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。     

降雨入渗下残坡积土边坡的稳定性模拟研究

针对杭兰高速公路受降雨影响显著的非饱和残坡积土边坡,考虑降雨入渗的影响,通过对非饱和土水力特征参数的试验研究,用精度较高的Van Genuchten公式拟合土-水特征曲线,得出了非饱和渗透函数的特征参数;在此基础上,将饱和-非饱和非稳定渗流分析与有限元强度折减法相结合,进行了降雨入渗渗流场与应力场的耦合分析,模拟雨水入渗引起的暂态渗流场,并将计算所得到的暂态孔隙水压力用于考虑基质吸力影响的边坡稳定系数的计算;最后根据研究区的降雨气象资料,探讨了降雨强度、降雨持时对残坡积土边坡渗流场分布、发展和稳定性的影响。该研究可为滑坡地质灾害的预防提供依据。     

泸定大渡河特大桥边坡稳定性分析与防护

川藏高速公路泸定大渡河特大桥跨越大渡河深切峡谷,桥位边坡稳定性对于桥梁工程安全起着重要的控制作用。基于边坡岩体结构控制论,在查明泸定大渡河特大桥边坡地质结构的基础上,分析了桥位边坡山体的稳定性和边坡岩土体的稳定性,判定边坡岩土体的失稳破坏模式;针对地震作用下边坡工程的稳定性问题,先采用静力法进行边坡工程潜在失稳岩土体稳定性分析,并依据分析结果对边坡工程进行加固设计,再采用动力时程分析方法对加固后边坡的稳定性进行验证,结果表明地震作用下崩坡积土层将会发生变形与失稳,厚约3～10 m;针对特大跨径桥梁两水准抗震设防要求,提出了与其相适应的桥梁边坡工程防护两水准防震减灾目标,并基于该目标及高边坡工程特点,设计采用开挖预加固、分区加固和坡面碎屑流拦挡与疏排相结合的边坡加固措施,实现了地震作用下边坡整体稳定和局部坡面碎屑流灾害的防治。通过边坡地震动力时程分析表明:地震作用下边坡整体稳定,但未加固区会出现局部土体失稳,与边坡抗震设防目标一致。针对地震作用下边坡局部土体失稳的坡面碎屑流危害,设计采用拦挡与疏排结构保护桥梁构筑物的安全,并通过坡面碎屑流数值模拟分析对其进行了验证。     

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。     

苏州浒墅关阳山碎裂基岩滑坡的破坏机理研究

苏州浒墅关阳山西侧边坡因开挖历史较长,形成了整体高差约260m的高陡边坡,严重威胁着坡下开发区居民及用地安全,尤其以其顶部的碎裂基岩滑坡危险性最大。本文从构造历史、岩性、外界营力等多个角度对该基岩滑坡的形成条件、稳定性影响因素、演变历史和破坏机理等进行了全面研究,认为该基岩滑坡的破坏模式为圆弧形滑动,其破坏机理主要受控于滑体前缘良好的临空面、作为软弱夹层的石英斑岩岩脉、因推覆构造而呈碎裂状的岩体结构等,并有针对性地提出了削坡加格构支挡的防治方案,从而有效地控制了该滑坡灾害的进一步发展。     

川藏公路西藏境内溜砂坡防治工程研究

溜砂是一种特殊的坡面破坏与堆积形式,它是陡峭坡面基岩上寒冻风化形成的砂粒、碎石或者砂砾夹石块在重力作用下沿斜坡滚动、溜动与堆积的过程。主要发生在川藏公路西藏境内沿线较为干旱的花岗岩山区,因其稳定性差,溜砂活动较为频繁,成为造成该公路断通的重要灾害之一。文章针对青藏高原处于大规模抬升阶段、斜坡不断生长的地貌特征,提出了溜砂坡新的成因分类方案,分析了溜砂坡的形成条件,对溜砂坡的工程防治进行论述,提出了目前条件下生长型溜砂坡合理的防治对策,对确保川藏公路的畅通有指导意义。     

非饱和黄土边坡稳定性分析及影响参数研究综述

对现有非饱和黄土边坡稳定性分析的研究现状、理论基础、分析方法、破坏机制等进行总结,针对现有数值分析方法,对影响非饱和黄土边坡稳定性的参数进行归纳。总结得出在进行非饱和黄土边坡破坏机制研究时,将宏、微观试验结果结合具体边坡剖面监测数据,进行边坡破坏机制及非饱和土抗剪强度理论的研究;在采用数值方法分析黄土边坡稳定性时必须考虑孔隙水压力的变化及可能由于湿陷导致的体积变形,通过试验或反演分析确定合理的抗剪强度参数,从理论上清楚各参数如何影响边坡的稳定性;并且在有条件的情况下从微观层面探讨非饱和边坡中土骨架变形特征,从而系统地完成边坡稳定性分析。在未来非饱和黄土边坡稳定性分析研究中,仍需以非饱和土力学为基础,紧密结合岩土工程与地质工程其他学科,进行交叉研究分析,从宏观到微观、由表及内总结非饱和黄土变形机制。如果条件允许在勘察过程中便可以采取数值模拟方式对现有坡体进行稳定性分析及变形模拟,并分析其主要影响因素,进行提前预防控制。     

基于渗流阻截作用的边坡防治方法研究

地下水作为影响坡体稳定性最为活跃的因素之一,控制边坡中地下水是边坡治理中需要解决的重点问题。将帷幕技术应用于边坡工程中,提出渗流阻截帷幕削弱坡体地下水渗流的防治方法,为研究阻截帷幕对于边坡中地下水渗流场的作用效果以及帷幕作用下边坡稳定性的响应规律,通过建立边坡数值模型,基于饱和非饱和相关理论,对阻截帷幕在不同工况下的作用效果进行了数值模拟,对帷幕作用下边坡地下水渗流场进行分析,揭示了阻截帷幕的布设方式与边坡渗流及稳定性的关系。结果表明:阻截帷幕能够改变边坡中地下水渗流场,对坡体中地下水进行有效控制,其作用效果受帷幕布设位置和深度的共同影响;一定深度范围内,相同位置处阻截帷幕的作用效果与帷幕深度成正相关性;在有无降雨条件下帷幕对边坡中地下水渗流的阻截作用均能提高边坡的稳定性,不同降雨工况下阻截帷幕改善坡体稳定性的效果显著,可为边坡防治提供一种新思路。     

填方边坡变形机制研究

在对西南地区某800 kV换流站填方边坡现场进行工程地质调查的基础上,通过对经过先期治理但仍发生变形的填方边坡的变形特征和监测数据进行分析,总结边坡稳定性影响因素,并结合FLAC3D数值模拟对边坡变形破坏机制进行了研究.结果表明:该填方边坡破坏模式为整体滑移破坏,导致边坡经过治理但仍发生变形的主要诱因是强降雨,但边坡的前期治理设计也存在不足;由于降雨导致边坡重度增大,底部强风化泥岩软化,填土抗剪强度降低,在边坡内形成贯通的滑动面,滑动面绕过加筋土挡土墙的加筋带,边坡顺着强风化层从软化的坡脚剪出;位移监测显示边坡处于加速变形阶段;边坡应急治理措施应重点放在控制边坡继续沿软弱面的滑移变形上,并加强坡体排水,该边坡变形控制的治理方案对同类工程的设计与应急治理具有一定的参考价值.     

某公路滑坡的变形机理与稳定性分析

通过对某公路边坡的变形破坏机理分析,表明滑坡的发生是由于坡脚的小规模开挖引发的局部变形破坏了坡体中原有的地下水排泄通道,使地下水水位抬升,从而使边坡稳定性进一步降低,造成变形破坏向坡体的上部发展,最终导致整体的滑动。稳定性计算表明,此滑坡整体稳定性差,需要作加固处理。综合分析地质条件后,选择抗滑桩和坡面护坡的方法来治理滑坡,并达到了较好的效果。     

三峡库区塌岸防护方法适宜性分析

根据组成库岸的岩土类型和组合型式,将三峡库区库岸地质结构概括为岩质、土质、岩土混合三大类及若干亚类,并对各类库岸的破坏方式进行了分析与总结,认为三峡水库蓄水后,库岸的破坏形式主要表现为崩塌与滑坡。根据库岸地质结构类型、破坏方式与规模,对三峡库区库岸防护设计的适宜性进行了详细的研究,认为三峡库区库岸宜采用如下5种方案进行防护:(1)对于易风化岩质岸坡或软硬互层岩质岸坡,宜以喷锚工程为主,结合局部支撑与挖方等进行防护;(2)对于土层比较厚(≥10m),地表有明显的变形破坏迹象的岸坡;或夹软弱层的易滑顺向岩质岸坡,宜以抗滑桩工程为主,结合护坡与地表排水等进行防护;(3)对于下伏完整基岩,且土层较薄(<6m)的土质岸坡或混合型岸坡,宜以挡土墙工程为主,结合地表排水等进行防护;(4)对于土层较厚(≥6m)且坡度较缓(< 20°)的土质岸坡或混合型岸坡,宜以干砌条石护坡工程为主,结合石笼、水下抛石压脚等进行防护;(5)对于坡度较陡(>20°)、厚度较大(≥6m)的土质岸坡、或强风化的花岗岩岸坡,宜以格构锚工程为主,结合地表排水等进行防护。针对这5种防护方案,选择典型库岸段进行库岸防护设计。结果表明,采用这5种方案防护库岸1 km直接工程费用分别为:857.2万元、2246.0万元、931.5万元、625.5万元、2288.8万元。     

土地退化方法应用初步研究——以闽西沙县东溪流域为例

综合运用^１３７Ｃｓ、土壤磁测等新技术手段,结合土壤结构水稳性、ＣＥＣ等部分土壤理化指标,对闽西沙县东溪流域坡地不同部位的土地退化特征进行初步的定量研究,结果表明：①土壤中^１３７Ｃｓ含量与坡度呈很强的对数关系（Ｒ＝－０８３）,表明土地退化随坡度的增加而加剧；②土壤表层磁化率富集系数与坡度呈较强的对数关系（Ｒ＝－０６３）,表明土地退化随坡度的增加而加剧；③不同地貌部位以及不同的土地利用类型之间,其土壤部分理化指标,在不同的显著性水平上,呈现一定的退化特征。     

应用Le Bissonnais法研究黄土丘陵区不同植被区及坡向对土壤团聚体稳定性和可蚀性的影响

论文通过Le Bissonnais法对黄土丘陵区森林、森林草原和草原三种植被区下的土壤团聚体分布特征、稳定性以及土壤可蚀性进行了分析研究。研究结果表明:1)在不同植被区表层土壤(0~20 cm)中,土壤的水稳性团聚体含量(R0.2)和平均重量直径(MWD)整体上表现为阳坡小于阴坡,土壤可蚀性因子K值则表现为阳坡大于阴坡,但是阴、阳坡差异均不显著;2)表层土壤的R0.2、MWD均表现为森林区森林草原区草原区,可蚀性因子K值则表现为草原区森林草原区森林区,土壤团聚体稳定性和抗侵蚀能力由高到低依次为森林区、森林草原区和草原区;3)扰动后湿润处理(WS)和快速湿润处理(FW)下的森林区与草原区土壤的稳定性和可蚀性指标差异显著,FW处理下二者差异尤为显著,而森林草原区土壤则居于前面两种土壤之间。总体来说,在黄土丘陵地带,植被区从北向南,由草原区向森林区变化过程中,土壤团聚体的稳定性和抗侵蚀性在不断提高,南部森林区的土壤团聚体稳定性比北部草原区更强,抗侵蚀能力更大。     

大型采石废弃地弃渣边坡稳定技术设计研究

近年来,采石场大面积弃渣边坡无防护堆积和坡面水土流失等问题严重.文章基于"蓄水范式"理念,以山阴县小娘娘山采石场为例,采用理论研究与实用施工技术相结合的方法,提出一套因地制宜的弃渣边坡稳定技术,该技术包括蓄水稳定技术设计和配套措施设计,以研究区内的一处弃渣边坡为示范点进行了实际设计和施工.结果表明,弃渣边坡稳定技术能有效提高弃渣边坡的稳定性和蓄水能力,施工方便、成本低,在实际工程中具有广泛地推广性.     

某高边坡变形破坏机制及整治对策探讨

反倾边坡的稳定性通常较好,但砂窝子高边坡因气候条件恶劣、地质条件复杂、人类工程活动剧烈而发生了大面积的浅表部变形,和一定规模的深部变形,对都江堰至汶川拟建公路的建设构成严重威胁。作者结合现场调查和地质勘察资料,分析了该高边坡的工程地质条件、水文地质条件、岩土体结构特征、以及边坡的变形破坏迹象,归纳出该边坡的变形破坏模式为压缩—倾倒弯曲—错动型,并在此基础上提出了合理的边坡整治方案建议。     

抗滑桩加固后边坡稳定性评价与桩位优化研究进展

边坡失稳是影响人类工程建设活动安全性的一类常见的地质问题,抗滑桩是边坡治理工程中常用的防治措施之一,但是目前考虑加桩后边坡的稳定性研究较少。针对抗滑桩加固后的边坡稳定性评价和抗滑桩桩位布设优化问题的研究进展进行了概述,重点综述了:抗滑柱加固边坡的稳定性分析方法,即国内外在理论计算、数值模拟和物理模型实验三方面的研究成果,并对比分析了各自的优缺点;目前常用的抗滑桩最优布设分析方法,并指出了各自的适用条件;当前边坡工程中抗滑桩桩位优化研究的现状,并对今后的发展方向进行了展望,可为今后类似研究提供一定借鉴与参考。     

归州河西沿江高切坡变形破坏及稳定性分析

为了掌握归州河以西沿江公路由于升级改造、工程开挖而产生的大量公路高切坡发育分布特征,总结其变形破坏模式,进而对其稳定性进行分析。在野外实地宏观调查、测量的基础上,通过数据处理,运用赤平投影法对调查区高切坡稳定性进行区划,其中不稳定切坡长约3.8km,占比39.6%,多发育在侏罗系遂宁组(J3s)和聂家山组(J1n)中,主要变形破坏模式为滑移型、倾倒型和剥落型,并根据其破坏模式的差异性提出相应防治对策。     

东北松嫩典型黑土区长缓坡耕地土壤侵蚀沿坡长变化规律及其对土壤质量的影响

东北黑土区,尤其是农垦地区,是我国重要的粮食生产基地。土壤侵蚀导致耕地质量严重退化,威胁粮食安全。选取克山农场坡长为1020 m的直型坡、凹型坡和凹—直复合型坡耕地,利用¹³⁷Cs示踪技术估算坡面土壤侵蚀模数,测定土壤有机碳作为耕地土壤质量参数,揭示典型黑土区长缓坡耕地土壤侵蚀强度沿坡长变化规律及耕地土壤质量参数的响应。结果表明：（1）不同坡形长缓坡耕地土壤侵蚀差异显著,直型坡多年平均侵蚀速率（3040 t·km^-2·a^-1）<复合型坡（3395 t·km^-2·a^-1）<凹型坡（4220 t·km^-2·a^-1）。（2）直型坡、凹型坡、凹—直复合型坡均呈现出侵蚀强—弱周期性变化规律,其振荡周期分别为380 m、250 m和300 m。（3）土壤有机碳含量与土壤侵蚀速率呈极显著负相关关系,其沿坡长变化规律与土壤侵蚀速率沿坡长变化规律相反。土壤侵蚀是造成黑土坡耕地土壤质量退化的直接原因,研究结果可为黑土长缓坡耕地水土保持措施的精准布设及土壤养分管理提供理论支持。     

黄土丘陵区侵蚀坡面CO2通量空间分异格局驱动机制

以黄土丘陵区不同有机碳水平的完整侵蚀坡面为对象,解析了CO₂通量的空间分异格局驱动因子及过程机制,并构建了CO₂通量的分段测算模型.结果表明：（1）侵蚀导致坡面土壤CO₂通量的空间分异格局,具体表现为沉积区（S）>对照区（CK）>侵蚀区（E）;有机碳水平的提高可以整体促进各部位CO₂通量的增加.（2）侵蚀可导致土壤水分、容重和团聚体稳定性降低,引起土壤养分流失,降低细菌、真菌多样性;沉积则引起相反的现象.侵蚀/沉积过程对土壤温度的影响并不显著.有机碳水平的增加可以有效改善土壤颗粒、土壤水分,增加容重,抑制土壤养分的流失、增加细菌,降低真菌多样性.（3）结构方程模型解析了侵蚀部位、土壤温度、土壤水分、有机碳（SOC）、水溶性碳（DOC）、微生物碳（SMBC）、真菌多样性、细菌多样性对于CO₂通量的多因素耦合驱动机制（R²=77%）,明确了土壤温度、土壤水分、微生物碳为CO₂通量的直接影响因子.在水热双因子模型的基础上,嵌入能够间接表征微生物活性和有效碳底物的C因子,分段（按照坡面侵蚀部位）建立T&M&C模型,可以较为准确地测算侵蚀坡面不同部位CO₂通量（R²>67%）.