三峡库区某煤矿码头岸坡渗流场分析与稳定性评价

由于三峡工程的建设,在库区进行码头建设必须考虑库水位调度对岸坡稳定性的影响。本文以重庆奉节县某煤矿码头的实际工程为例,基于饱和-非饱和渗流理论,采用有限元数值模拟方法,分别模拟计算与分析了静态库水位、库水位上升和库水位下降几种工况下岸坡的渗流场,并在此基础上采用剩余推力法计算得到岸坡不同工况下最危险滑动面的位置和相应的稳定性系数,据此对岸坡稳定性进行了评价,以为库区码头设计及施工提供依据。     

库水位涨落和降雨入渗作用下岸坡中浸润线的计算

对岸坡进行稳定性分析时,需要确定库水位升降和降雨联合作用下岸坡中浸润线的位置,为此以均质土坡为地质模型,考虑在库水位升降与降雨入渗联合作用下岸坡中的非稳定渗流计算,推得库水位升降和降雨联合作用时岸坡中浸润线的计算公式;通过计算得到浸润线的动态变化规律以及压力传导系数、库水位升降速度和降雨强度对浸润线的影响,为库水位变化和降雨条件下岸坡的稳定性分析提供了依据.     

三峡水库塌岸对麻柳林滑坡稳定性的影响分析

水库塌岸是库区重大的地质灾害,对库岸滑坡的长期稳定性有重要影响。以麻柳林滑坡为例,在现场调查的基础上,考虑了船行波的影响,采用卡丘金法对三峡水库塌岸进行了预测,并针对塌岸前和塌岸后的麻柳林滑坡,分别设定了4种库水位下降工况,且考虑50年一遇的极值降雨,研究了库水位下降联合降雨作用下麻柳林滑坡的稳定性,分析了塌岸对该滑坡稳定性的影响。结果表明:在航运繁忙的狭长河道进行塌岸预测时,船行波的影响不能忽略,预测得到麻柳林滑坡最终的塌岸宽度为120m;塌岸后麻柳林滑坡前缘变缓,与库水接触面增大,在库水位下降过程中,地下水浸润线较塌岸前更低;对于麻柳林滑坡,塌岸侵蚀了前缘阻滑段,导致该滑坡的稳定性降低约3%。     

水位变动条件下二元结构岸坡稳定性分析——以扬中市指南村崩岸段岸坡为例

以指南村崩岸段岸坡为研究对象,通过实地调查开展地质钻探工作,获取岸坡土体的物理力学参数,并基于饱和-非饱和土渗流理论、非饱和土抗剪强度理论及极限平衡法,研究江水水位变动过程中二元结构岸坡稳定性的变化。结果表明:(1)岸坡土体为二元结构,上层为粉质黏土,下层为粉砂,粉砂层厚度较大且透水性较好,为地下水流动提供良好环境。(2)水位变动引起的饱和-非饱和土渗流对于岸坡稳定性有明显影响,岸坡稳定性在涨水期随水位上升而增大,在退水期随水位下降而减小。退水期安全系数明显低于相同条件下涨水期和洪水期,即水位降落导致岸坡稳定性降低,极易发生岸坡崩塌。(3)水位上升速度越快,岸坡安全系数最大值越大,即岸坡在水位骤涨时更加稳定;水位下降速度越快,岸坡安全系数的最小值越小,即岸坡在水位骤降时更容易发生失稳崩塌。     

三峡库区卧沙溪滑坡稳定性的可靠度及敏感性分析

三峡库区是滑坡地质灾害多发的地区,库水位周期性涨落与降雨的耦合作用是导致滑坡失稳破坏的主要原因。为深入研究库水位与降雨作用下滑坡的稳定性,以三峡库区卧沙溪滑坡为例,采用蒙特卡罗随机抽样法,分析了不同工况条件下滑坡的可靠度指标、失效概率,并分析了滑坡的稳定性系数对滑体物理力学参数(c、、γ)的敏感性。结果表明:卧沙溪滑坡具有典型动水压力型滑坡的特征,库水位下降速率越大,滑坡可靠度指标越低,当叠加暴雨工况时,滑坡的失效概率明显增大;滑坡的稳定性系数对滑体的内摩擦角最敏感,黏聚力c次之,重度γ最小,且与滑体的内摩擦角、黏聚力c呈正相关关系,与滑体重度γ呈负相关关系,库水位下降速率越大,滑坡的稳定性系数与滑体重度γ的负相关性越强,不利于滑坡的稳定。     

水位涨落引起的库岸再造对岸坡稳定性的影响研究

自三峡库区开始蓄水以来,岸坡岩土体遇水饱和,物理力学强度降低,并受到周期性的河流地质作用,产生冲刷和淤积,最终造成岸坡地形的改变,即库岸再造,而目前岸坡稳定性研究未考虑库岸再造的影响。以巫山县某岸坡为例,对比分析了蓄水前后岸坡地形的变化特征,并利用数值模拟方法对岸坡地下水渗流特征和稳定性进行了研究。结果表明:岸坡不同位置和高程处地形的改变因地表水力特征的差异而有所不同;随着库水位的下降,岸坡地下水浸润线平缓下降,但坡度较陡一侧岸坡地下水渗流水力梯度更大,且在同一工况下,地形改造后的岸坡稳定性更高。     

基于FLAC3D的某桥头边坡稳定性数值模拟分析

某桥头边坡属顺层岩质坡,在桥墩加载及下游水库蓄水的影响下,边坡初始应力状态将发生改变,极有可能导致边坡失稳。通过对库岸边坡破坏模式的分析,建立了该边坡地质概化模型,确定了岩体及控制性结构面的物理力学参数,并基于FLAC 3D软件对该边坡在不同工况条件下的稳定性状态进行了数值模拟分析。结果表明:目前条件下边坡整体趋于稳定,但桥墩加载会导致边坡稳定性一定程度的降低,水库蓄水会导致边坡稳定性显著降低。最后为进一步探讨边坡加固方案提出了具体的防治措施与建议。     

三峡库区巴阳移民新村库岸稳定性分析与塌岸预测

三峡工程全面蓄水在即,库水位周期性的变动必定引起大范围的塌岸。以巴阳移民新村库岸为例,选取典型剖面,根据饱和—非饱和渗流理论,应用GEO-SLOPE软件分析了水位变动条件下库岸渗流场变化,进一步分析了库岸稳定性的变化趋势,并选用卡丘金法和极限平衡搜索法对塌岸范围进行了预测。结果表明：在蓄水至145m1、56 m1、75 m及175 m骤降至145 m四种工况中,随着库水位的上升,库岸稳定性有下降的趋势,在库水从175m骤降至145 m时稳定系数最低,预测塌岸范围24.5 m和29.5 m,为移民区土地利用提供了科学的依据。     

三峡水库消落期涉水滑坡稳定性的变化特征

三峡水库需要在每年5-6月份将库水位下降到145 m为夏季蓄洪做准备。在这个库水位消落期,库岸涉水滑坡的稳定性可能发生不利变化,而且连续暴雨会加重这种不利变化。文章以重庆市区黄泥巴蹬坎滑坡为例,考虑库水位最大下降速率0.6和1.2 m/d 2种工况,同时考虑50年一遇的暴雨情景,采用条分法计算了滑坡地下水位和稳定性系数的变化过程。结果表明:水库消落期滑坡稳定性总体存在持续下降趋势,并在大部分时间低于蓄水前的天然状态,库水位消落速率增加和特大暴雨的发生会使滑坡稳定性下降更快。在库水位降低到145 m的时刻,滑坡稳定性系数降低到极小值,此后又缓慢的回升。滑坡体渗透系数对稳定性极小值的影响比库水位下降速率更显著。     

基于FEFLOW的岸坡地下水三维渗流场模拟研究

三峡库区岸坡的涉水环境复杂,随着库水位的调度,岸坡内地下水渗流场不断地发生相应的变化。为深入研究涉水岸坡地下水渗流场的变化特征,在对巫山县江东咀地区涉水岸坡实地调查的基础上,基于三维数值模拟软件FEFLOW,通过构建涉水岸坡的渗流模型,对岸坡地下水三维渗流场在两个水文年、4种工况下的变化情况进行了三维数值模拟研究。结果表明:地下水水位随库水位的变化具有明显的"滞后效应",存在地下水渗流中的"漏斗"现象,且岸坡地下水水位的分布与地形和基岩面的位置密切相关。该研究成果可为类似涉水岸坡地下水渗流场的研究提供参考。     

四川某公路崩塌堆积体稳定性评价

堆积体位于四川某公路K43+040-K43+210段岷江左岸,其物质组成主要是后缘基岩崩塌形成的粒径较大的块体,架空现象明显。特殊的物质组成及其结构特征使得采用传统稳定性评价方法评价其稳定性时面临诸多问题。本文在大量野外现场调查的基础上,分析研究了堆积体的形成机制、坡体结构特征,在此基础上,运用离散元方法分析了堆积体开挖后的变形破坏特征及其运动过程,同时采用定性和定量相结合的方法对堆积体的稳定性进行了综合评价。     

降雨条件下某堆积体饱和-非饱和渗流及稳定性分析

降雨是诱发滑坡的主要因素之一。本文以西南地区某堆积体为例,基于非饱和土力学理论,考虑降雨入渗的影响,利用有限元方法,对持续强降雨条件下该堆积体的饱和-非饱和渗流场动态变化、变形破坏机理及稳定性进行了数值模拟和计算,结果表明:降雨入渗使坡体非饱和区土体的基质吸力减小,是导致堆积体稳定性降低的主要因素;随着降雨的持续,堆积体塑性区的范围及贯通距离增加,稳定系数逐渐降低,使整体失稳滑移的危险增大。     

非饱和渗流作用下云阳西城滑坡稳定性分析

基于非饱和土理论采用有限元法模拟了云阳西城滑坡在雨水入渗和库水位下降过程中暂态渗流场的变化,然后将计算得到的暂态孔隙水压力分布用于滑坡稳定性的极限平衡分析。同时,采用延伸的摩尔—库伦破坏准则以便考虑基质吸力对抗剪强度的贡献,计算了暴雨工况和库水位下降工况下的稳定性系数。研究结果表明:降雨引起的暂态渗流场对滑坡稳定性有明显的影响;考虑基质吸力对抗剪强度的贡献,会明显提高滑坡稳定性;由于该滑坡渗透系数较大,库水位下降引起的暂态渗流场对该滑坡稳定性系数的影响不如降雨引起暂态渗流场的明显;该滑坡主要受暴雨影响。     

基于改进Green-Ampt降雨入渗模型的花岗岩风化带边坡稳定性分析

为研究持续降雨对花岗岩风化带路堑边坡稳定性的影响,选取赣南安远至定南新建高速公路定南段花岗岩风化带路堑边坡建立地质模型,通过室内试验、资料统计分析等手段获取该边坡各层岩土体的物理力学参数,并结合区内实际强降雨工况,采用考虑排水的改进Green-Ampt降雨入渗模型,分别利用极限平衡法和强度折减法数值模拟方法对不同降雨工况下该边坡的稳定性和变形破坏模式进行分析。结果表明:随着降雨的持续,该花岗岩风化带岩土体边坡的稳定性系数逐步降低,工况一条件下降雨20 d或工况二条件下降雨18 h后,边坡的稳定性系数小于1;边坡坡体破坏从坡脚逐步向上延伸,并在坡体表面形成潜在的滑动面,而后台阶处也逐渐破坏;整体而言,该边坡的破坏模式为坡面冲刷和浅层剪切滑移破坏,高应力区集中在边坡坡脚处和各台阶处,短时强降雨情况下该边坡可能会发生整体滑移破坏。     

增大库水位日降幅联合降雨条件下张家祠堂滑坡稳定性分析

库水位下降对滑坡的稳定性变化有重要影响。以张家祠堂滑坡为例,利用Geo-studio软件的Seep/W模块和Slope/W模块分别对滑坡渗流场和稳定性进行数值模拟计算,分析降雨和不同库水位下降速率对该滑坡稳定性的影响规律,并结合滑坡变形的调查情况和数值模拟计算结果对该滑坡进行稳定性预测与评价。结果表明:张家祠堂滑坡为降雨型滑坡,相对于降雨,增大库水位日降幅对滑坡稳定性影响非常有限;预测在非汛期增大库水位日降幅条件下,滑坡整体基本稳定;滑坡在中前部虽有变形,但滑坡整体并未形成连续贯通的软弱面,因此该滑坡目前为基本稳定;滑坡在最危险工况(库水位日降幅1.2m/d+降雨)下的稳定性系数为1.154,滑坡处于基本稳定状态。     

三峡库区黄土坡滑坡库水位与降雨联合作用渗流应力耦合的数值模拟

以三峡库区黄土坡滑坡为研究对象,通过野外调研与监测,利用FLAC有限差分软件建立了黄土坡滑坡在库水位与降雨联合作用下的渗流应力耦合数值分析模型,对不同工况下黄土坡滑坡的渗流应力耦合作用进行数值模拟分析,并探讨黄土坡滑坡的复活机理。结果表明:滑坡体前缘300m内受库水位的影响较大,坡体内的渗流应力耦合作用明显,在工况一及工况二下,由于库水位的下降使滑坡体内的地下水位线下降,并且伴随着大暴雨,滑坡体内的孔隙水开始向长江排泄,滑坡体出现明显的变形;在工况三及工况四下,由于库水位的上升使滑坡体内的地下水位线上升,并且随着降雨量的减小,滑坡体内出现了反向的渗流作用,加强了滑坡体的稳定性,使滑坡重新回到了相对稳定的状态。     

山区高速公路隧道洞口边坡稳定性的数值模拟

山区高速公路在建设过程中,隧道洞口的开挖往往易造成古滑坡的复活或部分复活,并形成新的滑坡灾害。为了保证隧道进洞口施工的顺利进行,隧道洞口边坡的稳定性动态分析尤为重要。本文结合栗石沟隧道进洞口边坡工程实例,利用FLAC3D软件分别对该边坡在自然状况、坡脚开挖+坡面削坡2m以及坡脚开挖+坡面削坡2m+隧道开挖13m三种工况下的稳定性状况进行了数值模拟分析,并通过分析三种工况下的边坡稳定性系数、边坡剪应变增量变化及塑性区破坏情况,探讨了其剪应变的变化特点和塑性区破坏的规律,以验证边坡削坡卸载方案在隧道施工中的安全性和可靠性。     

库水位下降和降雨影响下李家湾滑坡的稳定性计算

采用包辛涅斯克(Boussinesq)非稳定渗流微分方程,以巴东李家湾滑坡为例,求解库水位不同降速、不同降雨强度和降雨历时工况下地下水浸润线的位置,并采用传递系数法对各种工况下滑坡的稳定性进行计算,结果表明:在无降雨条件下,滑坡的稳定性随着库水位下降速度的增大逐渐变差;在有降雨条件下,随着降雨强度的增大、降雨持续时间的增长,滑坡的稳定性逐渐变差,尤其是遇到特大暴雨天气或降雨持续3 d以上,有可能发生整体失稳。     

贵州省马达岭滑坡崩滑形成机制及堆积体稳定性分析

马达岭滑坡为典型的平缓反倾斜横向坡,其为"塌陷-拉裂-贯通"破坏模式,自2003年以来发生多期次崩滑,形成目前的崩滑堆积态势,对在建的都匀至香格里拉高速公路造成潜在威胁。在前人研究成果的基础上,通过现场工程地质调查与试验研究,从地层岩性、岩体结构、地下水作用、软弱夹层等方面分析了马达岭HP1滑坡崩滑形成的原因以及马达岭滑坡的形成条件及成灾机理,并采用渗流有限元与极限平衡分析联合求解的方式,模拟计算了在自然状态、降雨状态、地震作用和降雨联合地震作用4种工况条件下马达岭滑坡崩滑堆积体的稳定性,分析了降雨强度、降雨时长和地震作用对滑坡崩滑堆积体稳定性的影响。结果表明:(1)强降雨条件下滑坡崩滑堆积体将处于基本稳定至不稳定状态;(2)随着降雨强度的增加,滑坡的稳定性系数总体呈减小趋势;(3)随着降雨持续时间的增加,滑坡的稳定性系数将持续降低;(4)降雨联合地震作用极端工况下,滑坡的稳定性系数进一步降低,且竖向地震力对滑坡稳定性的影响远小于水平地震力;(5)都匀至香格里拉高速公路选线规避滑坡影响区是合理的。     

基于蒙特卡罗法的白家包滑坡库水位消落可靠度分析

可靠度理论考虑了滑坡岩土体本身的复杂性、离散型、不确定性,相比传统确定单一的滑坡稳定系数算法,通过可靠度指标、失效概率、各参数敏感性等对滑坡稳定性进行综合评价,更加符合工程实际。基于蒙特卡罗随机抽样算法,通过3 000次模拟抽样对三峡库区白家包滑坡在库水位消落两种工况下的可靠度和参数敏感性进行了对比分析。滑坡可靠度分析表明:两种工况下滑坡整体都表现出随着库水位快速消落其稳定系数均值减小、失效概率增大,且库水位消落速率越大这种现象越明显;当以工况2运行时滑坡失效概率超过50%,滑坡整体有失稳的可能。滑坡参数敏感性分析表明:两种工况下该滑坡滑带土体的重度(γ)与滑坡稳定系数呈现微弱的正相关性,且随着库水位消落其相关性呈现增大的趋势;滑带土体的内摩擦角(φ)与滑坡稳定系数的正相关性远大于内聚力(c),且随着库水位快速消落这种正相关性呈现微小的削弱;对比两种工况,工况2参数敏感性"增幅"、"降幅"都大于工况1。