征,确定最佳相似比,构建上覆松散堆积体边坡的物理模型;然后,开展了降雨条件下大断面隧道下穿开挖与未开挖两种工况的物理模型对比试验,通过分析降雨条件下坡体内部含水率、孔隙水压力和土压力的变化规律,揭示了降雨条件下在松散堆积体边坡下方开挖大断面隧道导致边坡失稳的变形机制;最后,采用具有负泊松比特性的恒阻大变形锚索,提出大跨度隧道的围岩NPR(Negative Poisson’s Ratio)锚索控制措施,并通过数值模拟进行控制效果验证。研究结果表明:经过一定的降雨历时,松散堆积边坡的破坏由表层扩展到深层,主要变形模式为冲蚀型冲沟;隧道下穿开挖会形成较大范围的松动圈和临空面,当边坡冲沟掏蚀区与隧道松动圈重叠后,隧道内易发生涌水、局部塌方等灾害,继而诱发上覆边坡出现局部滑塌破坏现象。采用NPR锚索对下穿隧道围岩进行高预紧力应力补偿控制,隧道拱顶下沉和上覆边坡变形均得到有效控制,为类似工程背景的隧道支护和边坡加固方案的设计提供新的思路。

阜新南环城路K13～K14段煤矸石堆积边坡稳定性影响因素的敏感性分析

基于正交试验设计和极限平衡方法,对煤矸石堆积边坡进行稳定性分析,对正交试验设计结果分别进行极差和方差分析。极差、方差计算结果表明,煤矸石边坡失稳诱发因素中,降雨强度对稳定性的敏感性最大,降雨持续时间、外荷载对煤矸石堆积边坡稳定性敏感性较小,可为工程实际病害防治提供参考依据。

双向地震作用下崩塌堆积体边坡动力模糊可靠性分析

考虑崩塌堆积体边坡岩土体参数随机性和模糊性,以及地震力双向性,建立一种边坡地震动力模糊可靠度计算方法,针对竖向地震力对崩塌堆积体边坡稳定可靠性的影响进行进一步研究。首先,选用动力有限元时程分析法计算出双向地震工况下崩塌堆积体边坡的响应特征,并运用模糊理论对强度参数进行模糊性处理;然后,根据Mohr-Coulumb强度准则构建边坡安全系数与可靠度的时程计算模型;最后,采用边坡地震可靠性评价新方法,通过MATLAB编写相应程序,实现计算和分析结果的快速输出。案例结果表明:新方法计算结果更加合理,对工程而言也更加安全;竖向地震作用均对崩塌堆积体边坡整体可靠性存在影响,但影响程度需根据工程实际情况进行分析。在算例工况下,竖向地震对崩塌堆积体边坡的可靠性影响很小,仅使得可靠度降低3.55%,因此,可仅考虑水平地震的影响。

强降雨对库岸堆积体边坡稳定性影响的离心模型试验和数值模拟研究

堆积体广泛分布于我国西南大江大河的河谷地带,在降雨条件下其稳定性直接关系到大坝的安全稳定。设计了水库库岸堆积体边坡强降雨离心模型试验系统,开展了强降雨诱发库岸堆积体边坡失稳离心模型试验,对降雨作用下滑坡地质演化及灾变过程进行研究。基于试验结果,进一步开展数值模拟研究,分析了满库容不同降雨强度下强降雨对不同库水位及堆积体渗透性的边坡稳定性影响。结果表明:水库蓄水阶段堆积体边坡前缘在浮托力和泡水软化作用下造成抗滑力下降。但指向坡体内的渗透压力对坡体起到加固作用。两种竞争机制作用下产生的后缘细微裂缝对降雨阶段边坡变形发展产生重要影响。降雨主要造成坡表侵蚀及径流,少部分从裂缝入渗造成后缘浅层下沉。若不加处理,则边坡有可能发生推移式整体破坏。因此,库岸堆积体边坡后缘裂缝的处置是地质灾害防治的关键。

堆积层边坡抗滑桩稳定性分析及优化设计

文中以湖北某高速公路堆积层边坡抗滑桩加固工程为依托,采用有限元模拟,对边坡稳定性指标进行研究,基于正交试验法,对抗滑桩的桩间距、桩排距、桩位、桩长4个参数进行分析,并据此对抗滑桩的布设进行优化,达到提高边坡稳定性、改善抗滑桩支护效率与受力模式的目的。

松散堆积体填料边坡稳定性分析

文章基于四川某高速公路沿线的实地踏勘调研和实测数据,采用Ansys软件建立沿线松散堆积体填料边坡数值模型,分析了堆积体填料高度、顶部平台宽度、坡度等影响松散堆积体堆积稳定的因素。通过改变填料边坡单边高度和坡度等参数,对堆积坡体的安全系数、内部应力和堆积体坡脚位移进行模拟分析。结果表明,采用边坡分级施工的方式可以有效提高松散堆积体填料边坡稳定性,下部边坡坡度参数变化对于填料边坡稳定性具有决定性的作用。

堆积层边坡与平行穿越隧道相互作用试验研究

为探讨堆积层边坡坡体变形挤压力对平行穿越隧道支护结构的作用规律,以实际工程为原型,通过大型室内模型试验,探讨堆积层边坡平行穿越隧道在坡体变形挤压力作用下的承载受力变形致灾机理。结果表明:变形挤压力模拟荷载在16~48 kN期间,坡面未发生明显变形,基岩与堆积层交界区域隧道拱顶出现拉应力集中,基岩与堆积层交界区域的隧道拱底受压;模拟荷载在48~64 kN期间,隧道洞口区域坡面出现裂缝,隧道拱顶向下弯曲变形,基岩与堆积层交界区域的隧道拱顶应变突变,并发生开裂;模拟荷载在64~80 kN期间,坡体表面发生局部垮塌,隧道位移发生突变,隧道受到的坡体挤压力集中于靠近基岩1/3处拱顶,隧道抵抗坡体挤压变形的能力逐渐丧失,边坡失稳。建议在隧道洞口上方坡体设置锚索进行加固,对基岩与堆积层坡体交界面附近的隧道支护结构采用衬砌加厚、套拱等措施。

偏远山区混合堆积体边坡失稳加固处置研究

依托澜沧江沿江公路边坡工程实例,分析边坡混合堆积体特点及失稳变形特征,运用强度折减法原理和Midas GTS/NX有限元软件对边坡变形失稳过程、逐级开挖防护过程进行对比模拟分析;研究混合堆积体边坡失稳变形演化机制,模拟锚杆框架、锚索地梁、调整纵坡路基填筑等加固处治效果。

某涉水崩滑堆积体边坡地震致灾机制综合评估

弄清高烈度区涉水边坡在地震、库水和人类工程活动综合作用下的坡体扰动劣化机制,是边坡稳定性评价的核心,也是采取有效应对措施的前提。依托某库区历史崩滑堆积体边坡,在搜集得到的勘察设计资料、三峡移民局蓄水及滑坡通报、参建单位往来函件、历史地震资料基础上,结合地面调查和数值计算,采用时空序列分析方法,探讨了该边坡致灾主导因素、坡体扰动程度和稳定性劣化机制,综合评估了工程处置的可行性,所得主要结论如下:(1)工程建设对该库区边坡的扰动和稳定性影响可控;永善和鲁甸两次地震对边坡均有影响,但多达1339次余震的鲁甸地震对该边坡岩土体震松效应影响最大,高水位加剧了震松岩土体的饱和软化,造成该边坡目前整体处于基本稳定-欠稳定状态,坡体前缘处于欠稳定-失稳状态。(2)该边坡坡顶和坡面发育的不良地质和不稳定现象为历史变形迹象,没有继续发展现象;但坡脚临牛栏江到金沙江一线,坡面破坏痕迹新鲜,下部边坡已经严重威胁结构安全。(3)极限平衡分析揭示边坡由勘察阶段的整体稳定,到两次地震作用后的基本稳定-欠稳定状态,达到1.30安全标准所需要加固力为20015~197421 kN/m、加固深度60~180 m、加固范围350~980 m,很难通过工程措施达到加固安全目标。(4)综合评估认为该涉水边坡潜在变形破坏范围深大,无法通过工程加固措施使得边坡满足工程稳定性要求,建议舍弃在建工程。

川北某变电站堆积体边坡稳定性及加固措施分析

为解决山区变电站建设过程中基坑周边的堆积体边坡稳定性和设计优化问题,以川北某变电站基坑高边坡为例,结合监测数据,采用FLAC 3D对该边坡各阶段暴雨工况进行数值反演,揭示其应力、塑性区、位移和稳定性规律,定量评价支护措施的作用效果,并模拟改进的支护方法,以期选取最优方案。结果表明:降雨入渗堆积体及后缘拉裂缝,加剧了软弱滑动面的贯通趋势;于露空区增设抗滑桩与腰梁,最大位移监测值与模拟值较初期支护分别减小74.7%和67.8%,其挠度曲线存在明显拐点;采用预应力锚杆加固土体,安全系数从1.06回升至1.41,支护效果提升较明显。对于堆积体边坡,降雨是其失稳的主要影响因素,可施加预应力锚杆以改变边坡牵引破坏模式,提供抗拉承载力,降低雨水入渗影响,有效控制坡体变形。

降雨条件下隧道与堆积层边坡相互作用机理研究

堆积层边坡具有结构松散、渗透性强和易受施工扰动等特点。隧道开挖与降雨入渗均可导致堆积层坡体产生挤压变形,使隧道支护结构因围岩压力增加发生变形和开裂,影响其安全。本研究以湖南省某山岭隧道工程为背景,采用有限元数值方法,分析在不同工况下堆积层边坡与平行穿越隧道之间的相互作用和堆积层坡体的变形机理,探讨在降雨入渗条件下,隧道穿越堆积层边坡时,隧道支护结构和堆积层坡体受力变形的时空变化特征。研究结果表明:降雨入渗使堆积层坡体及平行坡向穿越坡体的隧道衬砌结构的应力和变形增大。其中,堆积层坡体前缘和坡面位置受施工扰动和降雨入渗作用的影响最明显,位于堆积层内部的隧道衬砌结构拱顶处的受力变形比其拱腰处的受力变形更大,降雨强度的增大会显著提高该影响效应,且降雨诱发的隧道拱顶位移变形具有一定的时间滞后性。

基覆面形式对堆积体边坡失效风险影响分析

为探究基覆界面变异对边坡失效风险的影响,考虑土体参数的互相关性、自相关性以及多因素影响,基于Python对ABAQUS有限元软件的二次开发,生成二维互相关随机场,实现拉丁超立方抽样下的基覆型边坡非侵入式随机分析,获得不同断面形式的可靠性变化规律差异。通过正交设计试验法研究基覆形式、内摩擦角和黏聚力变异、波动范围及相关系数6因素共同作用下边坡失效风险演化规律,评估堆积体边坡失效风险的关键因素。结果表明:随内摩擦角变异性增大,边坡可靠度指标呈现陡减段、缓减段、平缓段三段式递减;基覆界面形式对边坡的失效风险影响显著,随黏聚力变异系数、垂直波动范围、水平波动范围、相关系数变化,呈近似线性递减规律,但变化幅度各异。岩土体参数空间变异性增大以及相关性的减弱将显著增大基覆面形式对堆积体边坡可靠性的影响力,需充分考虑地层特性,建立三维模型进行稳定性验算,提高风险评估的准确性。

堆积层边坡人工降雨致滑的原位监测试验研究

降雨可引起堆积层边坡失稳。为了研究降雨入渗诱发堆积层滑坡的失稳机理以及边坡性状随时间变化的特性，选取贵州晴隆一个典型堆积层边坡进行人工降雨模拟试验和原位综合监测。结果表明：堆积层边坡在降雨入渗影响下多发浅层松弛型破坏，滑动变形区为坡面以下0～4m之内，变形量以坡面最大，从坡面到坡体深部逐渐减小；在实施人工降雨2h，平均入渗率为86%之后，入渗率由于地表径流的增加而随时间逐渐减少，一段时间（6h）之后，入渗率降到一个相对稳定值（50%）；降雨入渗造成土体中孔隙水压力增加，致使边坡土体的抗剪强度由于有效应力的减少及土体吸水软化而降低，降雨入渗的这一双重效应是降雨诱发堆积层边坡失稳的主要原因之一。

库水位升降作用下大型堆积体边坡变形破坏预测

库岸边坡的变形破坏及稳定性研究是目前国内外研究的热点之一。基于水电站库区一大型堆积体边坡,通过现场原位直剪试验获取岩土体的力学参数,利用岩土数值分析FLAC3D软件,考虑了堆积体与基岩基覆接触带介质的应变软化特性,对水库蓄水和下降过程中边坡的变形破坏特征进行了分析预测。结果表明,在库水升降作用下变形主要发生在堆积体内部;根据堆积体的变形特征可分为3个区:前缘牵引变形区,变形量最大;中间过渡区,变形量最小;后缘被牵引变形区,变形量介于前缘和中间之间。模拟过程中,在坡体的不同位置设置位移监测点,得到了蓄水和水位下降过程中各监测点的位移时程曲线,监测结果显示,水位下降时堆积体前缘易形成局部失稳。通过剪应变增量判断堆积体边坡在库水作用下可形成2个潜在的滑动破坏面。

堆积层边坡开挖致滑的原位监测试验研究

近年来,随着高速公路、大型水利工程、深基坑工程的兴建,人为开挖边坡引起的工程事故越来越突出,尤其是在以堆积覆盖层为主的西部山区,人类的工程活动已经成为地质灾害的主要诱发因素。为了对切坡开挖诱发下的堆积层边坡的失稳机制有较深入的了解及研究边坡性状随时间变化的一些重要特性,在贵州晴隆选取一个典型的堆积层边坡进行现场开挖试验和原位综合监测。研究结果表明:堆积层边坡在切坡开挖影响下多发为浅层牵引式破坏,滑动变形区为坡面以下0～4 m之内,变形量以坡面最大,变形形态为从坡面到坡面以下逐渐减小的松弛变形;此类堆积层边坡切坡开挖的警界临空高度为3 m,临空高度超过3 m的边坡应采取适当的防范措施;边坡开挖后裸露的堆积层边坡,在强降雨的影响下易发生滑塌事故,应提高警惕。

地震作用下堆积体边坡振动台模型试验及抛出现象分析

国道213线都江堰–汶川段普遍发育着堆积体边坡。在"5.12汶川地震"中,此类边坡更易发生滑坡灾害,并伴有独特的山石抛出现象。结合堆积体边坡实例进行振动台模型试验,研究堆积体边坡在多次地震作用下结构损伤累积并最终发生失稳的特征及边坡破坏模式。试验结果表明:堆积体边坡中上覆堆积体与下部基岩存在动力响应差异,边坡滑坡形式不同于静力失稳,表现为裂缝一旦出现便迅速扩展,边坡坡肩处部分小块体在水平和垂直向动力耦合作用下与原结构脱离抛出,这与汶川地震后边坡调研中发现的抛出现象一致。分析了模型边坡块体抛出现象与裂纹形成角度的关系,只有当裂纹角度和竖向加速度组合满足一定的触发条件时,才可能出现抛出现象。

地震作用崩塌堆积体边坡稳定性分析

采用反应谱法考虑地震作用的动力特性,使用有限元方法,分析地震作用下崩塌堆积体边坡的稳定性;结合具体的工程实例,分析按反应谱法考虑的有限元计算结果的应力、位移变化,给出了安全系数计算方法,并与拟静力法计算结果进行对比分析,表明本文方法较合理,从而探讨了反应谱法在崩塌堆积体边坡稳定性分析中的应用前景。