不同降雨条件下堆积体边坡响应规律与失稳力学机制分析

降雨诱发堆积体边坡地质灾害是中国最为常见的地质灾害之一,其失稳力学机制是防灾减灾领域的重要研究方向.针对云南某典型堆积体边坡,统计当地降雨事件分布规律,分别从降雨模式、降雨量和降雨时长3个角度对边坡内部渗流场、应力场的变化规律进行分析,获得了不同降雨条件下滑坡演化机制及破坏形态.结果表明:在降雨量相同的条件下,波动型降雨模式对边坡稳定性影响最大,降雨强度的增加迅速降低边坡安全系数;降雨量的增加导致坡体内部孔压消散区域面积明显增加,渗流场与应力场的互相扰动作用导致岩土体有效应力和基质吸力发生降低,非饱和土的抗剪强度降低,进而导致边坡失稳.研究成果可为降雨型滑坡地质灾害预测与防治提供理论支撑.     

基于广义Hoek-Brown准则的多参数强度折减法在边坡稳定性分析中的应用

岩体边坡稳定性问题是岩石力学领域一个长期存在的课题,基于有限元强度折减法的边坡稳定性分析,由只考虑内摩擦角与黏聚力的传统抗剪强度折减法,发展到包括变形参数和强度参数在内的多参数协调折减方法.针对有限元强度折减法研究成果及其存在的不足,考虑岩体弹性模量的沿深度递增关系,基于Hoek-Brow n准则提出一种针对弹性模量进行折减的方案;结合边坡算例进行稳定性计算,通过ANSYS建立有限元模型,以塑性区贯通作为边坡失稳判据,模拟岩石边坡的渐进劣化失稳破坏.将计算安全系数与传统抗剪强度折减法所得到的安全系数进行比较,证明所提出的折减方法用于边坡劣化折减计算切实可行.     

强降雨作用下风化混合花岗岩边坡稳定性分析

在西南地区的高速公路建设中存在大量的风化花岗岩,而目前对风化混合花岗岩的研究非常少。为了确保边坡安全,开展降雨诱发风化混合花岗岩边坡稳定力学机制研究。依托实际边坡工程,使用PLAXIS有限元分析软件,建立边坡有限元模型,分析均匀降雨和分时段降雨模式下以及不同渗透系数下边坡稳定性的变化情况。研究表明,当降雨量一定时,分时段降雨这种降雨模式对边坡稳定性系数的影响较大,且同等条件下渗透系数越大,边坡稳定性的下降就越少。     

高原地区抗滑桩边坡稳定性分析

由于实际环境的复杂性与多变性，边坡自然沉积土体的强度参数均具有各向异性和非均质性，强度参数的改变对边坡安全系数具有影响。基于抗滑桩土拱效应的影响，考虑边坡土体强度参数的各向异性与非均质性，通过编程二次开发有限元软件，建立土体强度各向异性和非均质性的抗滑桩边坡模型，分析土体强度参数各向同性与各向异性条件下边坡安全系数的变化。研究结果表明，各向异性的非均质系数为0.5时，对抗滑桩边坡安全系数影响最大，比各向同性均质的边坡安全系数降低22.9%。与水平向黏聚力强度相比，垂直向对抗滑桩边坡稳定性影响更大，土体各向异性与非均质性对抗滑桩边坡稳定性分析十分重要。     

基于DDA的岩质边坡稳定性评价方法

岩质边坡的稳定性主要受节理、裂隙等结构面控制，基于连续介质的边坡稳定性分析方法已不适用。为此，将节理岩体非连续变形分析（DDA）方法与强度折减法相结合，提出基于DDA的复杂岩质边坡稳定性分析方法，并给出强度折减策略和安全系数确定依据。通过单滑块直线滑面和多滑块圆弧滑面两个算例，并与理论解和条分法计算结果进行对比，验证该方法的准确性和有效性。以河南洛宁抽水蓄能电站场内公路岩质边坡为例，应用该方法分析不同折减系数下边坡的变形演化过程和位移演化规律，并确定边坡的安全系数。结果表明，在降雨及爆破开挖扰动影响下，边坡破坏首先发生在坡脚，然后逐渐发展到坡顶，与现场调查及监测结果较为吻合。该方法可为复杂岩质边坡稳定性评价提供一种新的研究途径。     

降雨条件下尾矿库稳定性影响研究

尾矿库为矿山企业的配套设施,其安全运行与企业的生产、建设息息相关,而且尾矿库的安全运行将影响下游村庄的生命财产安全。本文以云南省某尾矿库为研究对象,将模拟软件、实地考察与室内土工试验所获得的相关物理力学参数为基础,在遭遇设计最大降雨的条件下对尾矿库坝体稳定性进行分析。结果发现,该尾矿库的坝体稳定性在坝高增加的情况下符合规范要求,可保持稳定;在降雨条件下,其坝体的稳定性随之降低。     

基于砾石比表面积的土石混合堆积体可蚀性因子研究

生产建设项目产生的土石混合堆积体水土流失问题日益严重,精准的预测堆积体水土流失量是迫切的现实需求。土石混合堆积体是由土和砾石相混合并受到多重扰动而成,在用USLE模型预报堆积体侵蚀量时,可蚀性因子K需将砾石因素量化入内。针对这一问题,对壤土、砂土、黏土与砾石的混合堆积体进行室内人工模拟降雨试验,引入基于砾石比表面积的单位体积土石混合体中砾石表面积(C_s),从新的角度着手研究土石混合堆积体可蚀性因子,以期提高模型预报精度。结果表明:(1)当土石混合体中砾石含量固定不变时,砾石比表面积与单位体积土石混合体中砾石表面积均随着粒径的增加而减小,二者减小幅度保持一致,均呈现逐渐变缓趋势。当粒径范围固定不变时,单位体积土石混合体中砾石表面积随着砾石含量的增加而等量增加,砾石比表面积保持不变。(2)含砾石土石混合堆积体的可蚀性因子变化规律受土壤自身理化性质及砾石含量共同影响,二者此消彼长,随着土壤粘结性的变化而逐渐过渡。三种土壤类型堆积体可蚀性因子均随砾石含量及单位土石混合体中砾石表面积的增加而减小,并且表现为砂土黏土壤土。(3)砾石含量并不能完全反映砾石因素在侵蚀中的作用,而将单位体积土石混合体中砾石表面积C_s纳入到堆积体可蚀性因子K中,与土壤可蚀性因子K_0共同构建土石混合堆积体可蚀性因子函数K=f(C_s,K_0)效果较好。     

降雨对红黏土区土壤侵蚀的影响

南方红壤坡地因水热条件好,自然资源丰富而具有巨大的农业生产发展潜力,但水土流失严重。降雨是影响土壤侵蚀的重要因素,对于指导水土保持工作具有重要意义。本文研究了第四纪红黏土区剔除其他因子后降雨对土壤侵蚀的影响规律。研究结果表明:侵蚀量分别与径流量、降雨侵蚀力、降雨动能、降雨量、侵蚀性降雨量、最大30 min降雨强度(I_(30))等特征量的相关性极显著;径流量与侵蚀量、降雨动能、降雨量、侵蚀性降雨量、降雨侵蚀力、降雨历时等降雨特征量的相关性极显著。通过回归分析拟合出四个方程模型,分别为降雨侵蚀力对侵蚀量的影响方程模型、径流量对侵蚀量的影响方程模型、降雨各特征量因子对侵蚀量的综合影响方程模型以及降雨各特征量因子对径流量的综合影响方程模型,可为凭借观测的降雨资料来估算径流量及侵蚀量,供指导水土保持作参考。     

含水量对非饱和土强度影响的试验分析

镇江市山体边坡土体特性为非饱和土,土体含水量在很大程度上影响着非饱和土应力状态。文章通过非饱和土强度试验研究分析表明,随着含水量的增大,非饱和土的粘聚力逐渐增大,当含水量增大17.09%附近时,粘聚力有极大值;随着含水率的逐渐提高,其内摩擦角逐渐减小,当含水率为23.82%附近时,内摩擦角从近似线性单调递减趋于平缓。该试验分析结果为建立雨水入渗与边坡稳定之间的关系提供了理论基础。     

含水排土场蠕变特性及长期强度研究

为揭示排土场岩土体蠕变特性及长期强度,采用ZLB-1型三联蠕变直剪蠕变仪,以分级加载形式开展一系列试验,研究不同含水率和固结压力下,岩土体蠕变特性及长期强度变化规律。试验结果表明：15%～39.2%(饱和)含水率范围内,排土场岩土体显示为非线性蠕变,且随着剪应力增加,蠕变曲线分别呈现衰减蠕变、非稳定蠕变及加速蠕变,直至试样发生破坏;施加剪应力瞬间发生较大瞬时应变,并随剪应力增加而变大;长期强度指标与含水率呈现指数递减趋势;对比15%含水率试样,饱和含水率下排土场岩土体长期强度指标中黏聚力降低66%,内摩擦角降低69%,其变化规律满足指数拟合公式。研究成果可为同类型含水排土场稳定性计算提供基础数据。     

聚氨酯多孔弹性混合料水稳定性影响因素研究

聚氨酯多孔弹性混合料(PPEM)由聚氨酯黏结剂、橡胶颗粒和石料组成，相较于普通沥青混合料具有空隙率大、橡胶颗粒掺量高等特点。由于PPEM是大孔隙结构，使得雨天雨水易流入路面内部，进而引发水损害。为此,基于浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和浸水飞散试验，分别测试不同聚氨酯黏结剂、橡胶颗粒替换量、级配3种工况下PPEM的水稳定性。结果表明：对比分析不同聚氨酯黏结剂多孔弹性混合料，其中PU-III多孔弹性混合料水稳定性最好，PU-IV多孔弹性混合料水稳定性最差；当橡胶颗粒替换量不断提高时，PPEM的马歇尔残留稳定度和抗拉强度比呈线性增长，说明橡胶颗粒对PPEM水稳定性的提高有促进作用；PPEM所用级配的空隙率与其水稳定性呈负增长，水稳定性随空隙率增大而减小。     

川西南公路顺层边坡桩锚组合结构加固分析——以乐西高速ZK9+352 ~ ZK9+526边坡为例

四川盆地周边地形地质条件复杂,公路建设中顺层边坡的工程病害频现。通过工程地质分析和数值计算,基于滑面损伤本构模型,研究顺层边坡支护前后滑面应力、位移和边坡稳定性系数等特征量的变化规律,验证桩锚组合结构加固顺层边坡的适用性;通过施工全周期现场监测,获取边坡深部位移、抗滑桩桩身弯矩和锚索应力的时效特征。结果表明：开挖扰动下顺层边坡具渐进性失稳破坏特征;自坡脚沿滑面向后缘,位移呈指数型平滑递减,剪应力先增大后降低,滑面损伤变量自剪应力峰值位置开始同频衰减;采用桩锚组合结构加固顺层边坡后,滑面位移最大值降低88.62%,最大损伤变量降低84.75%,稳定系数提高25.20%;坡体深部位移、抗滑桩桩身弯矩、锚索应力等监测验证了桩锚组合结构加固的有效作用。     

滑坡范围内场地边坡稳定性分析与治理措施

滑坡作为一种典型的地质灾害，广泛存在于中国西南地区，特别是在西南的丘陵地区，滑坡灾害相当频繁。在滑坡范围内进行工程建设，需要考虑滑坡对于工程的影响。结合位于云南省的工程案例，通过对建设用地滑坡范围内边坡的稳定性进行分析，考虑不同工况下高差最大的场地边坡的稳定性，从而提出建设用地滑坡范围内边坡的处治措施。结果表明，工程案例中滑坡整体稳定性好，在地震工况下处于临界稳定状态，但局部在堆载、暴雨、地震工况下均有可能发生变形破坏。采取抗滑桩等工程处理措施后，场地是稳定的，满足镇区建设用地的要求。研究结果可为同类的工程建设提供参考。     

青岗古滑坡体前缘开挖后局部复活特征及防治

古滑坡体自然状况下多处于稳定状态，但前缘受开挖扰动后，易发生复活变形。四川西南部某高速公路穿越青岗古滑坡体前缘，开挖后坡体发生局部复活变形，采用地质调绘、钻探、变形监测等手段，在查明古滑坡体及其复活变形区特征及成因的基础上，对古滑坡体进行了防治及效果监测。结果表明，古滑坡体前缘滑体土以含砾黏土、角砾土为主，其力学参数低，是局部复活的地质条件，前缘开挖临空及降雨是局部复活的诱因；在考虑施工快速可靠前提下，采用桩板墙+反压方案对滑坡体进行了及时、有效治理，避免了古滑坡体整体复活。研究成果可为后续公路等工程对古滑坡体前缘开挖扰动时提供勘察设计参考。     

贵州织金垮坡组滑坡成因分析及稳定性评价

强降雨诱发了大量的滑坡地质灾害,织金县垮坡组滑坡在强降雨后,坡体在后缘出现大量张拉裂缝以及两侧公路出现局部破坏之后发生了变形破坏。为了研究滑坡成因以及稳定性,在对现场进行详细调研以及查明变形破坏特征的基础上,对滑坡成因做出了详细分析,采用了定性分析、定量计算的方法对稳定性进行了研究。结果表明：垮坡组滑坡总方量14.95万m3,属于中型土质滑坡;坡体在自重状态、自重＋坡脚开挖状态下稳定系数分别为1.095、1.098,都处于基本稳定状态,在自重+暴雨、自重+暴雨+坡脚开挖状态下稳定性系数分别为0.711、0.722,都处于不稳定状态;强降雨是此次滑坡的主要诱发因素。