不同降雨工况条件下的崩滑地质灾害危险性评价

为针对性地采取预防、避让、治理等地质灾害防治与管控提供依据,完善在地质灾害危险性评价中将降雨作为单一诱发因子参与评价体系的弊端,在大雨、暴雨、大暴雨和特大暴雨4种不同降雨工况条件下进行了研究区崩滑地质灾害危险性评价。以云南省元阳县作为研究区域,以栅格单元作为评价单元,选取地貌类型、高程、坡度、坡向、曲率、工程地质岩组、土地利用类型、断层距离和河流距离9个评价因子,采用主观的层次分析法与客观的信息量模型相结合的加权信息量模型对元阳县崩塌、滑坡进行了地质灾害易发性评价。研究结果表明:基于自然间断点法元阳县域可分为低、中、高、极高4类易发区,4类易发区面积分别占元阳县面积的21.55%,35.46%,25.53%和17.16%。利用ROC曲线得出区划结果精度AUC值为0.812,表明区划结果很好。在易发性评价基础上,以年平均最大日降雨量为诱发因素,分别对大雨、暴雨、大暴雨和特大暴雨4种工况条件下的研究区进行了崩塌、滑坡地质灾害危险性评价,得到了大雨([25,50) mm)工况、暴雨([50,100) mm)工况、大暴雨([100,250]mm)工况和特大暴雨(>250 mm)工况4种条件下基于极值假设的研究区崩滑地质灾害危险性评价结果,并对不同降雨工况条件下的地质灾害危险性评价结果进行了对比分析,确定了地质灾害危险性评价结果在不同降雨条件下的空间合理性。通过与实际调查结果的对比表明,4种不同降雨工况条件下的崩滑地质灾害危险性评价结果与实际高度吻合,说明评价结果具有较高的可靠性与合理性。

极端降雨工况下库岸软岩边坡综合防护措施工程效果分析

采取工程加固措施是保证边坡安全稳定的重要手段,具有十分重要的意义和作用。文中以碧流河水库上游软岩边坡为例,利用数值模拟的方式对不同加固措施组合方案的效果进行对比分析,结合计算结果和工程的实际,建议综合运用三维网植草护坡、锚杆框格梁支护和坡面固化土处理等3种措施对边坡进行加固处理。

不同降雨工况对排土场安全性影响规律研究

降雨是诱发排土场滑坡的主要因素之一。结合工程实例针对6种不同降雨工况,应用数值模拟和极限平衡方法研究其对排土场安全的影响规律。揭示了不同降雨工况对排土场边坡不同深度、不同空间位置应力、应变的影响机理。阐明了降雨等级越大对浅层边坡体应力的影响变化越大,易产生局部滑坡破坏。得出了不同降雨工况下排土场的整体安全稳定性大于局部稳定性,总体变化规律是降雨工况等级越高,排土场的稳定性越差。排土场的安全稳定性应结合不同深度的应力、应变演化规律和边坡稳定状态综合考虑排土场的安全性。对局部不稳定边坡应该采取必要的安全防护措施,避免其局部滑坡诱发坐落式滑坡破坏的风险。

降雨工况下超高黄土边坡稳定性分析

陕西吴起至甘肃华池高速公路沿途经过众多超高黄土边坡,边坡最高达151.7 m,其上覆新黄土强度低、易坍塌,具有自重湿陷性。考虑到该地区降雨主要集中在夏季,偶发暴雨容易产生滑坡等边坡失稳问题,现对该边坡进行稳定性分析。现场设置基于GNSS的坡面位移监测系统和雨量监测系统,远程获取边坡坡面变形及降雨量,建立边坡稳定性分析的数值模型,施加不同的降雨条件进行数值模拟。监测结果表明:黄土边坡在监测过程中无过大位移变形,处于安全状态。数值模拟结果表明:降雨强度不变,降雨历时增加,对边坡的稳定性系数产生影响;降雨历时不变,降雨强度越大,坡面孔隙水压力越小及抗剪强度越小导致边坡的稳定性系数减小,呈现失稳趋势;降雨结束后,安全系数逐渐恢复,但低于降雨前的安全系数。

不同降雨工况下红黏土边坡持水响应规律与稳定性分析

以江西区域内典型红黏土边坡为研究对象,基于岩土非饱和渗流理论,建立红黏土边坡有限元计算模型,对4种典型降雨工况下红黏土边坡稳定性进行分析。结果表明,降雨强度、降雨持续时间均是影响红黏土边坡稳定性的重要因素;前期为常态时,边坡各参数指标均维持在初始稳定状态;降雨开始后,边坡安全系数呈减小态势,岩土体强度和稳定性降低,边坡中土体的孔隙水压力变大,体积含水量升高;越接近地表的土体降雨入渗响应越强烈,边坡不同位置处土体的降雨入渗影响程度依次为:坡肩>坡顶>坡面>坡脚>坡底;降雨入渗和互渗过程具有明显的滞后性,越靠近地表,孔隙水压力短期内变化越明显;土体干湿循环对边坡稳定性整体表现为负作用,且作用效果不可逆。

降雨工况下露天矿排土场边坡稳定性与治理措施

我国的露天矿分布极其广泛,在维护排土场边坡稳定性上面,专家们一直在寻找合适的治理措施。尤其是在降雨天气,如果受到强降雨的影响,地下水增多,排土场的边坡危险系数会明显上升。露天矿的采掘重要一环是把废石运送到排土场,基于边坡的稳定性进行分析对比,发现排土场边坡治理方面存在很多的局限性。国内外的研究者曾表明,我国的露天矿受地理条件制约,边坡的地层条件和稳定性差异相对较大,为了减轻危险系数,通过工程实例的依据证明,发现需要进行方方面面的改进。从人员管理上来讲,边坡管理的技术人员对施工方法上需要多做改善。当然稳定性的建设与经济基础也是息息相关的,露天矿的开采单位应当对安全建设做好资金准备,结合每一个露天矿的特殊地理位置与实际情况,展开科学合理的分析,使排土场边坡安全系数实现最大化的提高。本文以露天矿降雨情况下排土场边坡的稳定性为话题,从露天矿排土场边坡护理的现存问题、治理的必要性以及治理的方法措施这几个方面展开以下的分析。

基于FLAC^(3D)软件FISH语言二次开发的降雨工况下航道工程开挖边坡渗流场的分析

针对FLAC^(3D)软件模拟分析降雨条件下边坡渗流场存在一定局限的问题,基于土体的土水特征曲线及土体孔压、饱和度、渗透系数之间的关系,利用FISH语言对FLAC3D软件进行二次开发编制土体孔压与渗透系数相对应的程序,并以某航道工程开挖边坡在降雨条件下的渗流场变化为例进行分析验证。结果表明,降雨强度为大雨和暴雨,边坡表层土体的浸润线在短时间内从坡底至坡顶实现贯通,易造成边坡表面土体剥落;降雨强度为小雨和中雨,浸润线会渗入边坡内部土体并在较长时间才能从坡底至坡顶实现贯通,易造成边坡大体积滑坡;研究结果符合降雨期间边坡失稳的普遍规律。

降雨工况下水工挡土墙稳定分析

针对降雨工况下的水工挡土墙稳定性分析问题,分析了降雨对挡土墙稳定影响的机理,推导了降雨工况下墙后暂态水压力、土压力及挡土墙抗滑抗倾计算公式。结合安徽某泵站前池两侧挡土墙,考虑墙后回填不同土类,对不同降雨入渗深度的挡土墙稳定性进行了分析。研究结果表明:降雨对挡土墙抗滑稳定和抗倾稳定的影响是一致的,在影响程度上,降雨对挡土墙抗滑稳定的影响大于对挡土墙抗倾稳定的影响;墙后回填砂土时,降雨对挡土墙稳定的影响程度先大后小;墙后回填黏土时,降雨对挡土墙稳定的影响程度先小后大。

降雨工况下引航道护坡渗流影响数值分析

针对苏北地区某船闸引航道护坡,进行降雨工况下的渗流影响数值模拟,通过与现场情况对比,分析坡体内部渗流场的变化、坡面变形趋势、坡体稳定性等特点。基于验证后的数值模型,提出相应的工程措施并模拟其使用效果,进一步探索各措施在该工程中的适用性,为此领域相关研究提供参考依据。

降雨工况某弃方边坡稳定性及滑动影响范围分析

针对某工程实例,在降雨以及坡体随意堆弃工况下对弃方边坡的稳定性进行概念分析,利用FLAC3D有限差分软件对该边坡稳定性以及边坡破坏滑动过程进行数值模拟,并利用能量守恒法计算出该边坡滑动影响范围.结果表明:弃方堆积体边坡在天然状态下处于临界稳定状态,在暴雨或连阴雨状态下处于不稳定状态,将会发生滑塌;北侧弃方堆积体最大滑程为15.0 m,这将会威胁北侧弃方堆积体边坡坡脚桥墩安全.建议所有实际工程都应分析随意堆弃边坡的稳定性.

强降雨工况滑坡稳定性分析

近年来,滑坡稳定性分析一直是滑坡治理工程中重要的研究课题,在滑坡治理工程占据相当重要的地位,滑坡是岩土体失稳的现象。本文以陕北某滑坡为例,根据该地区工程地质特点,采用传递系数法计算。计算结果:在强降雨工况下滑坡整体稳定性系数为1.11-1.13。

不同降雨工况对水电站建厂边坡稳定性研究

为了确保云南省昭通市某一水电站能正常投入生产,针对云南复杂的降雨环境,用格奥·斯图迪奥(GeoStudio)中Seep/W模块模拟超前型降雨、延后型降雨、凸型降雨、均匀型降雨不同降雨工况的组合,用斯宾赛(Spencer)法和简化毕肖普(Bishop)法来计算滑动面的安全系数。研究表明,面对不同降雨工况组合,由于该边坡渗透系数较小,在雨水渗透时,土体的基质吸力会一定程度上增大,使其安全系数随之增大,但之后由于雨水的不断渗入,含水量不断增大,土体的自重增大、基质吸力降低等因素使安全系数不断减小。

考虑降雨作用下公路高边坡变形预测的ELM方法及工程应用

为提高降雨时公路边坡变形预测结果的准确性,针对某高速公路路堑高边坡工程开展变形预测研究,耦合降雨工况,采用FOS-ELM模型对边坡累计水平位移进行分析预测。将未考虑降雨因素的模型预测结果与考虑降雨因素的模型预测结果进行对比分析,结果考虑降雨作用下的变形预测结果误差更大,但整体上该模型预测结果与实际结果较为吻合,为以后高边坡工程的变形预测提供参考。

降雨影响条件下滑坡滑移面深度力学机理研究

滑坡规律一直是地质灾害滑坡领域研究的热点,针对滑坡滑移面分布不明晰的问题,以滑坡理论中的滑移面深度为研究对象,建立了斜坡上饱和土层理论滑移面深度计算模型。根据平衡力学法,在滑动面控制函数的基础上,采用叠加原理推导并验证了满足模型边界条件滑动层的深度解析解,并建立了数值分析模型,通过数值分析研究含水率和剪切强度的关系。在以上研究基础上,以六盘水市多个滑坡体监测工程为背景,提出滑坡体现场监测试验的可行性研究方案。通过现场试验,对滑坡体滑坡变化规律进行研究,详细分析了滑坡体在不同降雨量环境下滑坡变化规律,发现降雨量累计值达到临界值会造成滑坡体发生滑坡,同时发现连续降雨造成滑坡体发生滑坡的可能性变大,以及含水率与土体的抗剪切力的相关性作用。研究了滑动层深度与内摩擦角和黏聚力的关系,表明引起滑动的饱和土层在坡脚处较深,到坡面上部逐渐变浅。

降雨条件下某公路边坡稳定性数值模拟分析

降雨是影响边坡稳定性的重要因素之一。一直以来,降雨条件下边坡的稳定性评价也是岩土工程领域的热点和难点问题。文章以四川甘孜州某公路滑坡为研究对象,应用FLAC有限差分数值模拟软件建立边坡二维数值模型,分析该边坡在自重和降雨两种工况下的稳定性,得到结论如下:在天然工况和降雨条件下,计算得到滑坡稳定系数分别为1.28和1.02,稳定系数降低18%,说明降雨会导致滑坡稳定性降低。天然状态下,该边坡最大水平位移为0.25m,降雨条件下边坡最大水平位移为0.45m,位移量增加了0.2m。边坡位移及应变数值模拟结果显示,该边坡存在潜在滑动面。

多工况下汉源二蛮山滑坡机理数值模拟

利用FLAC3D软件对四川省雅安市汉源县二蛮山滑坡坡体进行建模,模拟降雨滑坡过程,并进行应力应变特征及稳定性计算分析,从而为深入研究地震及降雨诱发再次滑坡及防灾减灾提供可靠依据。研究中假设地震工况,对边坡进行详细的动力分析,得到了各监测点动力特征曲线;通过降雨工况下坡体稳定性系数分析得到了不同强度折减安全系数。研究结果表明,滑源区相对特殊的地形条件和地质构造以及不利的结构面组合是滑坡的基础;前期强降雨期间饱水加载以及大量雨水沿斜沟张裂结构面的下渗软化作用,是诱发滑坡发生的关键因素。

软硬互层边坡降雨失稳过程力学响应研究

为研究缓倾顺层软硬互层岩质边坡在间歇性循环降雨条件下的破坏过程及内部力学响应规律,结合叠加雾化降雨系统,进行了大型室内降雨地质力学物理模拟试验.通过总结强降雨工况下模型边坡内部特殊位置处孔隙水压力的力学响应规律,并依据坡体实际破坏过程监测资料,探究坡体内部力学性质与坡体破坏之间的内在联系.结果表明:间歇性循环降雨是边坡岩体强度及裂隙变化的一个动态损伤过程的诱因,降雨不均匀入渗导致裂隙的不均匀切割效应,致使坡体浅表层不均匀开裂.随着降雨入渗,裂隙不断扩展延伸,岩层面抗剪强度逐渐下降,坡体内部逐渐形成固定的给、排水通道.缓倾顺层软硬互层边坡的破坏模式可概括为3个阶段:前缘切层裂隙贯通-滑移阶段;中-后部岩体拉裂,后部裂隙发育阶段;后缘滑面贯通-失稳阶段.此外,孔隙水压力数值突变时刻较坡体整体失稳时刻提前约6 min,建议可根据孔隙水压力监测数据对软硬互层边坡进行失稳预警.

基于改进Green-Ampt模型的花岗岩残积土边坡降雨入渗规律研究

花岗岩残积土广泛分布于我国南方地区,具有许多不良物理力学性质。该类型土边坡在降雨作用下极易发生变形破坏,因此,对花岗岩残积土边坡的降雨入渗规律进行深入研究具有重要意义。在Green-Ampt模型的基础上综合考虑了坡体的初始含水率、地下水位、非饱和特性,建立了一种适用于不同降雨工况的入渗模型,并采用数值模拟及前人经典模型计算结果对该模型进行了验证。运用该模型对赣南3种典型降雨工况下的花岗岩残积土边坡进行了分析,结果表明:在距离地下水位线较远时初始含水率对湿润锋的迁移速率影响不大,但在接近地下水位线附近时湿润锋的迁移速率逐渐增大,呈现出指数形式的变化趋势;相同降雨时间内、不考虑坡面冲刷的情况下,降雨强度略大于土体饱和渗透系数的工况下湿润锋迁移深度最大、边坡稳定性系数降低最多,在实际情况中尤其需要加强防范。

强降雨条件下高填方土石路堤稳定性数值模拟研究

借助非饱和渗流的相关理论知识,使用FISH语言对FLAC3D软件进行二次开发。对渗透系数与渗流边界进行修正,利用Mohr-Coulomb强度理论完成非饱和渗流分析模块的开发,利用geometry命令对每个渗流时间步的入渗量进行更新,完成了降雨入渗模块的开发。以北京-秦皇岛高速公路遵化至秦皇岛段为研究对象,使用3D造型软件Rhino与FLAC3D软件建立符合实际尺寸的高填方土石路堤三维计算模型,输入抗剪强度随饱和度变化的规律,对暴雨与极端暴雨工况下高填方土石路堤边坡的稳定性展开分析。发现在降雨过程中,随着降雨时间的延长以及降雨入渗深度的增加,雨水入渗能力降低。相较于暴雨情况,在极端暴雨情况下边坡发生破坏所需要的降雨时间较短,入渗深度较小,滑坡体也比较小,会发生层层脱落的现象。

挡土墙在降雨条件下的安全防护措施研究

在持续降雨工况下,挡土墙受降雨影响较明显,为探讨通过设计和施工措施消除挡土墙在降雨工况下所受到的影响,基于饱和-非饱和渗流理论,通过有限元法研究了强降雨条件下挡土墙墙后正、负孔隙水压力的分布及变化,分析了挡土墙在不同防护措施下的整体稳定性。分析结果表明:在墙后地面设置反渗层,在回填土与原状土交界面设置排水体,能够有效地防护挡土墙,减小挡土墙受降雨的影响。