多层土质边坡降雨入渗过程及稳定性分析

降雨是诱发边坡滑坡最常见的因素,降雨入渗会增加非饱和土的渗透力,降低非饱和土的基质吸力,从而降低边坡的稳定安全系数,导致边坡破坏。本文基于Green-Ampt入渗模型,考虑了降雨强度与降雨持时的作用,建立了降雨条件下浅层滑坡的概念模型,引入了多层非饱和土计算方法,推导了降雨导致的积水前后边坡稳定安全系数随降雨持时变化的关系式。通过对数值结果和模型结果进行比较发现,二者有较好的一致性。同时,对降雨强度进行研究发现,降雨强度小于边坡表面入渗速度时,降雨完全入渗,且基质吸力不断降低,由于渗透系数相差较大,湿润锋到达土层交界面处时,会在次表面产生积水;当边坡表面积水后,此时入渗速度主要受土层中最小渗透系数影响,入渗速度不断减小,直至与该渗透系数数值相等,降雨强度越大,达到积水的时间越短;当考虑平行边坡渗流时,在土层交界面处的稳定安全系数将发生突变,通过临界边坡稳定性降雨强度与降雨持时的关系曲线,揭示了降雨强度对边坡稳定性的作用规律,并给出三种警戒线,可为多层土质边坡稳定性研究提供一定的理论参考。     

土体含水率与滑坡风险相关性实验研究

降雨入渗容易造成边坡滑坡自然灾害,含水率是影响土体抗剪强度的关键因素之一。本文以滑坡区红黏土为研究对象,制作了5组不同含水率的土样,并在不同垂直压力下进行快速剪切实验,得到每组对应的剪切强度参数,研究了含水率与剪切强度参数之间的关系。利用实验所得到的土工参数进行高地下水位边坡稳定性数值模拟,拟合得到边坡坡顶含水率与边坡安全系数的关系。结果表明:含水率从10%增加到25%,红黏土强度指标粘聚力、内摩擦角约分别下降50%和30%;含水率与粘聚力和内摩擦角间均呈半对数关系;边坡坡顶含水率增加导致边坡安全系数近似成二次曲线下降趋势。     

地震载荷下岩质边坡动安全系数评价

针对仅以地震波作用中最后时刻或加速度值最大时刻的安全系数作为评价标准的问题,通过强度折减法,借助数值计算获得了地震载荷作用下安全系数的时程曲线。对于使用有限元强度折减法的失效准则,采用三种常用判据相结合的方法来确定安全系数,通过不同模型计算结果的比较,研究了动安全系数与动载荷时程和结构面数量之间的关系。计算结果表明：含结构面的岩质边坡最小安全系数出现时刻较地震波减速度最大值时刻超前,且结构面的存在对于边坡稳定性有着重要影响。最后分析了地震载荷作用下坡高、坡度、结构面倾角对动安全系数的影响,应用极限平衡理论部分验证了数值计算结果,所得安全系数时程曲线可为岩质边坡在地震载荷下的稳定性判断提供参考。     

基于矢量和法的华丽金安金沙江大桥左岸桥址边坡稳定性研究

针对边坡的稳定性问题,采用矢量和法进行了系统的分析。考虑到左岸桥址边坡的具体工程地质条件对桥址边坡稳定性的不利影响因素,抗剪强度参数按照下限值、平均值、上限值三种情形,计算了自然工况、地震工况、桥基荷载工况、桥基荷载和地震荷载共同作用工况四种条件下桥位所在典型边坡剖面的稳定性安全系数。分析结果表明:桥基荷载作用后,边坡潜在最危险滑动面的剪入位置由前缘卸荷带移至中后缘桥基位置附近;自然工况和地震工况的安全系数值明显降低,最小安全系数值为1.619,仍大于该工程边坡稳定性要求的不小于1.30的规定。综上,该工程边坡安全稳定,实施过程中需关注施工造成的浅表安全问题。     

自稳式深大基坑开挖卸载扰动位移一般规律

采用一般化基坑开挖数值模型,系统研究了基坑开挖扰动位移峰值分布的区域性及其随宽深比、土体变形参数、土体强度参数等的变化规律和力学成因。建立了水平位移峰值、竖向位移峰值随基坑宽深比的统一计算公式。在参数敏感性分析系统基础上,建立了考虑土体强度特性、刚度特性等综合条件下基坑开挖扰动位移预测统一计算公式。该研究对基坑围护结构参数设计以及开挖稳定性的预测具有参考意义。     

"m"法在基坑开挖应用中的改进

深基坑开挖工程中，支护结构的强度设计和变形计算是保证顺利开挖进行的关键技术，“m”法以其计算参数选取简单，能模拟分级开挖，计算结果较为合理等优点而被广泛应用于基坑开挖挡墙受力计算分析中，文中通过理论分析开挖卸栽对被动土压力计算的影响，并利用实测资料对m值进行反演分析，指出了“m”法应用中基坑开挖中的不足，提出了考虑卸栽效应的适用于基坑开挖挡墙受力变形分析的改进的”m”法，并通过某一实际工程对改进的“m”法进行了初步验证。     

爆破振动作用下顺层岩质边坡稳定性分析

基于对顺层岩质边坡的受力分析,在极限平衡理论的基础上,应用Mohr-Column准则,按照Bishop关于边坡稳定性安全系数的定义,推导出在爆破振动作用下顺层岩质边坡稳定性安全系数的计算方法。通过算例分析,证实了计算方法的可行性,说明了爆破振动拟静力系数同顺层边坡安全系数的关系。研究结果表明,垂直向下、水平指向坡外的爆破振动荷载以及两者的联合爆破荷载对边坡稳定性安全系数的影响最大;爆破荷载拟静力系数从0起每增加0.05,爆破振动水平指向坡外和垂直向下时,层裂长度为12.76 m的顺层边坡安全系数分别减少7.801%～10.665%、1.366%～1.978%,无层裂的顺层边坡安全系数分别减少7.61%～10.546%、1.473%～2.289%。同时,爆破振动产生的层裂长度、边坡长度以及联合爆破荷载的方向对边坡稳定性也有影响。     

流变性地层基坑开挖过程中土体长时位移预测

软土基坑开挖更易导致施工事故的发生,因此有必要对该类基坑施工过程进行变形预测分析。本文引入改进的Singh-Mitchell蠕变模型及土体位移时效系数概念,提出了利用三轴流变试验数据和三维FEM模拟瞬时结果的软土基坑开挖过程中土体长时位移预测方法并给出了计算步骤。以宁波地铁车站基坑施工为案例,预测了土体长时水平位移和分层沉降量,并与现场监测结果进行了比较分析。结果表明,模型预测值与监测结果趋势一致。     

小湾水电站进水口高边坡变形机理分析及工程意义

小湾水电站进水口高边坡地质条件及开挖坡型复杂，断层、节理裂隙发育并相互切割，坝顶平台至进水口底板平台平均开挖坡度88°，最大高差106m，其中垂直开挖段81m，最大水平退坡深度170余米。伴随边坡开挖过程中，边坡上部岩体产生了一系列的变形破裂现象，主要表现为沿混凝土坡面分布的张开宽度和延伸长度不一的裂缝及起壳现象。本文结合边坡的实际工程地质条件和监测结果数据，对变形破裂现象的形成机制进行了系统的分析。结果表明，裂缝产生的原因主要是由于地处高地应力区岩体在边坡开挖过程中产生的卸荷回弹表现，是正常的卸荷松弛变形。在此基础上，对边坡的稳定性分析表明，该边坡稳定性良好。     

边坡稳定分析的虚功率法

基于有限元计算所得应力场的改进极限平衡法,对渗流与有效应力耦合作用强烈的边坡或地基的稳定性分析具有优势.本文提出了边坡稳定分析的虚功率法,即基于极限分析的上限定理,利用机动许可的组合刚体滑动机构和有限元应力场,用滑动机构的速度间断面上的抗滑力功率与滑动力功率的比值计算安全系数.通过分步优化方法,获得边坡给定滑动机制的稳定安全系数.对2个典型折线滑动机构的边坡案例进行了分析,比较了采用静力平衡应力场和静力许可应力场对安全系数的影响.指出基于土体线弹性本构模型所得的有效应力场计算的稳定安全系数,也是边坡稳定安全性的一个不错的度量.算例中本文计算所得的边坡稳定安全系数,与文献中推荐的答案很接近,其滑动机制与有限元强度折减法分析所得的滑动机制基本一致,安全系数也接近,表明本文提出的方法是合理的边坡稳定分析新方法,为边坡和地基的稳定性分析提供了新的选择.