强降雨条件下高大炉渣边坡稳定性影响研究

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．

以某露天矿边坡为研究对象,结合矿区的水文工程地质条件,借助有限元计算软件midas/gts,在两种不同的降雨条件开展了多个工况下的露天矿边坡稳定性研究分析。结果表明：在强降雨条件下,由于降雨强度远大于土体的渗透能力,短时间内边坡浅层土体含水量会迅速增加,会形成暂态饱和区,因此对深部土体影响较小,对边坡的稳定性和安全系数影响较小;连阴雨条件下,当降雨强度小于土体的渗透能力时,雨水能够充分渗入到边坡土体中,对边坡稳定性产生不利影响。通过绘制曲线图可知渗透系数的增大开始阶段安全系数按斜率较大的线性函数发生变化,随后安全系数递减速率逐渐降低,当饱和透系数达到一定程度后,安全系数变化不明显。

以四川省盐源县平川铁矿黄草坪尾矿库为研究对象,以圆弧形滑动面为计算模型,采用bishop法和瑞典法,应用slide软件对四川省盐源县平川铁矿黄草坪尾矿库进行静力稳定性数值分析,得出黄草坪尾矿库在不同坝高的坡面条件下,正常工况、洪水工况及特殊工况下的稳定安全系数,并且对黄草坪尾矿库在不同降雨条件下,不同坝高的稳定安全系数规律进行总结,该稳定性规律可为尾矿坝设计与安全建设提供技术支撑。

以某露天矿边坡为研究对象,结合矿区的水文工程地质条件,借助有限元计算软件midas/gts,在两种不同的降雨条件开展了多个工况下的露天矿边坡稳定性研究分析。结果表明：在强降雨条件下,由于降雨强度远大于土体的渗透能力,短时间内边坡浅层土体含水量会迅速增加,会形成暂态饱和区,因此对深部土体影响较小,对边坡的稳定性和安全系数影响较小;连阴雨条件下,当降雨强度小于土体的渗透能力时,雨水能够充分渗入到边坡土体中,对边坡稳定性产生不利影响。通过绘制曲线图可知渗透系数的增大开始阶段安全系数按斜率较大的线性函数发生变化,随后安全系数递减速率逐渐降低,当饱和透系数达到一定程度后,安全系数变化不明显。

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。

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。

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.

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。

强降雨作用下基岩型层状边坡易发生失稳破坏,给人们生命财产造成重大损失。为探索基岩型层状边坡的降雨入渗过程,以green-ampt入渗模型为基础,考虑了边坡几何特征及饱和带渗流作用,得到了边坡不同入渗阶段入渗率和湿润峰深度的计算式,建立了适用于基岩型层状边坡的降雨入渗计算模型;在分析基岩型层状边坡稳定性时,考虑了饱和带的渗流作用,联合降雨入渗模型与极限平衡法,分析了基岩面与湿润峰面稳定性的变化规律,得到了计算基岩型层状边坡安全系数的解析表达式;结果表明,该模型的计算与试验结果具有一致性。利用该计算模型与传统计算方法对张家湾滑坡进行了强度为30mm/h的降雨入渗与稳定性分析,得到了不同计算方法下张家湾滑坡湿润峰深度及安全系数随降雨历时增加而发生的变化规律,结果表明该计算模型在分析基岩型层状边坡稳定性时优于传统分析方法。

介绍了渗流与应力耦合的基本原理,以及边坡降雨入渗的过程。根据工程地质条件及岩土的特性建立边坡数值模型,运用abaqus进行降雨条件下的有限元分析,观察边坡土体孔压场、位移场等的变化规律.最后对边坡稳定性进行评价。

随雨水入渗和蒸发,土质边坡的含水率在逐渐增加,基质吸力也在不断变化,这对土质边坡的稳定性会产生较大影响。本文利用geostudio软件以三峡库区典型滑坡树坪滑坡为模型,分析了不同时步浸润线的位置变化及孔隙水压力变化,说明滑坡所经历的降雨过程、降雨量大小、蒸发量及其变化规律,也相应影响了边坡体内部地下水渗流的变化以及渗流场浸润线的变化,因此,可以依据降雨量和蒸发量的变化情况对堆积层滑坡稳定性进行分析和预测预报。

提出降雨对边坡稳定性影响研究的意义,指出降雨入渗是导致边坡失稳的主要诱发因素,从理论研究、现场试验和室内试验3方面综述了降雨入渗对边坡稳定性影响的研究现状。归纳和总结了饱和-非饱和理论和边坡稳定性分析方法、边坡稳定性变化规律及影响因素。其中,重点介绍了极限平衡法﹑极限分析法﹑有限元法等相关方法,并且指出了它们的优点和存在的相关问题,在此基础上综述了相关试验研究现状,并指出其中的不足。最后针对目前研究中所存在的问题就今后的发展方向提出了自己的看法。

把降雨入渗条件下的边坡稳定性问题转化饱和-非饱和渗流问题的应力场和渗流场来计算,考虑在降雨入渗过程中滑动面抗剪强度的影响,研究降雨入渗过程对边坡的安全系数的影响。应用瞬态的饱和-非饱和二维有限元渗流模型,对降雨条件下的边坡的稳定性进行了模拟,模拟的数值计算结果表明,在降雨入渗过程中,边坡的安全系数在不断减小。

先以渗流-应力耦合分析求出,降雨入渗条件下边坡的应力、位移、孔隙水压力等情况;再以重度增大法为依据,结合非饱和土强度理论,求出边坡破坏时的极限荷载因子。结果表明,降雨入渗情况下,由于孔隙水压力的改变,边坡极限荷载因子显著减小,稳定性显著降低;随降雨强度或持续时间的增大,稳定性降低。

本文以非饱和土力学理论为基础,考虑了降雨入渗过程中的渗流-应力耦合过程,采用geo-studio软件对非饱和土边坡进行数值模拟分析,得出不同降雨历时对边坡孔隙水压力和位移的影响规律,以及边坡稳定性系数的变化。该研究成果为正确认识降雨条件下滑坡发生的机理提供了科学依据,为降雨型滑坡的监测预警分析提供了基础。