复杂地质条件下堆积体边坡稳定性及其敏感性分析

边坡工程是工程建设中最常见的工程形式,由于边坡工程的复杂性和不确定性,边坡工程的稳定性问题至今仍是工程界十分关注的热点问题。应用flac软件,建立了山体边坡的力学模型和几何模型,采用mohr-coulomb模型破坏标准,对北京丰台森林公园动物园边坡进行了不同状态下的稳定性分析,得到了边坡的稳定系数和应力与速度分布云图,结合工程地质条件对边坡的稳定性进行了评价。

研究降雨入渗对滑坡的影响,选择降雨强度、降雨持续时间、坡比、坡高、岩土体渗透系数5个参数,采用灰色系统理论中的灰色关联分析方法,建立灰色关联模型,进行降雨入渗对边坡稳定性影响的敏感性分析。结果表明,降雨强度和降雨持续时间是主要影响因素,降雨强度对边坡稳定性的影响最大最敏感。通过分析,发现进行边坡优化设计和滑坡灾害防治处理时,应对边坡场地周边的降雨强度和降雨持续时间的统计资料予以足够的重视。

基于渝湘某高速公路在建隧道工程,结合其洞口段的地形地质、监控量测资料,以dp弹塑性本构模型为基础,建立了有限元数值仿真程序;分析了隧道围岩及支护结构的力学状态和稳定性,为隧道设计和施工提供了指导依据.并简要地提出其防治措施为:偏压浅埋隧道洞口段土体较为松散破碎,施工中应注意扰动及地下水的影响,并适时地对土体进行加固.图7,表1,参6.

近年来，随着我国交通行业的大力发展，隧道工程越来越多，往往需在复杂的质条件下施工，这就对隧道施工技术提出了更高的标准和要求。在复杂地质条件下，隧道支护结构的稳定性在很大程度上决定了整个隧道工程施工的质量和安全。本文结合高速公路隧道工程实例，探讨了应如何利用有限元模型对复杂地质条件下隧道支护稳定性进行分析。以及在复杂地质条件下，应如何保证隧道工程支护结构的稳定性。

我省地处山区,地形地貌变化大,工程地质条件复杂,乡镇、城市开发多沿河或依山而建,尤其是闽北山区一些大的商业开发区多挖山造地形成,从而形成大量的高陡边坡,根据边坡工程的特点,分析节理裂隙的力学性质和分类,及其对边坡的影响机制和产生边坡变形破坏的主要形式;介绍利用赤平极射投影方法,分析裂隙结构面和边坡的关系,从而定性评价边坡的稳定性。

由第四系堆积作用形成的堆积体边坡大多处于临界平衡状态,水电站工程建设时边坡开挖、蓄水以及遇到暴雨等不利工况时会对边坡产生扰动,而堆积体的失稳将对大坝的安全产生影响。针对在建的某水电站堆积体边坡,通过地质勘查分析了库区地貌和堆积体工程地质特性及成因。应用极限分析能量法计算了堆积体边坡在各种工况下的稳定系数,并搜索确定了最不利滑动带的位置。在此基础上,采用快速拉格朗日元法模拟了堆积体的变形特征。3种方法分析结果较为吻合,表明堆积体整体稳定性较好,但ⅲ剖面区域在水库蓄水后可能发生局部滑动破坏,应在该区域设置相应的防护设施,以保证大坝的安全运营。

边坡的稳定性对道路的建设有着重要的作用,本文通过对太湖县东堰口水库进库道路上游边坡的测绘及勘探地质分析工作,得到了清晰完整的数据,并根据结果验证了施工的可行性,并提出了相关的意见,为该道路建设提供了严谨的科学依据。

以某胀缩性裂隙边坡为例，基于非饱和土力学理论，利用有限元方法，对降雨入渗条件下胀缩性裂隙边坡稳定安全系数进行计算和分析，研究了裂隙的位置、深度和降雨的强度对胀缩性裂隙边坡稳定的影响规律．研究表明：裂隙位于坡面边坡稳定性最低，位于坡顶次之，位于坡脚偏于安全；整个降雨过程中边坡稳定安全系数随着裂隙开裂深度增大而逐渐降低；边坡稳定性随着降雨强度的增加显著降低，但随着降雨的持续，边坡安全系数趋于稳定．

针对安太堡露天矿西北帮高陡边坡,介绍了边坡的工程背景和滑坡现状。结合工程地质、气象条件等资料,分析了降雨对边坡稳定性的影响机理,并使用slide软件将潜在危险滑体分为50个条块,采用路径搜索方法对强降雨边坡在饱水和排水条件下的稳定性进行了模拟分析。结果表明:边坡降雨饱水条件下的稳定系数约为0.841,且最危险的滑动面位于边坡上部,穿过上层填土和粉土,而边坡在排水条件下的稳定性为1.010,最危险滑动面仍然位于边坡上部,但滑动区域相比饱水条件下明显减小,滑动面也随之减小。

在人为扰动、地震、降雨等因素中,降雨是滑坡主要的诱发因素。以玉溪新平大戛高速公路边坡为研究工点,结合地质勘测、钻探、物探、现场调查、室内试验、资料收集等数据,采用无限斜坡模型、瑞典条分法及极限平衡法计算分析降雨条件下斜坡的流向流量及其稳定系数,研究斜坡开挖前后的稳定性及预测水流冲刷严重的区域。结果表明:开挖前在水位高度等于土层厚度的极限饱和工况下,斜坡处于稳定状态；开挖后按1:1.75的坡比,斜坡亦处于稳定状态。所以坡体开挖施工是安全的,但需做好坡面排水及防护工作。

采用有限差分软件flac3d内置fish语言编制相关程序,将边坡非饱和区渗透系数和基质吸力随饱和度的变化关系嵌入到数值计算中,实现了降雨入渗条件下边坡非饱和渗流过程的模拟,结合基于fredlund双应力状态变量理论的强度折减法,进一步实现了非饱和边坡的稳定性分析.基于某典型抗滑桩加固边坡算例建立数值计算模型,研究了降雨入渗对边坡孔隙水压力分布及边坡稳定性的影响,并对降雨强度、基质吸力及桩顶约束形式对边坡稳定性的影响进行了参数分析.研究结果表明:降雨入渗条件下,随降雨历时增加,湿润锋线不断向坡体内部推进,基质吸力明显减小,边坡安全系数显著降低;边坡安全系数随降雨强度增大而减小,当降雨强度超过土体饱和渗透系数后,边坡安全系数随降雨强度变化不大,并趋于稳定;基质吸力对边坡稳定影响显著,考虑基质吸力时边坡安全系数明显提高;在桩顶设置预应力锚索可使桩身位移明显减小,边坡安全系数提高.

结合某公路节理岩质边坡,采用离散单元法,考虑节理岩体应力与渗流耦合机理,对降雨条件下节理边坡稳定性进行分析。重点分析了边坡主应力分布和位移矢量图,节理张拉和剪切位移以及边坡渗流产生的空隙水压力。分析结果表明:节理边坡变形主要受优势节理面控制,产生平面滑移。节理张拉和剪切位移趋势与边坡变形规律是一致的,地下水流动产生空隙水压力会加剧边坡的变形趋势。

现今对滑坡的研究过程中大多没有考虑坡体之上的裂隙，然而裂隙对降雨型滑坡所起的作用尤为重要。某公路滑坡坡体之上存在大量裂隙，为研究其在降雨过程中渗流及稳定性变化规律，运用有限单元法分别模拟有裂隙和无裂隙时坡体内瞬态渗流场变化、稳定性随降雨历时的变化情况。结果表明：在研究含裂隙滑坡降雨入渗过程中，考虑裂隙时的计算结果与现场观测结果更一致，考虑裂隙对滑坡稳定性的影响十分必要。

针对一铁路沿线隧道施工弃渣场,现有相关的资料为基础,采用现场调研、试验研究、理论分析与数值模拟相结合的研究方法,查明了弃渣场的工程地质条件、变形破坏特征与边坡防护情况,并基于边坡地质模型分析了该弃渣场在降雨条件下的边坡稳定性。建议对该弃渣场未防护坡面采用浆砌石框架植被护坡措施进行防护。

分析边坡土体强度参数在降雨条件下的衰减规律,并在此基础上研究降雨对浅层边坡稳定性的影响。研究结果表明：土体黏聚力随含水量增大的变化规律接近指数减小,土体内摩擦角随含水量增大的变化规律接近线性减小;降雨持时不变的条件下,边坡安全系数随降雨强度的增大而呈非线性减小;降雨强度不变的条件下,边坡安全系数随降雨持时的增大而接近线性减小。

基于饱和—非饱和渗流理论和有限元强度折减理论,利用数值仿真方法,模拟了不考虑降雨条件和考虑降雨条件两种情况下边坡稳定状况,计算了降雨条件下边坡的孔隙水压力、位移等的变化情况,分别计算了相应的边坡安全系数,并对其边坡稳定性进行了评价,其分析结果对降雨条件下公路边坡的安全设计具有指导作用。

基于饱和-非饱和渗流理论,利用数值仿真方法,模拟降雨条件下边坡渗流场的变化规律。再考虑渗流产生的孔隙水压力,对边坡的稳定性进行分析,运用条分法计算边坡安全系数,并采用网格法搜索最危险滑移面。对不同降雨条件下边坡的安全系数和最危险滑移面进行分析对比,为工程实际提供参考。

大量研究表明,主要且直接诱发边坡失稳的主要因数是降雨,雨水入渗对非饱和土质边坡稳定性的影响最大.分析非饱和黏土边坡基质吸力和渗流场影响,采用有限元软件flacm建立非饱和黏土边坡的数值模型,研究计算在降雨强度不同条件下,降雨时间相同和降雨总量相同这两种情况对边坡稳定性的影响.结果表明:非饱和黏土边坡内部的剪应变增量随降雨强度的变大而增大,边坡的位移也和降雨强度呈正相关关系,降雨强度越大越容易造成黏土边坡表层失稳.

在西北地区进行基础工程建设,遇到了大量的多级黄土高边坡工程。边坡工程属于永久性工程,难免遇到降雨状况。降雨入渗会引起边坡土体饱和度与土体重度的变化,进而导致边坡体基质吸力与有效应力场的变化,使边坡的稳定性受到较大的影响。本文通过考虑边坡体不同深度处基质吸力随雨水入渗的变化情况,建立了渗流场与应力场的耦合计算模型,对降雨入渗条件下多级黄土高边坡的稳定性进行分析。最后,依托实际边坡工程,利用plaxis3d岩土有限元软件,建立边坡稳定性计算模型,通过设置降雨量随时间的变化函数与渗流边界条件,进行降雨入渗条件下多级黄土高边坡的稳定性数值计算,并与理论分析结果进行了对比分析。根据数值计算结果可得到多级黄土高边坡在降雨入渗条件下的变形、基质吸力、有效应力、潜在滑移面以及安全系数的变化情况,从而对降雨入渗影响下多级黄土高边坡的稳定性做出分析。研究结果可为降雨入渗条件下多级黄土高边坡的稳定性的研究提供一定的指导作用。

根据某高速公路岩体边坡的实际情况和基本资料,选定典型边坡,建立降雨入渗条件下该边坡非稳定饱和-非饱和渗流分析的有限元模型,分析在汛期暴雨和平均降雨两种工况下边坡内的地下水渗流场及其变化规律,确定地下水荷载。进一步模拟边坡分级开挖、支护过程,计算分析各阶段边坡应力变形规律和位移变化,以及在2种工况下的边坡稳定性。结果表明,降雨后的最小安全系数比降雨前有所减小,局部安全系数小于1.0,有滑坡危险;锚索支护后降雨的最小安全系数比支护前要大,较小安全系数的分布范围有一定的减小,安全系数提高幅度较大,能满足稳定性要求。该结果不仅可以为工程施工提供科学的理论依据,而且对边坡加固措施以及滑坡的预测预报也具有重要的指导作用。

为了在初期勘察阶段少量室内和现场试验基础上准确快速地对开挖边坡进行稳定性评价,提出了一种新的边坡稳定性评价方法。基于极限分析上限定理,推导不排水条件下开挖边坡二维稳定性极限分析理论,根据理论公式编程计算,得到不排水条件下开挖边坡稳定系数图表及滑动面变化规律,从而建立不排水条件下开挖边坡稳定性评价方法。结果表明,以极限分析上限定理为依据确定边坡稳定系数和不排水抗剪强度比值的关系、滑动面与限制深度的关系来评价边坡稳定性,其物理意义明确,计算结果客观,相比于极限平衡法和数值分析法,极限分析法更适合于开挖边坡的稳定性评价。

皂市水电站堆积体边坡临近厂房机组段,其稳定性直接影响到施工安全并对厂房建筑物构成威胁。鉴于堆积体及其与基岩接触面部分岩石力学参数的不确定性,首先采用强度折减法研究不同参数取值情况下边坡的安全系数及可能的失稳模式,选取合理的堆积体参数。在此基础上,对在不同工况下的边坡稳定性、可能的失稳模式以及不同加固处理方案的效果等进行了分析和研究。