黄腊石滑坡非饱和非稳定渗流分析

采用非饱和非稳定渗流理论与计算方法，研究了黄腊石滑坡群石榴树包滑坡区的地下水位因降雨而变化的过程，给出了地下水位的变化规律。

非稳定渗流条件下非饱和土质边坡稳定性的矢量和分析法研究

研究可以同时考虑渗流、变形与稳定的非饱和土质边坡稳定性分析方法具有重要的理论意义及工程实用价值。基于Fredlund双应力变量理论进行非饱和非稳定渗流-应力耦合分析,同时与传统非耦合渗流方法确定的孔压场进行对比发现,两种方法确定的浸润线变化过程相近,堤底处孔压的最大相对误差为8.8%,验证了耦合分析结果的可靠性。将基质吸力对强度的贡献纳入黏聚力中得到坡体强度参数的空间分布规律,又基于滑面强度参数时空分布规律借助Matlab平台开发了非稳定渗流条件下非饱和土质边坡稳定性的矢量和法分析程序。以库水位下降条件下堤坡的稳定性分析为例,将不同方法的计算结果进行对比,发现文中方法搜索得到的滑面位置相对于传统方法要深缓,但总体位置相差不大,不同方法对应的安全系数相差不足0.096,验证了所提方法的合理性。

饱和非饱和三维多孔介质非稳定渗流分析

对常用的饱和非饱和三维多孔介质非稳定渗流的有限元算法提出了改进 ,经实例证明 ,本方法是有效可行的 .

非饱和非稳定渗流作用下土坡稳定分析的强度折减有限元方法

从固、液相质量守恒的角度讨论非饱和非稳定渗流的基本方程,采用强度折减有限元方法且结合非饱和非稳定渗流有限元程序分析水位骤降引起的土坡稳定性,并与极限平衡法结果进行对比分析。研究结果表明,强度折减有限元方法是分析非饱和非稳定渗流作用下土坡稳定性的一种比较有效的方法,为工程实践提供参考依据,同时也指出今后的研究方向。

饱和—非饱和非稳定渗流作用下岩质边坡稳定性分析

对岩质边坡在水位下降时坡体内的饱和—非饱和非稳定渗流和坡体稳定性进行了分析,渗流分析采用有限元法,坡体稳定分析采用有限元强度折减法。以塑性区位移突变作为边坡失稳判据,此时折减系数值即为坡体安全系数。以十里铺水库为例,对库岸岩体边坡进行了分析,并得出在水库水位降落影响下边坡的稳定安全系数随降落时间的增长而增大的结论。

基于非饱和非稳定渗流场的滑坡稳定性分析

以鹰厦铁路K290滑坡为原型,基于降雨入渗情况下滑坡体呈饱和-非饱和渗流状态下,通过计算得到坡体孔隙水压力和体积含水量随降雨及地下水位变化的基本规律,进一步导入SIGMA/W程序并依据坡体孔隙水压力和体积含水量及地下水位变化特征分析了滑坡应力场,探讨了降雨强度、降雨持时和水位变化对滑坡体稳定性的影响。

饱和-非饱和非稳定渗流有限元分析方法的改进

对饱和-非饱和非稳定渗流分析的有限元计算方法加以改进,提出饱和度对渗透压力偏导数的修正公式,消除了饱和-非饱和非稳定渗流计算中存在的数值弥散现象和参数拟合不收敛现象,使迭代收敛速度提高了3倍。同时也消除了有限元迭代求解过程中的振荡现象。经实例证明,本文方法是有效可行的。

非稳定渗流下非饱和土体水力梯度的时变分析

为了研究非稳定渗流对坝体非饱和土体水力梯度的动态变化影响,考虑土体基质吸力与体积含水量的变化关系,建立了非饱和土体的渗流运动微分方程.采用SEEP/W软件对均质土坝在水位降落和上升等工况下的瞬时渗流场进行数值模拟,分析坝体上游侧、下游侧等不同深度的水力梯度变化值,以探寻坝体不同部位水力梯度在整个渗流历时内的动态变化规律及其可能发生渗透破坏的主要时间段.数值模拟结果表明:上游侧坝体底部水力梯度会在骤降历时的60%~70%时间段内出现高出稳定渗流期36.4倍的峰值,是最易引发渗流破坏的时间段;坝体上游侧水位变动区土体的水力梯度在上升历时的25%~50%时间段内增加较慢,在50%时间段后迅速增加,增加幅度达30~50倍,水位上升历时的50%时间段之后是其发生水力渗透破坏的主要时间段;水位升降对坝体下游侧土体水力梯度的影响甚微.计算结果可为大坝的调洪运行管理提供可参考的决策依据.

饱和非饱和非稳定渗流有限元加速技术

对饱和非饱和渗流有限元分析方法加以改进 ,提出了加速迭代收敛技术的新方法 ,提高了迭代收敛速度 .给出的算例说明了理论的正确性 .

基于非饱和渗流的有限元强度折减法边坡稳定性分析

以金安桥水电站枢纽区库岸B1堆积体边坡为研究对象,基于非饱和非稳定渗流理论及有限元强度折减法理论,考虑非饱和非稳定渗流对边坡稳定性的影响,采用有限元强度折减法和刚体极限平衡法,计算B1堆积体在天然和库水位骤降工况下的稳定安全系数,对B1堆积体边坡的稳定性进行评价,并提出了边坡处治措施。

非饱和-非稳定渗流条件下的边坡临界滑动场

受季节性降雨或水库运行的影响,岸坡外水位及坡内孔隙水压力场的变化较大,不利于岸坡的稳定性。在水位变化过程中,利用非饱和-非稳定渗流有限元计算得到孔隙水压力场,基于非饱和土的渗流和抗剪强度理论,对水位变化过程中的边坡临界滑动场法进行改进,提出可考虑水位变化与岸坡非饱和-非稳定渗流过程的边坡临界滑动场数值模拟方法。将改进后的水位变化过程中的边坡临界滑动场法分别应用于黏土、粉土岸坡在水位升降过程中的稳定性分析,研究了水位升降速率及基质吸力对岸坡稳定性的影响,并揭示了边坡在水位变化过程中的稳定性变化历程。研究表明,该方法计算结果合理、可靠,更适用于涉水边坡的稳定性计算,且岸坡稳定性变化历程受水位升降速率、基质吸力等多种因素共同影响,只有在考虑非稳定渗流的基础上同时考虑基质吸力的作用才能正确得出水位变化过程中岸坡稳定性变化规律和实质。

考虑应力场与渗流场耦合的尾矿坝非稳定渗流分析

根据尾矿坝形成的特点,进行考虑应力场与渗流场耦合的非稳定渗流分析。根据弹性力学和渗流理论提出了耦合问题的力学模型及其控制微分方程,然后导出这一问题的有限元计算公式及相应程序。在计算中首次导出了尾矿坝的渗透系数与应力场的关系式,并进行尾矿坝的非稳定渗流分析。工程实例计算结果表明,考虑耦合作用的影响。尾矿坝渗流场的总渗流量减小,而应力场的各应力分量的最大值增大。

渗流作用下非饱和非均质二维边坡稳定性分析

Terzaghi的理论土力学是以饱和土为研究对象,然而自然界的土体绝大部分为非饱和土,为了研究非饱和非均质二维边坡的稳定性,基于非饱和土强度理论,推导了一维渗流土体的重度分布规律和一维渗流土体的吸应力分布规律公式,基于极限上限分析法和旋转积分法,提出了非饱和非均质二维边坡的稳定系数的求解方法,并与前人的研究结果进行了对比验证。研究了吸力、非均质系数、坡脚角度和内摩擦角对边坡稳定性的影响。结果表明:由吸应力引起的表观黏聚力对边坡稳定性有重要影响;不同的渗流速率对细粒土边坡的稳定性有显著影响,具体表现为随着渗透系数(黏土<粉土<黄土<砂土)的增大,稳定系数逐渐减小(黏土>粉土>黄土>砂土),渗透系数与稳定系数呈负相关;考虑有效重度变化的稳定系数大于不考虑有效重度变化的稳定系数;在入渗条件和非均质系数一定的情况下,稳定系数对坡脚角度变化敏感性更高。分析结果为非饱和非均质边坡的安全评估及设计施工提供了借鉴。

水位骤降时的非饱和坝坡稳定分析

从非饱和土抗剪强度理论出发,应用极限平衡法和以有限元应力计算为基础的极限平衡法,分别对库水位骤降时的坝坡稳定进行了计算。分析中采用非饱和-非稳定渗流理论,模拟了孔隙水压力的消散过程,并考虑基质吸力对土体抗剪强度的影响,将每个渗流分析结果调入稳定分析模块计算其稳定性。最后将两类极限平衡法稳定分析结果进行了比较,结果表明,库水位的骤降,易引起坝坡的滑动,随着超静孔隙水压力的消散,坝坡稳定性逐渐提高;随着孔压消散,基质吸力对抗剪强度的贡献增大。

三维裂隙网络非稳定渗流数值分析

研究裂隙岩体中渗透水流随时间、边界条件的变化规律,从而客观反映渗透水流情况,具有重要的意义。本文针对分布特别稀疏的三维主干岩体裂隙网络,以渗流区内的水量平衡原理为依据建立基本方程,推导三维岩体裂隙网络非稳定渗流的基本方程;并将三维裂隙网络渗流理论及有限元数值方法运用于主干岩体裂隙网络渗流分析中。基于裂隙岩体网络非稳定渗流数学模型,编制相应的程序。对于工程实例,根据实测情况利用Monte-Carlo模拟出岩体中二级裂隙网络分布情况进行分析,然后进行了三维非稳定渗流分析。计算结果充分体现了岩体中裂隙网络的储水性,当边界条件发生变化时,裂隙岩体中水头分布变化存在一定的滞后性;并表明主干裂隙的强导水性,使得裂隙岩体中的主干裂隙的渗流分析成为渗流分析中的重点。

非稳定渗流作用的岩体边坡稳定非连续变形分析

建立了分析边坡非稳定渗流场的有限元模型;考虑库水位降落的非稳定渗流的影响,应用非连续变形分析方法分析了岩体边坡的变形规律,并确定了边坡断层的极限内摩擦角;利用传统安全系数的概念,分析了某水库水位降落时边坡的稳定性,得到了该边坡稳定安全系数随库水位降速的变化关系.结果表明,在现行水库运用方式下该边坡是稳定的.

改进加速遗传算法及其在非稳定渗流场反分析中的应用

在总结和分析基本遗传算法及其加速算法的基础上,提出了改进加速遗传算法,并针对非稳定渗流场反分析问题编制了计算程序,最后反分析计算了嶂山闸闸基非稳定渗流场关键计算参数,从而成功计算了闸基渗流场,并指出了闸基存在的主要问题。

变开度的岩体裂隙网络非稳定渗流数值分析

根据裂隙的几何特性所服从的分布特征,利用Monte-Carlo方法模拟岩体裂隙网络分布以及裂隙张开度。基于裂隙岩体网络非稳定渗流数学模型,编制程序并通过工程算例进行分析比较。结果表明:运用Monte-Carlo方法模拟岩体裂隙网络分布状况是比较好的方法;变开度时岩体裂隙渗流有明显的偏流效应现象,裂隙变开度时其滞后效应比等开度时更加明显;在变开度条件下,当上下游水头差较大时,水头分布变化受张开度的影响较大,不宜忽略,当上下游水头差较小时,影响非常小可以忽略。

非稳定渗流作用下土石坝边坡稳定分析

在对库水位回落条件下土石坝非稳定饱和-非饱和渗流场进行有限元分析的基础上,考虑非饱和土强度、土体密度都随含水量变化的关系及渗透力作用,利用强度折减有限元技术研究了水位降落过程中边坡稳定性的变化规律及渗透系数对边坡稳定的影响。研究成果为土石坝的设计运行、除险加固提供了参考。

由统计规律模拟生成的岩体裂隙网络的非稳定渗流数值分析

研究裂隙岩体中渗透水流随时间、边界条件的变化规律,从而客观反映渗透水流情况,具有重要的意义.利用MonteCarlo模拟岩体中裂隙网络分布情况,基于裂隙岩体网络非稳定渗流数学模型,编制相应的程序,并通过算例进行验证,进而对工程实例进行分析.结论表明:运用MonteCarlo方法模拟岩体中裂隙网络分布状况并进行渗流分析是一种较好的分析方法;当边界条件发生变化时,裂隙岩体中水头分布变化存在一定的滞后性,并且当边界条件变化一定时,岩体中水头分布受时间变化影响不大.