不同前期降雨與土水特征曲線對(duì)邊坡穩(wěn)定的影響

為了研究不同邊坡性質(zhì)對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響,基于geo-studio有限元軟件,建立二維平面模型,針對(duì)不同巖體材料、坡高、坡角、地下水位面高條件下的邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性研究,研究表明:當(dāng)邊坡角度和高度越大,邊坡越易發(fā)生失穩(wěn)破壞;巖土材料決定邊坡在降雨初始狀態(tài)的安全系數(shù)值,巖體材料滲透系數(shù)越大,邊坡穩(wěn)定性越差;邊坡的滲透系數(shù)遠(yuǎn)低于降雨強(qiáng)度時(shí),地下水位面高不會(huì)對(duì)邊坡穩(wěn)定性造成明顯影響.

本文以非飽和土力學(xué)理論為基礎(chǔ),考慮了降雨入滲過(guò)程中的滲流-應(yīng)力耦合過(guò)程,采用geo-studio軟件對(duì)非飽和土邊坡進(jìn)行數(shù)值模擬分析,得出不同降雨歷時(shí)對(duì)邊坡孔隙水壓力和位移的影響規(guī)律,以及邊坡穩(wěn)定性系數(shù)的變化。該研究成果為正確認(rèn)識(shí)降雨條件下滑坡發(fā)生的機(jī)理提供了科學(xué)依據(jù),為降雨型滑坡的監(jiān)測(cè)預(yù)警分析提供了基礎(chǔ)。

從降雨入滲對(duì)邊坡土體吸力的影響、降雨對(duì)邊坡地下水位的影響、降雨對(duì)邊坡土體強(qiáng)度的影響以及對(duì)坡面沖蝕四個(gè)方面，分析了降雨誘發(fā)邊坡失穩(wěn)的作用機(jī)理，并以此為基礎(chǔ)介紹了降雨邊坡穩(wěn)定性的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)分析模型。

從降雨入滲對(duì)邊坡土體吸力的影響、降雨對(duì)邊坡地下水位的影響、降雨對(duì)邊坡土體強(qiáng)度的影響以及對(duì)坡面沖蝕四個(gè)方面,分析了降雨誘發(fā)邊坡失穩(wěn)的作用機(jī)理,并以此為基礎(chǔ)介紹了降雨邊坡穩(wěn)定性的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)分析模型。

為了研究西藏林芝特有土質(zhì)邊坡在降雨入滲條件下的穩(wěn)定性,在飽和-非飽和土理論的基礎(chǔ)上,利用有限元軟件對(duì)邊坡在發(fā)生降雨入滲后土體的孔隙水壓力和變形兩個(gè)方面進(jìn)行研究.通過(guò)數(shù)值模擬結(jié)果可知,發(fā)生降雨后邊坡的孔隙水壓力與降雨前相比有所上升,并且隨著降雨歷時(shí)的增加,孔隙水壓力的影響深度也在持續(xù)增加,但在15m以下的土體中,孔隙水壓力隨雨水入滲的變化相對(duì)較小,說(shuō)明達(dá)到一定的深度后降雨對(duì)土體的抗剪強(qiáng)度影響較小;另一方面,雨水的入滲導(dǎo)致了邊坡在水平和豎直兩個(gè)方向的變形,變形的形式主要表現(xiàn)為坡頂?shù)南蛳鲁料莺推履_處向外側(cè)的移動(dòng),并且隨著降雨時(shí)間的增長(zhǎng)變形在不斷地增加,導(dǎo)致邊坡存在發(fā)生滑動(dòng)變形的趨勢(shì).

降雨入滲對(duì)土質(zhì)邊坡穩(wěn)定的影響——邊坡的滑移、坍塌多發(fā)生在雨季，與水息息相關(guān)，文章在室內(nèi)常規(guī)土工試驗(yàn)和離心模型試驗(yàn)及數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，針對(duì)降雨入滲(含水率)對(duì)土質(zhì)單面坡的穩(wěn)定問(wèn)題做一些討論。

降雨會(huì)改變地基表層土的含水率,影響土的強(qiáng)度,誘發(fā)山體滑坡。本文基于室內(nèi)直剪實(shí)驗(yàn),測(cè)定了某高速公路邊坡膨脹土在不同含水率下的物理力學(xué)參數(shù),并通過(guò)有限元軟件計(jì)算不同參數(shù)下此邊坡的穩(wěn)定系數(shù),得出的計(jì)算結(jié)果與工程實(shí)際情況相一致,初步探討降雨對(duì)膨脹土邊坡穩(wěn)定系數(shù)的影響。

提出降雨對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響研究的意義,指出降雨入滲是導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)的主要誘發(fā)因素,從理論研究、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和室內(nèi)試驗(yàn)3方面綜述了降雨入滲對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響的研究現(xiàn)狀。歸納和總結(jié)了飽和-非飽和理論和邊坡穩(wěn)定性分析方法、邊坡穩(wěn)定性變化規(guī)律及影響因素。其中,重點(diǎn)介紹了極限平衡法﹑極限分析法﹑有限元法等相關(guān)方法,并且指出了它們的優(yōu)點(diǎn)和存在的相關(guān)問(wèn)題,在此基礎(chǔ)上綜述了相關(guān)試驗(yàn)研究現(xiàn)狀,并指出其中的不足。最后針對(duì)目前研究中所存在的問(wèn)題就今后的發(fā)展方向提出了自己的看法。

降雨是誘發(fā)邊坡破壞的重要因素之一,在連續(xù)強(qiáng)降雨作用下,降雨入滲導(dǎo)致邊坡的孔隙水壓力及基質(zhì)吸力的減小,地下水位線的抬升,水與邊坡結(jié)構(gòu)的相互作用,會(huì)對(duì)邊坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響?；谶吰路治龅娘柡汀秋柡屠碚摵瓦吰路€(wěn)定性理論,運(yùn)用geo-studio軟件模擬了3d時(shí)間內(nèi)連續(xù)強(qiáng)降雨300mm情況下湖北武漢某隧道出口處邊坡孔隙水壓力和安全系數(shù)的變化特征,預(yù)測(cè)了邊坡的穩(wěn)定性變化情況。強(qiáng)降雨引起邊坡的剪切力強(qiáng)度減小,導(dǎo)致邊坡的安全系數(shù)降低,應(yīng)采取防護(hù)和加固措施避免強(qiáng)降雨引起邊坡發(fā)生破壞。

為研究降雨入滲對(duì)邊坡淺層滑動(dòng)面穩(wěn)定性的影響,基于非飽和滲流理論,分析淺層滑動(dòng)面在降雨期和停雨期的滲透系數(shù)和孔隙水壓力,得出了邊坡淺層滑動(dòng)面穩(wěn)定性的變化規(guī)律。結(jié)果表明:降雨期間,坡腳處孔隙水壓力增大至飽和,坡頂處孔隙水壓力持續(xù)增大接近飽和,停雨后坡頂處孔隙水壓力降幅大于坡腳處;降雨前期各滑動(dòng)面穩(wěn)定性均持續(xù)減小,降雨后期坡頂滑動(dòng)面安全系數(shù)趨于收斂,但坡腳滑動(dòng)面安全系數(shù)仍持續(xù)減小;停雨后淺層滑動(dòng)面安全系數(shù)均增大,深層滑動(dòng)面則呈波動(dòng)狀態(tài)。

以建始縣紅土坪新城區(qū)紅土中路k1＋140-360右側(cè)安置點(diǎn)邊坡為例,采用有限元強(qiáng)度折減法及mohr-coulomb屈服準(zhǔn)則對(duì)邊坡進(jìn)行數(shù)值模擬,分析不同降雨入滲時(shí)間巖土邊坡滲流路徑、滲流速度和孔隙水壓力對(duì)巖土邊坡穩(wěn)定性的影響.計(jì)算結(jié)果表明：隨著降雨時(shí)間的持續(xù),巖土邊坡卵石土層中的滲流路徑進(jìn)一步向水平向傾斜,中風(fēng)化砂巖層中的入滲深度進(jìn)一步增大,開(kāi)始在坡腳處產(chǎn)生水平向的滲流,坡體內(nèi)地下水的流動(dòng)速度加快,對(duì)滲透通道里面的巖土體（卵石土層、強(qiáng)風(fēng)化砂巖層）中產(chǎn)生沖刷,造成細(xì)顆粒的流失,從而導(dǎo)致整個(gè)開(kāi)挖邊坡的穩(wěn)定性急劇下降.持續(xù)降雨作用下,邊坡土體含水率急劇增加,進(jìn)而飽和,導(dǎo)致邊坡土體基質(zhì)吸力下降,開(kāi)挖邊坡的穩(wěn)定性降低.

研究降雨入滲對(duì)滑坡的影響,選擇降雨強(qiáng)度、降雨持續(xù)時(shí)間、坡比、坡高、巖土體滲透系數(shù)5個(gè)參數(shù),采用灰色系統(tǒng)理論中的灰色關(guān)聯(lián)分析方法,建立灰色關(guān)聯(lián)模型,進(jìn)行降雨入滲對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響的敏感性分析。結(jié)果表明,降雨強(qiáng)度和降雨持續(xù)時(shí)間是主要影響因素,降雨強(qiáng)度對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響最大最敏感。通過(guò)分析,發(fā)現(xiàn)進(jìn)行邊坡優(yōu)化設(shè)計(jì)和滑坡災(zāi)害防治處理時(shí),應(yīng)對(duì)邊坡場(chǎng)地周邊的降雨強(qiáng)度和降雨持續(xù)時(shí)間的統(tǒng)計(jì)資料予以足夠的重視。

降雨是邊坡失穩(wěn)破壞的主要誘因之一,邊坡的滑動(dòng)和破壞與雨水入滲密切相關(guān)。本文選取銅綠山古銅礦遺址ⅶ號(hào)礦體西側(cè)的露天采場(chǎng)東側(cè)邊坡為分析對(duì)象,根據(jù)工程水文地質(zhì)條件和邊坡產(chǎn)狀建立數(shù)值計(jì)算模型,利用geo-studio軟件的seep/w模塊,模擬不同降雨強(qiáng)度下的邊坡內(nèi)部滲流特征,并結(jié)合slope/w模塊計(jì)算出各種降雨工況條件下邊坡穩(wěn)定性系數(shù)。模擬結(jié)果表明,隨著降雨強(qiáng)度的增加,露天采場(chǎng)東側(cè)坡體內(nèi)部的滲流場(chǎng)發(fā)生顯著變化,且邊坡穩(wěn)定性系數(shù)與降雨強(qiáng)度呈負(fù)相關(guān)的變化規(guī)律。

為探討降雨雨型及前期降雨對(duì)土質(zhì)高邊坡穩(wěn)定性的影響,基于geo-studio有限元軟件,針對(duì)不同雨型及前期降雨情形下土質(zhì)高邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性研究。研究表明：邊坡的安全系數(shù)在前期降雨量達(dá)到某一定強(qiáng)度時(shí)會(huì)大幅降低;前期降雨能夠使邊坡提前進(jìn)入接近失穩(wěn)的狀態(tài),提高了邊坡發(fā)生失穩(wěn)破壞的可能性;雨強(qiáng)峰值出現(xiàn)時(shí)間越后,安全系數(shù)越晚開(kāi)始降低,同時(shí)其降低幅度越明顯,即對(duì)邊坡的穩(wěn)定性越不利。

雨水的入滲作用對(duì)順層巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性有較大影響。文中在分析降雨入滲過(guò)程的基礎(chǔ)上，采用立方定律及光滑板模型等理論對(duì)降雨入滲作用下巖體受到的拖拽力、滲透力進(jìn)行了求解；通過(guò)雨水入滲條件下邊坡穩(wěn)定性分析驗(yàn)算，依據(jù)達(dá)西定律，提出了以邊坡裂隙沖水高度和降雨強(qiáng)度為指標(biāo)判定邊坡穩(wěn)定性的方法，并對(duì)其進(jìn)行了求解。

影響邊坡穩(wěn)定的因素分析

以興贛(興國(guó)—贛縣)高速公路k33+400—740段土質(zhì)高路塹邊坡為工程背景,運(yùn)用geostudio軟件對(duì)不同降雨強(qiáng)度下土質(zhì)高路塹邊坡的滲流特性進(jìn)行分析,研究路塹邊坡安全系數(shù)及沉降變形變化規(guī)律。結(jié)果表明,邊坡內(nèi)部土體的基質(zhì)吸力與體積含水率均隨降雨時(shí)間的增加逐漸增大,降雨強(qiáng)度越大兩者的上升速度越快；降雨停止后,路塹邊坡內(nèi)部土體的基質(zhì)吸力先短暫保持不變,隨后慢慢減??；降雨強(qiáng)度越大,雨水入滲深度越大,邊坡產(chǎn)生的沉降變形也越大；降雨停止后,邊坡內(nèi)部的雨水一部分向外出滲,另一部分在自重應(yīng)力場(chǎng)作用下繼續(xù)向邊坡內(nèi)部滲流,致使邊坡坡頂位移沉降繼續(xù)增大,但增大速率緩慢,并最終趨于穩(wěn)定；降雨入滲條件下,邊坡安全系數(shù)隨著降雨時(shí)間的增加逐漸減小,降雨停止后,邊坡安全系數(shù)的回升速率較慢,具有一定的滯后性。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國(guó)的建設(shè)工程穿越膨脹土地區(qū)越來(lái)越多,如果不慎重處理,膨脹土極易產(chǎn)生滑坡,影響建設(shè)工程的正常施工。本文重點(diǎn)分析了裂隙及降雨對(duì)膨脹土邊坡穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明,裂隙位于邊坡坡面上時(shí)膨脹土邊坡的穩(wěn)定性比裂隙位于坡頂時(shí)邊坡的穩(wěn)定性差；裂隙深度越深,邊坡穩(wěn)定性越差；降雨會(huì)使膨脹土表層強(qiáng)度迅速降低,從而導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)。

為研究近斷層地震動(dòng)特性及其入射方向?qū)吰碌卣痦憫?yīng)的影響,首先,考慮邊坡對(duì)地震波的散射規(guī)律,提出了一種能夠考慮地震波任意角度入射的地震動(dòng)輸入方法,該方法能夠準(zhǔn)確考慮模型邊界兩側(cè)的動(dòng)力相互作用且簡(jiǎn)單易操作。其次,運(yùn)用提出的地震動(dòng)輸入方法,通過(guò)有限元參數(shù)分析研究了地震波入射角對(duì)邊坡地震響應(yīng)的影響規(guī)律。結(jié)果表明:當(dāng)同時(shí)考慮p波及sv波入射時(shí),由于兩種波形的疊加作用,邊坡的放大效應(yīng)較一種波形單獨(dú)作用時(shí)更加顯著,且坡面上加速度分布更不均勻。地震波的入射角能夠顯著影響邊坡的地震響應(yīng),隨著地震波入射方向與坡面間夾角的增加,邊坡對(duì)地震動(dòng)的放大效應(yīng)越明顯,坡面上加速度分布越不均勻。

雙排樁對(duì)邊坡穩(wěn)定影響分析的仿真研究——雙排護(hù)坡樁作為新型的支護(hù)結(jié)構(gòu)，近年來(lái)在深基坑工程中得到了廣泛的應(yīng)用，但在邊坡治理中應(yīng)用較少．針對(duì)這種狀況，以滬蓉國(guó)道某典型滑坡路段為例，研究了其邊坡穩(wěn)定性，提出了雙排樁優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法并進(jìn)行了實(shí)例仿真．研究...

為研究隧道開(kāi)挖對(duì)邊坡穩(wěn)定的影響，結(jié)合某隧道工程實(shí)例，采用有限元方法分析隧道開(kāi)挖不同深度對(duì)邊坡穩(wěn)定的影響。結(jié)果表明：距坡頂5～15m范圍內(nèi)，隧道開(kāi)挖對(duì)邊坡擾動(dòng)不大；15～25m范圍內(nèi)，邊坡的最大位移呈線性遞增規(guī)律，位移變化量在工程可控制范圍內(nèi)，可認(rèn)為此范圍是隧道埋深的合理位置；靠近坡腳25～30m范圍內(nèi)，邊坡位移量急劇增長(zhǎng)，對(duì)邊坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響；在隧道開(kāi)挖卸載過(guò)程中，受到影響的主要范圍是隧道周邊和邊坡中上部。

通過(guò)諸永高速公路滑坡的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和勘察資料分析,初步確定了滑動(dòng)面位置。然后假定滑動(dòng)面原狀土與重塑土力學(xué)參數(shù)比值ξ,反演獲得比較符合坡體實(shí)際變形情況的滑動(dòng)面抗剪強(qiáng)度參數(shù)。在此基礎(chǔ)上,模擬高速公路施工過(guò)程中坡腳開(kāi)挖對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響,揭示其變形破壞機(jī)理。