浸润面位置的确定方法对涉水边坡稳定性分析的影响

水库蓄水后将形成大量的涉水边坡,库水水位的变化将对其稳定性产生影响,目前关于这类边坡的稳定性分析,一般都是首先确定坡体内浸润面的位置,然后再进行稳定性分析。因此确定浸润面位置的方法正确与否,对稳定性分析的结果是否准确至关重要。由于实际工程中通常采用经验概化的方法来粗略地确定岸坡坡体内稳态浸润面的位置,因此该方法计算结果的可靠性究竟如何已经成为一个急需解决的问题。通过对比分析渗流计算和经验概化这两种浸润面位置的计算方法对水边坡稳定性分析结果的影响,从而确定按经验概化的方法计算到底存在有多大误差。从算例所得到的结果看,按经验概化法所确定的稳态浸润面位置进行稳定性分析,其结果将偏于危险,且误差在10%以上,应予以重视。

基于灰色关联法的涉水边坡稳定性影响因素敏感性分析

影响边坡稳定性的因素众多,故有必要对该影响因素进行敏感性分析,而以往研究针对库水边坡敏感性研究较少。基于Geo Studio软件的极限平衡分析法,对影响水库边坡变形6个主要因素敏感性大小采用正交设计和灰色关联法进行研究。分析结果表明,各种因素的敏感性排序为:内摩擦角>黏聚力>渗透系数>下降速率>坡度>库水下降幅度。正交设计和灰色关联法的结合不仅可以考虑各影响因素之间的相互作用,较大程度地消除试验产生的误差,而且可以克服传统数理统计分析的缺点,具有高效性。研究结果为库区涉水边坡支护及防治工作提供一定的参考和借鉴。

基于完全耦合理论的涉水边坡地震响应分析

基于完全耦合理论和Pastor-Zienkiewicz-Chan(PZC)弹塑性模型,采用三维弹塑性动力有限元程序DYNE3WAC对涉水边坡的地震动力响应进行非线性时程动力分析。该分析方法考虑三维涉水边坡的水土耦合作用,因此能够更加准确的描述涉水边坡的地震加速度响应、超静孔压和竖向永久变形等。计算结果表明加速度在涉水边坡先稍微减弱而后逐渐增大,呈现出鞭梢效应,超静孔隙水压力随地震动波动变化并逐渐累积,竖向永久位移的最大值发生在坡顶处,均满足一般规律。通过对时间水位竖向永久变形的三维曲面分析可知,随着水位的增加,涉水边坡在地震作用下的沉降值不断增加,坡顶的大变形极易引起边坡失稳,因此抗震设计时须对此处引起重视。

考虑水位骤降的涉水边坡三维有限元分析

基于强度折减法,利用三维有限元模型对边坡进行正常工况和水位骤降工况下的稳定性分析,求解边坡稳定安全系数。结果表明:水库软岩高边坡开挖支护后,受水位骤降条件影响显著,坡体位移、应力和塑性区发展都有明显增大,坡体支护受力增加,边坡稳定安全系数降低。

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。

不同水位调度情况下滑坡的变形分析

为研究三峡库区水位反复升降情况下对沿岸涉水边坡的影响,以卡子湾滑坡为例,通过FLCA 3D软件模拟不同工况下水位调度对滑坡变形的影响。结果表明:在库水反复升降过程中,前缘涉水段位移变化较大,最大位移发生在库水处于低水位期;剪应力在静水位阶段变化较小,在水位变化时剪应力随着库水下降而增大,随着库水上升而减小;随着库水位周期性变动,滑坡前部张拉作用由滑坡前缘局部向整个前缘部分扩展;滑坡在库水快速下降阶段,日位移变化量达到最大,但仍未形成连续、贯通的剪应变增量带,说明滑坡在当前调度过程中仍处于相对稳定状态;在对中前部监测点分析发现,滑坡中前部地表位移主要发生在库水位调度下降期,所以在降水期应对沿岸滑坡重点监测。