降雨条件下粘土坝稳定性的分析
降雨入渗条件下的土体边坡稳定性分析

降雨入渗条件下的土体边坡稳定性分析王俊光,宋桂军辽宁工程技术大学力学与工程学院,辽宁阜新 (123000)E-mail :shenliu_303@摘 要:滑坡,作为一种主要地质灾害,由于其作用因素及运动机理的多变性和复杂性,预测比较困难,一直是世界各国研究的重要地质和工程问题之一。
边坡中降雨是诱发滑坡的主要原因之一。
本文运用GEO-SLOPE 计算软件模拟了不同的降雨强度和降雨持时对边坡稳定性的影响,并探讨各参数变化对边坡稳定性安全系数的影响。
对边坡的稳定性进行了评价,为边坡稳定性的研究提供了可靠的理论依据。
关键词:降雨入渗;边坡稳定性;安全系数1. 前言考虑降雨影响的土坡稳定分析已成为一个急需解决的复杂工程问题。
在降雨条件下,雨水入渗使土体饱和度增加,孔隙水压力上升,基质吸力锐减并引起抗剪强度大幅度下降,当降雨强度和持时达到一定程度时,便导致边坡失稳[1]。
尽管人们在进行边坡稳定分析时对孔隙水压力作用的处理及其结果有所差别,但对于孔隙水压力的分布对边坡稳定性有重大影响的结论却是一致的。
对于降雨入渗下的边坡稳定分析,尤其是残积土、膨胀土等受雨水作用明显的非饱和土坡,所涉及的渗流场是暂态的,其孔隙水压力的影响更不容忽视,由传统的饱和渗流模型改用饱和—非饱和渗流模型才符合工程实际。
本文以考虑降雨入渗的饱和—非饱和渗流数学模型为基础,在非饱和土强度特性的基础之上对某土坝模型的边坡进行了稳定分析计算,较为合理的阐述了因降雨引起的边坡失稳问题。
2. 模型的建立2.1基本微分方程一般认为,饱和—非饱和状态水分运动的基本方程仍满足即Darcy 定律和连续性条件,但由此得到的微分方程是高度非线性的,必须借助数值方法。
假定在某一时刻,流进和流出某一单元体的渗流量之差等于土体体积含水量的变化量,或者沿两坐标方向的渗流变化率与外界施加的边界流量之和等于土体体积含水量随时间的变化率。
控制方程描述为:tQ y H k y x H k y x ∂∂=+∂∂∂∂+∂∂∂∂θ)()( (1) 当土体饱和时,体积含水量等于饱和含水量s θ,渗透系数变为饱和渗透系数ks ,在稳定饱和渗流条件下,若不考虑水的压缩性,流进和流出某一单元体的渗流量相等,故方程(1)的右边项为0,即成为饱和渗流基本方程。
降雨作用下的工程边坡稳定性的影响分析

降雨作用下的工程边坡稳定性的影响分析摘要:利用Geostudio模拟软件降雨对边坡稳定性的影响,主要分析降雨类型、降雨强度以及持续性降雨的影响,并简要探讨响应的加固措施。
主要结论如下:(1)不同类型降雨类型对边坡安全系数影响较大,边坡的安全系数的降低随着降雨强度呈正相关,中心型降雨作用下边坡安全系数最小。
(2)边坡在100mm/d和150mm/d的大暴雨情况下在48小时候边坡安全系数降为最低0.99和0.94,安全系数都小于1.3,依据前面边坡稳定性评价标准规定,需对坡体进行加固处理。
(3)考虑降雨强度30mm/d,持时12天后,边坡的稳定系数小于1.0,此时边坡失稳。
(4)降雨作用对边坡的稳定性影响较大,宜注意排水措施,根据实际情况采取相应的坡面防护。
关键词:边坡;降雨;防护措施;数值模拟1/61引言针对降雨对边坡稳定性影响方面的研究,国内外相关的学者进行了大量的研究工作。
广泛研究已表明滑坡灾害的发生与降雨天气具有紧密相联,降雨是引起滑坡破坏主要因素之一。
目前,有限元数值分析是一种较为常见的分析降雨作用下边坡稳定性的方法。
周家文等[1]研究降雨作用下非饱和边坡有限元渗流,发现降雨过程中,前表层土体出现瞬态饱和,边坡稳定性系数逐渐降低。
降雨结束后,边坡的稳定性继续降低,随排水增加而逐渐恢复。
蒋中明等[2]结合GeoStudio模拟软体分析某高速公路软岩边坡长期降雨条件下的渗流情况,将边坡的到渗流场导入有限差分软件FLAC3D分析其稳定性。
降雨结束后一天时间内,边坡稳定性系数仍持续降低,由于雨水逐渐排除,边坡稳定性逐渐上升,随着降雨结束后时间延长,岩土体由于软化特性导致边坡稳定性又会逐渐下降。
Adarsh S. Chatra等[3]结合FLAC3D 软件分析降雨条件下的边坡的稳定性分析,研究降雨强度及持时对边坡的孔隙水压力,土体位移等指标的变化。
鉴于前人已有的研究成果,本文利用Geostudio软件模拟降雨对土质边坡稳定性影响,分析降雨类型、降雨强度以及持续性降雨的敏感因素,在此基础上简要探讨响应加固措施。
降水对土质边坡稳定的影响分析
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降水对土质边坡稳定的影响分析摘要:众所周知,土质边坡在雨季容易出现滑坡现象。
平常的降雨一般不会导致边坡产生滑坡,但随着时间的推移,雨水逐渐渗透到边坡土质中去,导致土质内部发生变化,最后出现滑坡。
由于各地土质条件不同,很难用学习到的力学模型来描述边坡受力情况。
因此,分析降雨对边坡稳定性的影响以及准确预报事故发生的可能性显得刻不容缓。
关键词:降水;土质边坡;稳定性;机理;处理中图分类号: [tu473.3] 文献标识码: a 文章编号:近年来,在降雨期间或降雨之后,边坡出现滑坡现象越来越严重,并与雨量及连续降雨时间呈现一定的正相关性,是一个动态变化的过程。
事实上,由于各地土质的复杂性,仅仅通过力学计算来确定边坡的稳定是远远不够的,雨水作用、振动作用及土层状况都是确定边坡稳定性必须考虑的。
为了有效防治滑坡、泥石流灾害,必须深入研究降雨引起斜坡失稳的规律并建立定量的分析模型。
一、雨水对土质边坡作用的分析1 雨水对不同土质的影响下面,本文从三种不同的土质边坡入手,深入细致的了解雨水是如何作用于土质导致边坡发生滑坡现象。
1)砂土边坡一般情况下,该边坡表面的砂土颗粒粘度较低,常呈现干燥现象,其稳定性主要由土体的内摩擦角决定。
降雨时,雨水渗透到土质中,填补了砂土颗粒之间的空隙,从而减小土质的内摩擦角,且内摩擦角是随着空隙水的含量增加而减小的。
所以说,砂土边坡的稳定性是相对的。
在实践观察中,我们可以发现,砂土边坡随着降雨次数的增多,会出现多次滑坡现象,但滑动一定程度后会保持不变,然后随着空隙水的增加,边坡又再次产生滑坡,直到到达新的稳定阶段。
而原状山体比较特殊,由于其砂土粗颗粒之间存在机械咬合力,不受空隙水的影响,因此其边坡较为稳定。
2)粘土边坡一般来说,当土体自重产生的滑移大于土的抗剪强度时,边坡就是产生滑动。
我们通常看到的粘土是硬塑~可塑状态,土质颗粒之间的粘聚力较大,因而具有较大的抗剪强度,对边坡的稳定很有利。
基于ABAQUS的降雨入渗作用下边坡稳定性分析
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基于ABAQUS的降雨入渗作用下边坡稳定性分析降雨入渗作用是指降雨水分进入地下的过程,在边坡稳定性分析中起着至关重要的作用。
本文将基于ABAQUS软件进行降雨入渗作用下边坡稳定性分析,主要包括模型建立、边界条件设定、参数确定和结果分析等内容。
首先,需要建立边坡的三维有限元模型。
根据实际情况,选择合适的单元类型和网格划分,将边坡及周围土体划分成多个单元。
为了准确描述边坡和土体的力学行为,应根据实验测试数据确定材料的本构关系。
接下来,需要设定边界条件。
在降雨入渗作用下,边界条件将包括边坡表面的水流边界条件和边坡底部的水平位移边界条件。
水流边界条件可以通过设定流量或水头来模拟边坡表面的降雨入渗情况。
水平位移边界条件可以根据实际情况设定边坡底部的约束情况,如固定边界或约束位移。
然后,需要确定模型中的参数。
参数的确定包括材料参数和降雨入渗参数。
材料参数可以通过实验室试验或现场测试来获得,例如土体的体积重和强度参数等。
降雨入渗参数可以根据实际降雨情况和地下水位来确定,例如降雨强度、时间和地下水位等。
最后,进行结果分析。
利用ABAQUS软件进行数值计算后,可以获得边坡的应力、位移和稳定性等信息。
根据计算结果,可以评价边坡的稳定性,并根据需要进行边坡的改进设计。
总结起来,基于ABAQUS的降雨入渗作用下边坡稳定性分析包括模型建立、边界条件设定、参数确定和结果分析等步骤。
通过准确描述土体的力学行为和设定合适的边界条件,可以有效评估边坡的稳定性,在工程实践中具有重要的应用价值。
考虑降雨入渗条件下边坡稳定性的研究进展
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nt i e r v la a nd ai r n f a l l p a t t e r n a r e ls a oi nf l u nc e i n g f a c t o sf r o r s l o es p ab t i l i y, t n o wt he r e a r e n o c o mp eh r e n s i v e s ud t y o n t h i s s u b j e c t . At l st a , t h e
r e s e a r c ho r i nt e a i t o ne n da i ma r e s u mm a r i z e dpr o s p e c i t v e l y .
【 关键词】 边坡; 稳定性; 降 雨; 进展
【 K e y w o r d s ] s l o e; p s t a b i l i y t ; a r ni i n i f l t r a i t o n ; d e v e l o p m e n t 【 中图分类号】 u4 l 6 . 1 + 4 【 文献标志码】 A 【 文章编号】 1 0 0 7 . 9 4 6 7 ( 2 0 1 3 ) 0 6 - 0 0 8 2 . 0 3
nf i l u nc e e o f t h e r a i n f a l l i n i f l t r a i t o n t o t h e s l o es p t a b i l i yo t n ma t r i c s u c i t o n , he t s o i l ’ s s t r e s s s at t e nd a he t s o i l s d e f o r ma t i o n , r a i n f ll a nt i e n s i y, t r a i n f l a l d u r a t i o n , a n i ot s r o p i c s o i l p e r me a b i l i ya t nd he t i f s s u r e i nt h e s o i l . a s he t r a i n f a l l nf i i l t r a t e , r a i n f a l l nt i e n s i t y i s he t c h i e f f a c t o r t o s l o p e s t a b i l i y, t t i me
降雨入渗条件下碎石土边坡稳定性分析
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增加边坡的稳 定性:通过增 加边坡的稳定 性来提高其抗
滑能力
改善土体的渗 透性:通过改 善土体的渗透 性来降低降雨 入渗对边坡稳
定性的影响
增加边坡的抗 滑能力:通过 增加边坡的抗 滑能力来提高
其稳定性
改善土体的抗 剪强度:通过 改善土体的抗 剪强度来提高
其稳定性
种植根系发达的植物,如草本植物、灌木等,增加土壤的稳定性 采用生态护坡技术,如植被毯、生态袋等,提高边坡的抗冲刷能力 合理配置植物种类,形成多层次、多物种的植被群落,提高边坡的生态稳定性 定期进行植被养护和管理,确保植被的健康生长,提高边坡的稳定性
降雨入渗:雨水通过地表渗透到土壤中 入渗速度:雨水渗透到土壤中的速度 入渗深度:雨水渗透到土壤中的深度
入渗量:雨水渗透到土壤中的总量
入渗时间:雨水渗透到土壤中的时间
入渗影响:雨水渗透对碎石土边坡稳定性 的影响
降雨入渗:雨水进入土体,增加土体含水量 入渗速度:与降雨强度、土体渗透性等因素有关 饱和度:土体含水量达到饱和状态,影响边坡稳定性 排水条件:良好的排水条件可以降低土体含水量,提高边坡稳定性
专家经验法:根据 专家经验和历史数 据预测边坡失稳的 可能性
降雨入渗条件下碎 石土边坡的稳定性 分析方法
基本原理:利用土体强度参数 和几何参数,通过极限平衡方 程求解边坡的稳定性系数
适用范围:适用于降雨入渗条 件下的碎石土边坡稳定性分析
计算步骤:确定土体强度参数、 几何参数和边界条件,求解极 限平衡方程
滑移变形模式:碎石土边坡在降雨入渗条件下,由于土体含水量增加,导致土体抗剪强度降 低,从而发生滑移变形。
崩塌变形模式:在降雨入渗条件下,碎石土边坡的土体含水量增加,导致土体抗剪强度降低, 从而发生崩塌变形。
水位变化和降雨条件下的边坡稳定性分析---硕士论文
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- II -
大连理工大学硕士学位论文
Slope Stability Analysis of Unsaturated Seepage by
Abstract
Slope stability problem is a hot spot in the field of geotechnical engineering research, the natural slope and artificial slope exist extensively. In the highway subgrade and bank dike engineering, it becomes a difficult problem to determine safety coefficientexpressly whenconsidering the water level change and the complex factors such as rainfall. This paper uses the finite element limit equilibrium method proposed by professor Shao in analysis of the seepage slope stability considering fluid-solid interaction. As a kind of deterministic stability analysis methods based on limit equilibrium conditions, it gets the stress field through the numerical method (finite element and discrete element or boundary element, etc.) firstly, and then according to the definitions of safety factor, we can search the most dangerous slip surface using the mathematical programming method. The physical meaning of safety factor definition is clear in the method, it combines the advantages of the limit equilibrium method and finite element method (FEM), as long as the stress field is obtained, it can be convenient and quick to find out the safety coefficient, the method is very suitable for engineering calculation and its advantages are more obvious in the stability analysis under complicated conditions.
降雨对土坡稳定性影响的研究进展
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降雨 过 程 中 , 坡 含 水 量 会 不 断 增 加 , 多 学 者 口卜_] 土 很 3
研 究对象对 渗透 矩阵和贮 水矩阵进行修 正。汤有光 在对 斜坡降雨入渗暂态渗 流场进行模拟 时 , 出了一种新 的地表 提 径流与地下水耦 合作 用 的分 析方 法 。荣 冠 【] 吴长 富 、 1、 1 朱伟 等人都在前人研究的基础上对 降雨 影响下 的边坡非
[ 稿 日期]0 1 0 定 2 1 — 9—1 3 [ 金项 目] 基 教育部博士点基金(0 0 11 10 6 2 10 8 10 7 ) [ 作者简介] 卢建 移( 9 8~) 男 , 士研 究 生, 18 , 硕 主要从
介 质 非 稳定 渗 流 的有 限元 算 法 进 行 了改 进 , 出 以 高 斯 点 为 提
2 降 雨引发 土坡 失稳 的机理
降雨对土坡稳定性 影 响最主要 的机理 是 由于降雨使 非
饱和土坡 的基质吸力降低 , 从而 降低土体 的抗剪强度 。
2 1 基 质吸 力对 土坡 稳 定性 的影 响 .
面分为 四个 区 : 和区 、 饱 过渡 区、 传导 区和湿润 区 , 这使 得人
们对入渗 的过程有 了一个初步 的认识 。 降雨入渗过程 实质上 是一个 非稳定 、 非饱 和渗 流过 程。 13 年 , ihrs6 D ry的线性 渗流理论 推广 到非 饱和 9 1 Rcad l 将 ac 渗 流中以后 , 人们 开始 注重非 饱和 渗流 的研 究。N u n ema 率 先用 G lri 对 Rcad 方 程进行求解 , a kn法 e i rs h 将饱 和 一非饱
降雨入渗下边坡稳定性的影响研究
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降雨入渗下边坡稳定性的影响研究摘要:降雨是导致边坡失稳的重要因素之一,而崩塌、滑坡以及泥石流等边坡失稳的现象大多受降雨因素的影响。
据我国统计边坡失稳的数据来看,大多数坡体失稳破坏与降雨有关,因滑坡而导致的失稳现象大多发生在雨季或降雨量较多的地区。
降雨强度较大,降雨历时较久时,边坡破坏更加显著。
降雨强度越大,降雨历时越长,雨入渗率越快,边坡失稳破坏的可能性越大。
随着降雨强度和降雨历时增加,三角形瞬态孔压分布函数法模拟渗流场计算的最小抗滑安全系数更低且减小的速率较快,对整体稳定性影响较大,使其发生局部或者整体滑坡;利用非饱和力学有限元计算软件得出诱发山体滑坡的降雨入渗阈值为24h,累计雨量为100mm。
利用不同的降雨工况下边坡安全系数和位移的关系得出残积土边坡失稳的预警方法;通过试验与模拟相结合得出降雨历时较长使土体含水率增加,造成土体的抗剪能力降低,从而引起滑坡。
基于此,本篇文章对降雨入渗下边坡稳定性的影响进行研究,以供参考。
关键词:降雨入渗下;边坡稳定性;影响研究引言降雨诱发滑坡是中国黄土地区的主要地质灾害之一。
据统计,中国已发生的滑坡灾害中,由大气降雨直接或间接诱发的占比90%。
然而通常情况下,山体滑坡等自然灾害均伴随着显著的突发性和无预兆性,目前这类灾害还未形成较完善的预警、预报机制。
因此,对边坡的降雨入渗特性进行深入研究具有重要的理论和工程实践意义。
在降雨对边坡渗流规律及稳定性的影响方面,大量学者进行了相关研究。
在现场边坡降雨试验研究方面,进行了人工降雨作用的滑坡和泥石流现场试验,模拟了暴雨降雨条件引起的坡面冲刷和垮塌现象,进而引发泥石流的过程,初步探索了蒋家沟暴雨-滑坡泥石流的共生关系。
选取某土石混合体边坡,进行现场降雨试验并同步监测,研究了由降雨入渗引起堆积层边坡失稳的机理以及边坡本身形态随降雨时间变化的特征。
开展了不同降雨强度的尾矿坝边坡现场降雨试验,研究了无植被、有植被以及不同雨强对降雨入渗的影响,得到了雨强、植被、尾矿坝表层渗透系数均对其稳定性有重要影响的结论。
降雨条件下边坡稳定性有限元分析
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L 1 I D . ,He f e i 2 3 o o 0 1 ,C h i n a )
聚力 c , 内摩擦 角 双参 数进行等 比例折减 , 与实 际不 完全符合 ; 且对于不 同的屈 服准则 如 D—P准则 , 操 作 中需将 c 、 值 转化 为 、 K , 再 进行折 减 , 工 作量 大、
计 算速度 慢。重 度增 大法 基 本 原理 和 强度 折 减 系 数正 好相 反 , 不 断增 加重 力 加速 度 , 直 到边 坡达 到极 限稳定状态。C h e n和 Mi z u n o ( 1 9 9 0年 ) 采用 了重度
s l o p e u n d e r r a i n f a l l i n f i l t r a t i o n c a n b e o b t a i n e d;a n d c o mb i n e d w i t h he t u n s a t u r a t e d s o i l s r t e n g t h he t o r y, t h e l i mi t l o a d f a c t o r f o r s l o p e f a i l u r e c a n b e c a l c u l a t e d b a s e d o n G r a v i t y I n c r e a s e Me ho t d .t h e r e s u l t s h o w ha t t :u n d e r r a i n f a l l i n i f l r t a t i o n,t h e p o r e w a t e r p r e s s u r e c h a n g e d ,t h e l i mi t l o a d f a c t o r or f s l o p e f a i l u r e
坝体稳定性分析与河道水力条件考虑

坝体稳定性分析与河道水力条件考虑坝体稳定性分析是对水坝结构及其岩土基础的稳定性进行分析和评估,为确保坝体的安全性和稳定性提供科学依据。
同时,河道水力条件的考虑是为了保证坝体在河道水流冲击下不发生破坏,并合理利用水资源。
1. 坝体稳定性分析1.1 坝体结构稳定性:根据设计要求和工程实际情况,对坝体的重力稳定、抗倾覆稳定和抗滑稳定进行分析。
结合地质勘察和地质灾害调查结果,评估坝体在正常和异常情况下的承载能力。
1.2 坝体水压与渗流稳定性:通过水文水资源调查,确定设计洪水、设计水位和设计库容,计算坝体下游的水压力以及渗流压力。
根据岩土工程力学和水力学原理,进行水压和渗流稳定性分析,确保坝体和基础不发生渗漏和冲刷。
1.3 地震稳定性:根据地震活动带的特点和地震参数,进行坝体的地震稳定性分析。
考虑水库水位、季节性变化、降雨等因素,评估地震荷载对坝体的影响,提出抗震设计要求。
2. 河道水力条件考虑2.1 水流特性:根据水文资料和地形测量数据,分析河道的水流特性,包括水流速度、水流变化、泥沙输移等。
根据坝体的位置以及水流特性,评估河道流量和水流冲击对坝体的影响。
2.2 水库入口条件:考虑水库入口的河道水位、流量、泥沙含量等因素,分析水库入口处的水流变化,评估水库入口对坝体的冲刷和沉积影响。
设计或优化水库入口工程,确保坝体和下游河道的安全性。
2.3 水库出口条件:根据水库调度计划和下游需水情况,确定水库出口的流量、水位变化等条件。
分析水库出口的水流动态和冲刷情况,保证出口结构的安全性和通行能力。
2.4 洪水管理:根据历史洪水资料和水文模型计算结果,评估河道的洪水情况,确定坝体的安全校核洪水。
考虑洪水冲击对坝体的影响,采取相应的防洪措施,保证坝体和附近地区的安全。
综上所述,对于坝体稳定性分析与河道水力条件考虑,我们需要综合运用岩土力学、水文学、水力学等理论和方法,进行全面、科学的分析和评估。
只有在坝体的稳定性得到有效保证,河道水力条件得到合理考虑的前提下,才能确保水坝工程的安全运行和水资源的有效利用。
降雨条件下生态边坡的稳定性分析
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s l op e s t a bi l i t y na a l y s i s of s l o pe s t a bi l i t y und e r r mn f ll a c o nd i t i o ns , t h us d r a ws t he c o r r e s p ond i ng c onc l us i on, S O t h a t s l op e i s he l pf ul or f US
t o t a ke s o me po s i t i ve me a s ur e s .
K e y w o r d s: r a j n;l a n d s l i d e ;r a i n f a l l i n t e n s i y ;s t t a b i l i t y a n l a y s i s
降雨条件下生态边坡 的稳 定性 分析
Un d e r t h e c o n d i t i o n o f r a i n f a l l e c o l o g i c a l s l o p e s t a b i l i t y a n a l y s i s
积 极 的 应 对措 施 。
关键词 :降雨 ;滑坡 ;降雨强度 ;稳定性分析
Abs t r ac t: R a i n s we a t h e r i s a c om m on phe nom e no n,i t i s a l s o t he c a us e o ne of t h e l e a d i ng c a us e s of v a r i ous na t ur l a d i s a s t e r s . At pr e s e nt , b e ca us e of r a i n c a us e d ma ny c o unt r i e s b ot h i n t he e c ol og i c a l e nv i r onm e nt a l pr o t e c t i o n a nd e c ono mi c l o s s e s a r e b i g. La nd s l i de s a n d d e br is lo f ws , f o r e x a m pl e , t he s e t WO k i nd s o f n a t u r l a d i s a s t e s, r b e ie l ve t ha t t h i s i s e ve r y c o unt y r i s v e y r c o nf us i ng pr ob l e m. S o, t he i m pa c t of r a i n f a l l on t h e s l o pe s t a b i l i t y p r ob l e m i s unde r d i s c us s i on i n t he m os t pop ul a r t o pi c . W e i f nd i n f o r ma ion t t hr oug h t e x t b ook s , boo ks a nd a s k t h e t e a c he r ’S wa y f r o m t he e fe c t o n s oi l i nf il t r a t i on O f r a i nf a l ls oi l pr o pe r t i e s a nd a na ly s i s , t hr e e me t h ods o f
降雨雨型和强度对土边坡稳定性影响分析
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) 等为边 界 面外法 线方 向的方 向余 弦 ; 为时 间 。 t
1 期 1
周宏 水 头 , =1/ + u为孑 隙压 力 , 为 为 h 1 r ; , L
水 的密度 , 为位 置 水 头 ;s 饱 和 度 ; 角 坐 标 轴 为 直
,
Y为 渗 透 主 方 向 ;k, 分 别 沿 主方 向 的 渗 透 系 k
数 ; 已知水头 边界 , : 已知 流量 边界 , 。 S为 S为 S 为
⑥
2 1 S i eh E g . 02 c. c. nr T g
交 通 运 输
降 雨 雨 型和 强 度 对 土边 坡 稳 定 性 影 响 分析
周宏博 孙树林 尚文涛 黄 勇博 ,
( 河海大学水文水资源与水利工程科学 国家重点实验室 地球科学与工程学院 土木与交通学院 南京 20 9 ) , , , 10 8
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kx w(
… ( )+ky w(
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h , , =H ( Y t) ( Y ) o , , 0
边坡 安全 问题 的认 识 。但是 , 们 往 往 忽 视 了 降雨 人 雨型 对边坡 稳定 的影 响 。
去 + ( ) g ( ) ( = ( ) )
边界 条件 为 :
h , ,)=H1 Y t , ,)∈ S ( Yt ( , ( Y , ) 1
( ・ )
本文 综合 考 虑 了降 雨 雨 型 和 降 雨 强 度 两 个 影 响因素 , 拟从 土 体饱 和一 非 饱 和 渗 流共 同作 用 的 角 度 出 发 , 用 软 件 G otd 采 eS i u o的 S O E W 模 块 和 L P/
降雨条件下土质边坡的稳定性分析

An al y s i s o f s t a b i l i t y o f s o i I s l op e u n d er t h e r ai n f al I c on di t i o n
Z H A N H A O Q , B A O Me n g - d i e
第3 2卷第 1期
2 0 1 3年 3月
武
汉
工
业
学
院
学
报
V0 1 . 3 2 No . 1 Ma r . 2 0 1 3
J o u r n a l 0 f Wu h a n P o l y t e c h n i c Un i v e r s i t y
文 章编 号 : 1 0 0 9 - 4 8 8 1 ( 2 0 1 3 ) 0 1 - 0 0 8 0 - 0 4
下 水位 抬 高, 从 而孔 隙水 压 力升 高, 在 地下 水位 以上 区域 出现 暂 态饱 和 区, 相 应 出现 暂 态孔 隙 水压 力升 高和 非饱和 区基 质吸 力下 降的情 况 , 使 得 边坡 稳 定 性 降低 。不 考虑 基 质吸 力的 影响
时, 降雨 强度从 9 4 . 7 am r / 2 4 h升 至 9 4 . 7 am r / 2 h , 边 坡 的安 全 系数 从 1 . 1 0 0降到 1 . 0 o 2 ; 考虑
降雨对边坡稳定性的影响分析
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降雨对边坡稳定性的影响分析摘要:降雨是地质灾害的主要诱发因素之一,也是工程基坑边坡事故的主要诱发因素。
边坡出现险情甚至直接导致了基坑的崩塌,也带来很严重的经济损失和人员伤害。
因此,考虑降雨影响的土坡稳定分析已成为一个急需解决的复杂工程问题。
关键词:降雨对边坡影响;边坡稳定性;影响分析Abstract: the rainfall is one of the main geological hazard factors, mainly induced by engineering excavation slope is accident factors. Slope danger even led directly to the foundation pit collapse, has also brought serious economic loss and personnel injury. Therefore, considering the effect of rainfall on slope stability analysis of complex engineering problems has become an urgent.Keywords: influence of rainfall on the slope; slope stability; impact analysis引言:边坡在雨季容易产生滑坡这是一个普遍现象,正常情况下这些边坡是稳定的,但随着降雨时间的推移和雨水的入渗作用,一些看来十分可靠的边坡也可能在雨季发生滑坡。
调查研究表明,绝大多数土坡失稳出现在降雨期间或降雨之后,可见降雨入渗对土质边坡稳定性影响具有重要意义。
而且滑坡作为一种地质灾害,由于其作用因素及运动机理的多变性和复杂性,一直是世界各国研究的重要地质和工程问题之一,而降雨又是诱发边坡滑坡的主要原因之一。
降雨条件下土质边坡稳定性分析
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降雨条件下土质边坡稳定性分析发布时间:2021-07-07T07:24:16.032Z 来源:《防护工程》2021年7期作者:王秋其[导读] 我国滑坡灾害相当严重,降雨更会导致土质边坡力学性能下降,稳定性降低,诱发滑坡。
因此研究降雨条件下的土质边坡失稳具有重要意义。
本文先介绍降雨入渗与渗流理论以期明确土体内部渗流规律,并根据非饱和土体强度理论确定边坡最危险滑弧。
并阐述现今用于土质边坡稳定性分析的多种方法,最后总结降雨条件下土质边坡稳定性分析过程,及其发展方向。
王秋其重庆交通大学河海学院重庆 400041摘要:我国滑坡灾害相当严重,降雨更会导致土质边坡力学性能下降,稳定性降低,诱发滑坡。
因此研究降雨条件下的土质边坡失稳具有重要意义。
本文先介绍降雨入渗与渗流理论以期明确土体内部渗流规律,并根据非饱和土体强度理论确定边坡最危险滑弧。
并阐述现今用于土质边坡稳定性分析的多种方法,最后总结降雨条件下土质边坡稳定性分析过程,及其发展方向。
关键词:土质边坡;稳定性分析;降雨;渗流中国是世界上滑坡灾害最严重的地区之一,而 95%以上的滑坡均与降雨或地下水渗流有密切关系[1]。
国内外学者采用了许多方法对雨水入渗后的土坡稳定性作了详细的探讨。
1降雨对边坡稳定的影响降雨会带来大量的地下水体渗流,而渗流会导致边坡稳定性的下降,具体表现在物理力学和物理化学两个方面,前者表现在地下水压力使有效正应力减小,后者表现在降雨带来的软化使岩土的粘结力和摩擦力减小。
具体来说,有以下方面。
降雨使得地下水产生与边坡压应力方向相反的水压力,使边坡有效压应力减小,边坡稳定性减弱。
坡顶或破面上的张裂缝充水后,还会增大滑动力。
降雨带来地下水,使边坡滑动面之间的摩擦系数、粘结力减小。
降雨加强地下水的渗流引起对地表土和裂隙充填物的侵蚀,这种侵蚀不仅会降低边坡稳定性,而且还会淤塞排水系统。
2 饱和土体的渗流降雨条件下的水体渗流与边坡失稳有很大的相关性,因为渗流运动与土质边坡稳定性分析时考虑的孔隙水压力息息相关。
降雨条件下南宁膨胀土坝体填筑稳定性分析
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研究土坝 的土样取用南 宁膨胀 土 ,基本土性参 数
采 用文献 [ ] 中的数 据 ,土粒 重度 20 / m ,液 9 . 1ge 限 5. 7 6% ,塑 限 2 . 88% ,塑 性 指数 2 . ,粘 聚 力 88 7 . P ,内摩 擦 角 l 。 35 a k 0 ,饱 和 渗透 系数 2 4×1 . 0 c / ,体缩率 2 . ms 40% ,自由膨胀 率 7 . 10% ,压缩 系
事项 。 1 南 宁膨 胀 土基 本 物 理 力 学 性 质
设置模型 的边界 条件 :在 SG A W 中设 置位移 IM / 和力的边界 ,在对土工建筑物进行有 限元 分析时 ,地 基边界一般用截断边界不会引起太大 的误 差 ,且可假
定截断边界完全约束 。因此 ,模 型 A D边界设 置为 方 向和 y方 向约束 ,上 部填 筑 体设 为 自由边 界 ;在 S E / 中将 A EPW B,B C,C D边设 置为流量边界 ,分别
lu in . 0 0 0@ 1 3 e m 。 i q a g 2 07 91 6 . o
G OS O E E .L P 软件 中模 拟 降雨 过 程 的坝 坡稳 定 性分析
・
12・ 2
路 基 工 程 Sbr eEg e i ug d ni en a n rg
2 1 年第 5期 ( 01 总第 18期 ) 5
边界条件的处理 ,可只考虑中雨的情况 ,取 降雨持时
( ) 移 边 界 a位
为 5天 。
3 3 降雨对不 同填筑高度 的影响 . 研究在 分层填 筑到第 6层 、第 9层 和第 l 2层和 填筑完成发生降雨后坝体安全系数 的变化 规律 ,为考
刘
土石坝工程中的坝体稳定性分析
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土石坝工程中的坝体稳定性分析土石坝是一种常见的水利工程,用于调节河流水位和蓄水,具有很高的综合经济效益和社会效益。
而在土石坝的设计和建设过程中,坝体稳定性是至关重要的一个方面。
本文将对土石坝工程中的坝体稳定性进行分析,探讨影响坝体稳定性的因素和解决方法。
坝体稳定性是指土石坝在运行过程中抵御各种内外力作用而保持稳定的能力。
影响坝体稳定性的因素有很多,其中包括地质条件、水文条件、坝体材料性质等。
首先,地质条件是影响坝体稳定性的关键因素之一。
地质条件包括坝址地质构造、地质灾害、地震活动等。
不同地质条件下的土石坝工程,其坝体稳定性问题也具有差异性。
其次,水文条件也是一个重要的因素。
水文条件涉及到坝址流域的降雨情况、水位变化以及水流对坝体的冲刷等。
水文条件的变化直接影响着坝体的受力状况,从而对坝体稳定性产生影响。
最后,坝体材料性质也是影响坝体稳定性的重要因素。
土石坝的材料性质包括强度、稠度、透水性等。
坝体材料的性质直接决定了坝体在受力时的承载能力。
针对坝体稳定性问题,土石坝工程中常采用的解决方法有很多。
首先是在选址阶段进行详细的地质勘测和地质灾害评估,以尽量减少地质条件对坝体稳定性的影响。
其次是在设计阶段进行合理的水力计算和承载力计算,确保坝体在各种水文条件和荷载情况下都能够稳定运行。
同时,引入一些现代的地质工程技术,如地下水位监测、地震预警系统等,以提前掌握坝体稳定性变化的趋势,及时采取相应的措施,保证坝体的安全运行。
在土石坝工程中,坝体稳定性分析是一项复杂而重要的任务。
只有充分考虑地质、水文和材料等多方面因素,并且采取科学合理的解决方法,才能确保土石坝工程的长期安全运行。
坝体稳定性分析不仅需要依靠先进的工程技术和现代设备,更需要依靠工程师的经验和专业知识。
只有不断积累和总结经验教训,才能在土石坝工程中不断提高坝体稳定性分析的精确度和可靠性。
总之,土石坝工程中的坝体稳定性分析涉及到多个因素的综合考虑和解决。
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示: 坝身水位 变化的局部位置和坝 身对称轴 的深部 区域是该类坝加 固与防护的重点 , 这对工程 实际和理论研 究提供
借 鉴。
关键词 粘土坝 ; 降雨; 稳定性 ; 安全 系数
体颗粒 三相组成 。孔 隙水 的变化会 改变土体 中的孔 隙分布 ,
当饱和度为 1 0 0 %时 , 该土体是完全饱和 的, 否则该土体是呈
现非饱 和状态 。通 常土体 的饱 和土会影响到土 的力学性质 ,
对建筑规划意义重大 , 所 以进行土建之前要 先做 土力学性质
试验 。饱 和土体 中孔 隙水 压力 为正值 , 该应 力下有效应力会
1 粘土坝的组成
粘 土坝构筑物 主要包 括坝身 、 粘 土坝 基 、 水泥 土防渗结
构和粘 土铺 盖体的填筑 。其防排水材料 主要有排水体 、 垫层 料、 防渗土料 和反滤料 , 具体见图 1 所示。
减小 , 影响土体稳定性 ;  ̄ l l z 饱 和土体 中孔隙水压力 为负值 , 该 应力 下有效力会 增加 , 土体稳 定性得 到改 善 , 这主要 是基质
吸力所致 。
降雨入 渗是雨水 从坝 身表面 和坝基进 入土体 的渗透过 程 。降雨入渗 , 起先在坝身和坝基浅层形 成一定厚度的暂态 饱 和水 , 随着 降雨 时间和 降雨量 的延续 , 入 渗雨量会 继续扩
展, 使坝身和坝基深部干燥 的土体 变得 湿润直至在右边某一
位置溢 出。同时 , 在坝身 和坝基顶部 浅层土体又呈现 出非饱
O 引畜
均质粘土坝具有施工简单 、 筑坝材料易取 、 稳定性可控好 、
土坝基 中渗透 , 也会产生上述影响 , 致使坝基失稳 。 因此 , 控 制库水位 的变化 , 并掌握水的渗透理论在粘 土坝稳定性分析
中非常关键。
管理方便等优点 , 在水利水电工程 、 尾矿工程中大量应用[ 3 1 。其
第9 期( 总第 1 4 9 期)
翘婕. 遽前
试 验 研 究 ■
降 雨 条 件 下 粘 土 坝 稳 定 性 的 析
许 文 敏 ( 龙 海 市水 利 局 ,福 建 龙 海 3 6 3 1 0 0 )
摘
要 针对粘土坝的组成和粘土结构性特点 , 分析 了降雨渗透条件 下坝 身土体的稳定性 问题 , 通过 自 编 的简易
会产生动水压 力 、 增加坝 身材 料重量 同时减 弱粘 土坝身材料 的强度 , 致使 坝身失稳 。当坝身左边库水位改变时 , 水会 在粘
为竖 向坐标 ;
n为土骨架 的孔 隙率 ; 为水 的弹性压缩系数 , 文 中不考虑水的压缩性 ;
・
l 1・
中, 粘土坝 的稳定性 问题 是该 类工程的研究重点 。在我 国及
2 饱 和非 饱和 土体 的渗透 理 论
组成粘土坝构筑物 的材料是土体 , 土体是 由孔 隙 、 水、 固
世界各 国因粘 土坝失稳 , 已给人民群众生活 和社 会环境带来 了灾难性 的影响 。粘土坝稳定性 受多方面的因素制 约, 如: 筑 坝材 料 的物 理力学特 性 、 降雨及 库水位 的渗透变化 、 外界施 工、 地震 等。文中基 于饱和土非饱和土理论 , 分 析降雨渗透诱 发 因素下 , 粘土坝 的稳定性 问题 , 总结规律 , 能对 工程实践和 理论分析提供借鉴 。
和状态 , 这是一个复杂 的趋替过程 。其 渗流场和应力场 的耦 合关系式为【 蜩:
V z + ㈩
式 中: K u 为渗透 系数 ;
豳 1 粘±坝组成图
P为压力水头 ;
,
当坝 身左边 库水位改 变时 , 在孔 隙水 压力作 用下 , 左边
为水的容重 ;
的水 会渗透 到坝身 , 加 上坝身材 料具有孔 隙 的特 点 , 渗透水