小降雨入渗的非饱和土边坡稳定性计算方法研究

降雨易导致非饱和土边坡稳定性降低甚至失稳破坏,研究降雨作用下非饱和土边坡稳定性具有一定意义。在考虑降雨强度较小且持续时间较长的情况下,将Richards非饱和土渗流方程应用到斜坡降雨入渗分析中,通过坐标变换、吸力水头分布假设,并结合土-水特征曲线,推导出降雨入渗条件下斜坡基质吸力分布解析解;在此基础上,将斜坡降雨解析函数引入到传统Sarma法中,进而对滑坡土条进行受力分析,得出当地下水位高于潜在滑面、地下水位与潜在滑面重合和地下水位在潜在滑面之下时,斜坡稳定性系数的求解公式;最后利用推导出的公式对实际问题进行求解与验证。结果表明:当降雨强度为0时,基质吸力最大,斜坡稳定性最大;随着降雨强度的增大,斜坡稳定性逐渐降低;当降雨强度等于饱和渗透系数时,斜坡稳定性最小,且稳定性比不考虑降雨时减小了12.8%;工程实例应用显示该方法对于计算持续小降雨状况下的斜坡稳定性是可行的。     

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。     

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。     

宝兴县陇东镇初旭山滑坡形成机制及稳定性分析

以宝兴县陇东镇老场村初旭山滑坡为例,通过分析地质条件、滑坡组成及结构特征,运用geo-studio软件对该滑坡在地震工况、暴雨工况稳定性进行分析。认为滑坡体三面山脊环绕,堆积体结构松散、强度低,为滑坡形成提供了有利的地形条件;在"4.20"芦山地震作用下,滑坡前缘垮塌,坡体内部形成拉张裂缝,为降雨入渗提供了良好的通道;在暴雨作用下,降雨沿裂缝入渗,在土岩接触面形成滞水,致使接触面力学参数降低,同时雨水在坡体流动形成顺坡下的渗透力加剧了滑坡的变形。数值分析表明,天然状况下坡体稳定;在峰值加速度为0.2g的地震情况下,坡体前缘垮塌,整体处于基本稳定状态;持续暴雨状态下坡体失稳;地震之后暴雨作用对滑坡的稳定性影响不利。     

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。     

坡面植草沟入渗模拟及对海绵城市建设影响分析

植草沟是海绵城市建设的重要措施之一。基于坡面流运动波方程和Richards非饱和土入渗方程,建立了植草沟坡面雨水入渗的数学模型及求解方法,计算分析了植草沟坡面雨水入渗及产流的规律,阐明了不同降雨强度对植草沟坡面产流的影响。计算结果表明:植草沟可明显推迟洪峰时间,减少洪峰流量;在海绵城市建设时,应考虑通过增加植草沟排水口高度,增加其蓄水能力,延长入渗时间,增加雨水入渗量。     

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。     

大同盆地浅层地下水水质影响因素分析

主要分析了降雨入渗补给、山前侧向补给、地表水入渗补给、引污灌溉的入渗补给及地下水排泄过程对大同盆地浅层地下水水质的影响。通过对盆地浅层地下水水质实测资料的分析,了解了这些因素综合影响着地下水水质。分析了大同盆地浅层地下水受污染原因,建议该地区必须控制污染源,同时建立和完善水环境监测体系。     

基于指数型的浅层滑坡非积水降雨入渗模型研究

降雨诱发浅层滑坡稳定性评价的前提是计算边坡的湿润锋深度,目前较为常用的计算方法是基于改进的Mein-Larson降雨入渗模型,但该模型假定斜坡土体初始含水率均匀分布,实际上斜坡土体初始含水率分布是不均匀的,其表现出越靠近地下水位土体含水率越高的规律。为了体现这一实际情况,提出一种指数型的土体初始含水率分布函数,对传统的非积水降雨入渗模型进行了改进,并通过有限元数值分析对土体初始含水率分布函数和改进的模型进行了验证。结果表明:模型计算解与数值解较为接近,说明改进的非积水降雨入渗模型具有一定的适用性。     

离子型稀土浸矿崩塌堆积体地表产流和残留氨氮迁移特征

离子型稀土是我国重要的战略资源,其开采过程中产生的残留氨氮污染是亟待解决的环境问题.为了揭示稀土浸矿崩塌堆积体地表产流和残留氨氮迁移特征,从而为离子型稀土矿区氨氮污染治理提供科学依据,在我国赣南稀土矿区典型浸矿崩塌堆积体建设3个自然坡面径流小区,在此基础上开展降雨径流监测,分析崩塌堆积体地表产流和氨氮迁移特征.结果表明：矿区崩塌堆积体径流系数变化范围为0.01～0.30,地表径流深和径流系数可用降雨特征因子的线性函数拟合,且复合降雨因子的拟合精度优于单因子,其中以降雨量×最大10 min雨强的拟合效果最优(最大R²=0.97);监测得到的地表径流平均氨氮浓度在1.58～5.99 mg/L之间,高于《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅴ类水环境标准;径流氨氮浓度与降雨量、降雨历时均呈负相关,与其他降雨因子均呈正相关,其中最大30 min雨强线性方程对氨氮浓度的拟合精度最优(最大R²=0.83).研究显示,研究区稀土浸矿崩塌堆积体地表径流存在氨氮污染风险,而崩壁是残留氨氮由浸矿山体向地表迁移的关键部位,基于最大30 min雨强指标构...     

桂东南花岗岩残坡积土边坡破坏特征与防治对策

桂东南花岗岩残坡积土边坡雨季频繁失稳破坏,严重威胁着当地居民的生命财产与工程安全,制约区域经济社会的发展。为了探明该类边坡的破坏特征,采用现场调研与统计分析相结合的方法,分析了花岗岩残坡积土边坡的破坏模型与特征,探讨边坡稳定性的主要影响因素,在此基础上提出针对性的防治对策。研究结果表明:桂东南花岗岩残坡积土边坡的破坏类型分别是滑坡、崩塌、坡面泥石流、复合型,边坡稳定性的主控因素包括残坡积土的力学性质、结构面、人工切坡与降雨。防治设计宜分别针对自然边坡与人工边坡来开展,对于已经破坏的自然边坡和人工边坡,防治重点是对裸露的滑床进行及时防护;对于正处于变形阶段的人工边坡,防治宜根据坡体结构、边坡稳定性、潜在的破坏类型与特征来采取针对性措施。     

哀牢山山区降水时空分布的影响因素及插值方法比较

为了研究哀牢山山区降水的影响主要因素并探索适于山区降水的空间插值方法,本文利用研究区内30个地面测站10年(2005~2014)的降雨实测数据,根据降雨的时间分布特征,将研究时段划分为年季、干季和湿季,并对影响降水的因素进行空间自相关分析,确定并组合得到影响降水的主要因子,使用留一法交叉检验插值精度,通过分析验证,寻求最优的降雨插值方法。研究结果表明,1)影响降水的主要因子为高程、纬度、坡度、坡向和主风向效应指数(PWEI);2)影响年季降水变化的主要因子为高程、纬度、坡度和坡向;影响湿季降水的主要因子为高程、纬度、坡度和PWEI;影响干季降水的主要因子为高程、坡度、纬度和坡向;3)插值过程中结合环境特征引入影响降水的因子,很大程度上提高了插值结果的精确性。由此可见,降雨插值精度不仅和插值方法本身的结构有关,更重要的是在降水特征的基础上合理筛选及引入主要环境影响因子。     

库水位变化与降雨作用下库岸斜坡稳定性分析

三峡水库正常蓄水后,库水位在175-145m之间周期性波动,库岸斜坡地下水渗流状态将会发生较大的改变.可能导致斜坡失稳.本文采用数值模拟方法,以巴东县西壤坡为例,分析了在库水位升降与降雨联合作用下斜坡体内地下水渗流场的变化过程,通过渗流场与应力场的耦合模拟分析,探讨了库岸斜坡在水位变化及降雨作用下稳定性的变化特征.     

基于强度折减法的港珠澳大桥沉管隧道干坞工程高边坡稳定性分析

在列举和分析比较当前岩土工程领域边坡稳定性分析的各种主要方法的基础上,概述了强度折减法的基本原理、主要特点和优势,并以港珠澳大桥沉管隧道干坞大型临时工程拟建场地的岩质高边坡为实例,应用强度折减法基于FLAC3D软件对该边坡的稳定性进行了计算和分析,确定了边界条件和强度参数,计算了该边坡的安全系数,结果表明自然工况下边坡处于稳定状态,底部开挖以后边坡趋于欠稳定状态,同时指出了边坡的关键变形部位,可为后续的设计和施工提供参考。     

间歇性降雨对滑坡稳定性的影响

在导致滑坡失稳的众多因素中,降雨是影响边坡稳定性的重要因素.降雨是一个随时间变化的函数,那么对边坡稳定性的评价也应是一个长期的过程.本文考虑80 d内3次降雨对四川宝兴县硗碛乡泽根一社H2滑坡稳定性的影响,并采用GEOSTUDIO中的SLOPE/W和SEEP/W模块对其稳定性进行评价,结果表明:第一次降雨对边坡稳定性的...     

暴雨作用下含裂缝谭家湾堆积层滑坡渗流特征与稳定性分析

堆积层滑坡在三峡库区分布广泛,该类滑坡在前期变形过程中往往产生拉张裂缝,暴雨是导致其失稳的主要诱因之一.为探究暴雨作用下裂缝优势入渗对堆积层滑坡渗流场与稳定性的影响,以谭家湾堆积层滑坡为研究对象,通过地质调查、监测数据分析以及数值模拟方法,研究了暴雨作用下含裂缝谭家湾堆积层滑坡的渗流场与稳定性演化规律.结果表明:天然条...     

黔中地区二级阶地堆积物边坡稳定性对工程建设的影响

结合在建工程清水河大花水电站实例,本文对黔中地区二级阶地堆积物边坡成因、堆积物物质成份、结构与其物理力学特性作了分析、总结,初步探讨了贵州省二级阶地堆积物边坡稳定性对工程建设的影响,望能给正在进行工程建设的同行以一定的参考,并对工程建设区的二级地堆积物边坡稳定性引起重视。     

典型黄土塬区不同植物措施水土保持效应分析

基于黄土高原典型黄土塬区2014-2016年的自然降雨数据及5种植被措施（乔木、灌木、撂荒、人工种草、耕地）下的坡面产流、产沙情况的观测数据,系统分析了不同植被覆盖措施下的黄土坡地水土流失对不同类型侵蚀性降雨的响应机制,结果表明：（1）降水集中于4-10月份,其中引发水土流失的侵蚀性降雨集中于7月、8月。（2）根据最大30分钟降雨强度I₃₀及降雨总量可将侵蚀性降雨分为5种类型,其中小雨量、小雨强类型的降雨是当地发生频率最多的侵蚀性降雨类型;降雨强度最大的Ⅴ雨型降雨侵蚀力最大,降雨量最大的Ⅰ雨型降雨侵蚀力次之,而Ⅱ雨型降雨侵蚀力最低;Ⅴ雨型在观测期内产流产沙量最大。（3）5种植被措施在不同降雨类型下均有明显的水土保持效应,在不同类型降雨下不同植物措施减沙率和减流率变化规律不同。研究结果对于黄土高原地区水土保持及资源可持续利用具有重要的指导意义。     

不同雨强条件下河流水质对流域土地利用类型与格局空间响应

以七乡河流域为研究区域,基于2015年4、5、6月3次不同雨强条件下的河流水质实时监测数据,以及区域DEM数据和遥感数据,根据高程与坡度将流域划分5级河流缓冲区,研究不同雨强条件下各缓冲区内土地利用类型、格局与河流水质之间的响应关系.结果表明:1不同空间单元土地利用类型与格局存在差异.低缓区域、中缓区域和高缓区域优势土地利用类型为建设用地;中陡区域和高陡区域林地为优势土地利用类型.2低缓区域是不同雨强条件下,土地利用类型对河流水质影响最大的空间单元.3低缓区域建设用地对水质的影响最大;中缓区域湿地对小雨强时水质影响最大;建设用地对中等雨强和大雨强时水质影响最大.中陡和高缓冲区,建设用地对小雨强时水质影响最大;而中等雨强和大雨强时林地对水质影响最大.4土地利用格局对河流水质影响比较复杂.平均斑块形状指数对低缓区域水质影响最大;斑块密度、平均斑块形状、多样性指数分别是中缓区域3种雨强时对水质影响最大的格局因子;高缓区域3种雨强条件下平均斑块形状指数、多样性指数和斑块密度对水质影响最大;平均斑块形状指数和蔓延度是中陡区域和高陡区域小雨强和大雨强时对水质影响最大,蔓延度和多样性指数是中等雨强时影响最大土地利用格局因子.