路基边坡雨水浸透变形模拟研究

为了减少由于雨水渗透引起的路基边坡局部变形和失稳现象,在概述模型实验现象的基础上,采用饱和及非饱和渗流分析方法以及弹塑性有限元分析方法,模拟路基边坡模型中水位的变化和滑动破坏发生前的初始变形,建立渐进式边坡失稳的预测方法,通过实验进行再现分析,以明确边坡初始变形机理。研究结果表明:1)在饱和及非饱和渗流模拟中,当渗流系数设置值比渗透实验结果大时,模型实验的再现性良好;2)在弹塑性有限元分析中,通过边坡水位升高导致变形系数(刚度)减小,进而能够分析出模型实验中边坡的初始变形。研究过程为分析降雨期间路基边坡稳定性提供了新方法,其结果可为工程施工过程中避免发生大规模崩塌现象采取适当措施提供依据,为施工标准的设计和制定提供重要参考。     

气液两相流原理在边坡稳定性分析中的有效性研究

为研究雨水渗流行为和孔隙水压变化对边坡稳定性的影响,以降低降雨诱发的边坡失稳概率,采用气液两相流数值模拟法对一维渗流实验和斜面模型渗流实验进行分析,并对2012年青海省同仁县西山发生的滑坡进行再现模拟。按Mohr-Coulomb屈服标准建立风化岩弹塑性模型,通过孔隙水压力和孔隙压力以及有效应力变化分析了滑坡发生的可能性。结果表明:1)单相流分析没有考虑到孔隙气压的影响,可能导致渗透速度快于实验结果,而气液两相流分析可有效评估孔隙气压对土体渗流的影响,并更易计算饱和度、基质吸力和渗透系数之间的关系;2)模型试验结果表明,一旦渗透面到达计测点,孔隙压力就会突然上升,采用两相流应力-渗流耦合分析时,滑坡发生位置和形态与实际滑坡高度相似,滑动面附近的孔隙水压力和孔隙气压增加是造成滑坡的重要原因之一。研究证实了气液两相流法在降雨边坡稳定性分析中的适用性与有效性,可为研究降雨期间的边坡稳定性提供一定参考。     

降雨-库水耦合作用下的库区边坡稳定性研究

库岸边坡安全是水库稳定运行的基础。为保证十三陵水库运行安全,文章采用ABAQUS数值计算软件,分析了降雨-库水耦合作用下库区边坡的稳定性。结果表明：降雨及水位变化都会影响库区边坡的稳定。水位降低对边坡稳定性影响比水位升高的影响更大,更容易发生失稳。为保证水库安全运营,建议加强边坡的稳定性监测。研究结果为水库安全运行提供参考。     

复合土工膜老化对输水渠坡浸润线安全影响分析

渠道是水利工程中重要构筑物,其防渗问题至关重要,文章针对复合土工膜缺陷和老化问题进行分析,发现其规律、原因和影响因素。利用Geostudio软件中Sigma/w的流固耦合模块计算水渠的浸润线及盈利应变变化,然后利用Slope/w具有可以引入Sigma/w计算结果的功能,针对复合型土工膜老化和为老化现象进行渗流应力耦合与水渠边坡稳定性的情况进行分析,为供水效益与调水工程的安全运行,提供安全可靠的分析数据。     

考虑土体参数变异性的边坡稳定性分析

为探究土体参数变异性对边坡稳定性的影响,以驷马山分洪道切岭段膨胀土边坡为研究对象,利用GeoStudio软件建立边坡稳定性模型,Morgenstern-Price法求得边坡安全系数,并采用蒙特卡罗模拟法进行边坡可靠度分析。结果表明：当考虑土体参数变异性进行边坡稳定性可靠度分析时,随着干湿循环交替,膨胀土土体参数变异性越大,其可靠度指标降低越明显。本次试验表明：在实际边坡工程中,常规的极限平衡法判定边坡的稳定性是不全面的,需考虑土体参数变异性对边坡稳定性的影响。     

基于渗流-应力耦合作用下斜墙坝渗流及稳定分析

针对斜墙坝的渗流问题,文章基于渗流—应力耦合原理,运用有限元法,建立了渗流应力耦合分析控制方程进行分析计算.在此基础上,基于强度折减法理论,对渗流—应力耦合作用对斜墙坝安全系数的影响进行分析.通过工程实例计算渗流应力耦合效应对斜墙坝应力位移的作用及安全系数的改变,为工程运用提供参考.     

中西部地区黏性土质边坡降雨动态渗流的 非饱和特性分析

为了解降雨过程中非饱和土质边坡结构的变化规律,基于有限元数值计算方法和非饱和土体力学特征关系理论,探讨了在不同降雨工况作用下某实际工程项目的边坡渗流过程与坡体内力分布的耦合特性,归纳了降雨过程中边坡内土体饱和度变化、孔隙水压力分布以及土体塑性区分布随降雨时长变化规律。结果表明,1)降雨初期边坡表面土体的饱和度和孔隙压力变化较为迅速,随着降雨过程的持续进行,坡体中非饱和土体的容重和饱和度不断增加;2)在土体饱和度和容重增加的同时,土体的渗透系数与渗流状态也发生显著改变,容易在坡脚渗出点位置造成局部塑性破坏区以及侵蚀破坏,从而降低结构的整体安全性;3)当降雨强度大于土体下渗速度时,会在坡体表面形成径流,从而引起表面侵蚀破坏,因此建议对于强降雨地区,应设计坡体表面排水通道。研究结果为强降雨地区的边坡结构加固以及排水设计提供了依据,可以为已有边坡工程的评估与改造提供参考。     

降雨及渗流条件下层状砂质板岩 边坡变形破坏模式研究

为增强边坡在恶劣条件下的稳定性,针对降雨及渗流条件下的层状砂质板岩边坡进行研究,采用边坡模型试验和有限元模拟方法,研究了边坡的变形破坏形态和位移变化情况。结果表明,边坡的变形破坏是一个持续发展的过程。主要从坡体中部开始,形成一个D字状的位移曲线,随着降雨时间的增加,最终坡体完全被破坏;当降雨强度分别为600 mm/d和800 mm/d时,边坡中部出现塌落,其降雨时间分别为16 800 s和13 300 s,说明了强降雨对边坡失稳有被更大的加速作用;通过对边坡模型试验和有限元模拟试验的结果对比表明,层状砂质板岩边坡破坏形态和位移变化趋势基本保持一致,验证了模型试验监测数据的准确性和有效性。研究结果为降雨及渗流条件下层状砂质板岩边坡变形破坏机理提供了实验依据和数值模拟参考,可为类似砂质板岩边坡渗流问题研究提供借鉴。     

Bishop法在白云鄂博西矿边坡稳定分析中的应用

本文根据白云鄂博西矿的边坡现状及实际地质状况,对影响边坡稳定性的诸多因素进行全面的分析,运用理正岩土计算软件对该矿的典型边坡K区边坡进行边坡稳定性分析计算,通过计算得到的该边坡稳定性的安全系数,以此判断该边坡稳定与否,从而提出合理的方法措施,确保矿山安全生产。     

水利水电工程岩质边坡稳定性的评价方法探析

在水利工程边坡稳定性评价过程中存在众多的随机性、模糊性因素,使得科学、准确地评价其稳定状态仍存在较大的困难。文章针对岩质边坡稳定性的特征选择10个主要因素,对不同稳定性评价等级下云发生器生成的10个指标的隶属度进行计算,从而构造综合云模型,同时对各指标的权重考虑采用基于信心指数的专家打分法计算,最终确定边坡稳定性状态即最大隶属度所在的级别。选择32个水利工程岩质边坡为例,对其稳定性状态利用云模型法进行评价,进一步对比分析了边坡实际状况和CSMR法评价结果,表明该方法具有较高的使用价值和准确度。     

生物聚合物改良玄武岩残积土崩解特性研究

为提高玄武岩残积土的抗崩解性及其边坡水稳性,利用生物聚合物瓜尔胶改良玄武岩残积土。在干湿循环条件下开展不同掺量瓜尔胶改良玄武岩残积土的崩解试验,观察残积土崩解过程,并对残积土改良土崩解系数和平均崩解速率进行测定,分析瓜尔胶掺量及干湿循环次数对玄武岩残积土水稳性的影响。研究结果表明：瓜尔胶可有效增强玄武岩残积土的抗崩解性能,随着瓜尔胶掺量的增加,改良玄武岩残积土的崩解系数和平均崩解速率呈现先减小后增加的特点,在瓜尔胶掺量为1.0%时抗崩解性能最佳;瓜尔胶掺量一定时,改良玄武岩残积土的崩解系数和平均崩解速率随着干湿循环次数的增加呈现增长趋势,当干湿循环次数N=4时,土体崩解率为N=1时的8倍。由此可见,瓜尔胶作为一种新型、环保的残积土边坡防护材料,可有效提升玄武岩残积土的抗崩解性能。研究结果为生态环保处置玄武岩残积土提供了新的思路,可为玄武岩残积土地区边坡工程的绿色发展提供参考。     

上部覆盖层下伏页岩一类潜在滑坡演化变形机制分析

为研究上部覆盖层下伏页岩这一类型的滑坡失稳变形,需要确定其变形的潜在影响因素,从定量角度上分析这一类型滑坡灾害的变形演化问题。以容县六王镇西流河潜在滑坡为研究对象,借助钻孔勘探、室内试验和地质调绘,详细分析了西流河滑坡的工程地质概况,并推测其可能的变形演化机制,然后利用Geostudio数值软件建立西流河滑坡的渗流模型,模拟其在不同降雨工况下的渗流规律。研究发现:西流河滑坡在持续降雨过程中稳定性系数从1.224逐步降低至1.09,稳定性系数不断下降,滑坡体内由垂直入渗逐步转化沿滑动带稳定渗流;当遭遇极端暴雨情况(50年重现期)时,滑坡体内稳定渗流场显著增厚,饱和滑带土增多,滑坡安全储备达到极限。由此可以得出:上部覆盖层下伏页岩一类滑坡变形演化过程主要分滑坡体上部覆盖层堆积阶段,垂直入渗至页岩富水软化阶段和稳定渗流至潜在滑动带软化蠕变这3个阶段;其中上部覆盖层的高渗透性和下伏页岩的隔水特征是导致页岩风化带软化蠕变和稳定渗流场形成的关键因素。研究结果为上部覆盖层下伏页岩这一类滑坡影响因素的研究提供了一些证据,对研究滑坡演化变形机制具有借鉴意义。     

模型试验下的公路边坡合位移演化分析

为了明确底部开挖对公路边坡稳定性的影响,以梅州至平远高速公路工程为背景,采用多步开挖的方法结合全尺寸边坡模型进行试验。在坡体中布置6个监测点记录坡向及垂直位移,随后将两方向位移作为分量进行组合位移计算分析,并结合试验结果进行归纳。研究结果表明：1）边坡上部区域整体稳定,内部应力变化慢,滑坡往往由内部蠕变造成,因此上部区域合位移偏角值较为稳定,而下部区域因易受开挖影响,位移角波动显著;2）通过对边坡下部区域计算,其滑动面倾角理论值为30°～60°,试验中观测到了一致的情况,而受土体堆积作用,后期土体断面几乎与坡面平行。研究得到了滑坡发生前合位移的偏转角及滑坡断面方向变化规律,相关结果可作为预测边坡稳定性的重要指标,对评估公路边坡稳定性具有一定的借鉴意义。     

缝洞型油藏溶洞内水驱流态研究

为研究缝洞型油藏溶洞中注水速度和黏度对水驱波及面积和油水界面的影响,利用Fluent数值模拟软件从流体力学角度对单缝洞油藏溶洞内流体流动进行了数值模拟,采用VOF模型对油水两项界面进行跟踪。研究发现,入口水速一定时,波及面积随着黏度的增大逐渐增大,油水界面呈对称均匀推进,黏度较小的原油水相会趋向中心线向洞口流动并产生漩涡,随着黏度逐渐增大,漩涡逐渐消失,驱替方式逐渐转变成活塞式驱替;原油黏度一定时,波及面积随着入口速度的增加而减小,油水界面呈对称趋势均匀推进,水速较大时水相会趋向中心线向洞口流动并有漩涡产生,随着入口水速增大,趋势逐渐明显。研究结果可为进一步完善缝洞型油藏溶洞内水驱过程中油水两相的流态分析提供参考。     

新大地煤矿一采区水文及地质特征分析

本文通过对新大地矿15#煤一采区水文及地质条件分析,并从目前生产矿井开采情况来看,井下水量不大,矿井生产和建设没有受到水害的影响,但随着开采范围的扩大和顶板塌陷裂隙的增多,受上覆基岩风化带含水层水及大气降水等的影响,矿井涌水量也将发生变化,因此,必须在生产过程中,加强水文地质工作,提高防范意识,确保矿井安全生产。     

基于SPH法的九寨沟滑坡模拟研究

为了提高有限元法在解决滑坡较大变形时网格畸变的计算效率和精度,以九寨沟区域滑坡处地层土壤材料参数为基础,采用SPH法建立边坡模型,通过改变粒子密度和瑞利阻尼参数,研究了九寨沟区域滑坡的缩尺斜面模型滑坡面发生状况,比较了不同参数下滑动面产生过程中的差异。结果表明,在应用SPH法分析地震边坡变形的过程中,平滑距离的调整易使计算精度发生变化,从而产生一定程度的误差,而平滑距离也会影响边坡的最终变形形态;在不同的SPH粒子密度和不同的瑞利阻尼参数下,滑动面的产生过程也呈现出显著差异。SPH法有效改善了有限元处理大变形时网格失真等问题,研究结果可为地质灾害易发区的滑坡灾害防治提供一定参考。     

基于LSTM法的高速公路边坡稳定性研究

为了准确分析高速公路边坡性状,确保路基的稳定性,结合高速公路边坡环境特征,以边坡监测数据为基础,利用长短期记忆人工神经网络(LSTM)方法建立了高速公路边坡稳定性预测模型.以影响边坡稳定性的边坡质量系数、边坡结构系数、坡高系数、坡角系数、工程因素等因素为评估依据,采用降噪补缺、数据变换等方法处理LSTM前端数据,利用L...