水位骤变下渠道衬砌边坡破坏问题研究

以某长距离调水工程为背景,在概述渠道典型断面及排水细部构造的基础上,对典型渠段衬砌边坡损毁情况展开实地调查,比较分析非饱和渗流对边坡稳定性影响后,对强降雨作用下渠道衬砌边坡饱和-非饱和渗流场进行了有限元分析;在概括调水渠道衬砌边坡破坏原因后,有针对性的提出处治工程措施,加固效果较为理想。

库水位骤变下滑坡–抗滑桩体系作用三维分析

库水位上升产生的浮力作用和库水位骤降时产生的渗透动水压力,将改变原有的水–边坡作用环境与条件,不利于库区边坡稳定。结合三峡库区马家沟I号滑坡的现场监测成果以及库水位波动数据,利用数值模拟方法,建立真三维模型。采用有限差分程序软件内置的Fish语言将分别考虑库水位上升和下降对坡面产生的静水压力作用、动水压力作用耦合于有限差分程序软件,对滑坡在库水位骤然上升与下降的位移和应力场进行分析,研究应力–渗流耦合作用下抗滑桩加固库区滑坡位移和受力特征,探讨滑坡–抗滑桩相互作用体系的防治效果。结果表明:抗滑桩与土体形成土拱效应以及抗滑桩阻滑效应相互作用下防治滑坡效果明显;库水位骤降产生的动水压力相比于库水位骤升产生的静水压力对滑坡–抗滑桩作用体系的减弱作用更大;数值模拟方法为对库水位骤变下滑坡–抗滑桩体系相互作用三维分析具有一定的指导意义。

水位骤变下土石坝非稳定渗流及稳定分析

以库水位骤变全过程为分析工况,基于非稳定渗流理论,考虑渗透系数与基质吸力之间的非线性关系,研究了典型土石坝工程的非稳定渗流场变化规律和渗透稳定性,并对坝坡瞬态抗滑稳定系数进行了计算。结果表明:水位骤变过程中,坝体处于非稳定渗流状态,浸润线呈突起弯曲状并不断变化,且水位变化速率越快,弯曲越明显;水位骤升阶段,非稳定渗流场等势线整体向上游偏移,对应大坝典型部位的渗透坡降明显大于该水位时稳定渗流场的,且水位上升速率越大,渗透坡降越大,超过允许渗透坡降时可能发生渗透破坏;上游坝坡在非稳定渗流阶段的瞬态稳定安全系数变化较大,水位升高对其稳定有利,水位骤降超静孔隙水压力来不及消散,形成反向渗流,坝坡稳定性降低明显,且水位下降速率越大,稳定性越低。

水位骤变条件下河流崩岸模型试验及机理研究

为研究水位骤变条件下河流崩岸的形成机理,结合现场调研及室内模型试验,分析了水位骤变条件下河流崩岸过程及孔隙水压力的变化规律。结果表明,在水位上升过程中,水土结合部位易产生裂缝,并不断拓展形成贯穿性裂缝,影响岸坡结构完整性,同时局部区域产生坍塌现象形成临空面,为后续坡体大规模坍塌提供条件;水位骤降后,由于水体惯性牵引,坡脚掏空,失去支撑,坡体发生整体下滑(由试验前的45°坍塌成31°),产生条崩现象;在库区水位骤降时,坡体内孔隙水压的消散速度低于坡前水位骤降速度,土体内外形成较大的水压力梯度(孔隙水压力),进而诱发大规模崩岸。揭示的河流崩岸内在机制,对于库岸安全管理具有较大的参考价值与实际意义。

库水位波动对土石坝稳定性影响研究

本文基于数值模拟研究了库水位骤变对土石坝上下游坝坡稳定性的影响。计算结果表明,库水位骤升时,上游坝坡稳定系数先增大后趋于平缓,下游坝坡稳定系数随时间先降低后趋于稳定;库水位骤降时,坝坡上游稳定性随时间先减小后趋于平缓,且水位下降速率越大,趋于稳定的时间越短;坝坡下游稳定性随时间先增大后趋于稳定。库水位在骤升和骤降工况下,坝体上下游坡体稳定系数均大于规范要求最小值,坝体安全。

土质堤防边坡稳定安全系数影响因素研究

坡体内外水的作用,会改变影响边坡稳定性安全系数的因素。借助Geo-Studio Slope/W和Seep/W软件模块,建立均质土堤防边坡模型。选择不同的坡角、内摩擦角、黏聚力、坡顶荷载、水位及土体渗透性等参数,研究在内外初始水作用下堤防边坡稳定安全系数的变化规律。结果表明:内摩擦角、黏聚力、坡顶荷载对堤防边坡安全系数影响明显:水位骤变方式不同,坡体内侵润线变化规律明显不同,对安全系数的影响也有差异。土体的渗透系数,尤其是渗透系数各向异性对安全系数的影响特别显著。

渠道衬砌边坡破坏机理研究与对策

引黄济青工程是为解决胶东四市用水安全而兴建的大型跨流域、远距离调水工程。受极端气候和防汛调度影响,引黄济青部分渠段出现衬砌隆起、裂缝、塌陷等破坏现象,本文以破坏形式较典型的东营段为例,通过现场勘察、检查、监测及台风过境前后工况分析,研究水位骤变下渠道衬砌边坡破坏机理,并提出修复建议。