降雨对黄土边坡稳定性影响的分析
降雨对边坡稳定性的影响分析
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。
降雨类型对边坡稳定性的影响
降雨类型对边坡稳定性的影响降雨是地球上水循环的重要组成部分,对自然界和人类社会都有着深远的影响。
在地质工程领域,降雨对边坡稳定性的影响尤为重要。
降雨类型对边坡稳定性有着不同的影响,深入理解和研究各种降雨类型对边坡稳定性的影响,对于科学地评估和预测边坡的稳定性具有重要意义。
1. 长时间均匀降雨长时间均匀降雨是指降雨过程持续时间较长,降雨强度相对较小,降雨分布相对均匀的降雨类型。
这种降雨类型对边坡的稳定性影响较为复杂。
在长时间均匀降雨的情况下,土壤中的水分会逐渐饱和,边坡体积重会增加,从而增加了边坡的重力作用,影响了边坡的稳定性。
长时间的降雨还会引起坡体内的渗流加大,土体内部孔隙水压的增加,使得孔隙水压力的增加所带来的抗剪强度降低,从而引起不稳定。
2. 短时强降雨3. 暴雨二、如何评价不同降雨类型对边坡稳定性的影响评价不同降雨类型对边坡稳定性的影响,需要综合考虑多种因素。
对于不同类型的降雨,需要考虑其强度、持续时间、降雨量等因素,了解其在一定范围内对边坡的影响规律。
需要了解边坡的地质结构和工程地质条件,包括边坡的岩土性质、坡度、坡形等因素,以及边坡周围的情况,如地下水位、地下水渗流等因素。
需要结合数值模拟和实地考察相结合,确定不同降雨类型对边坡稳定性的作用机制和破坏规律。
为了更科学地评价和预测边坡的稳定性,还需要建立边坡稳定性评价和预测模型。
这种模型应该尽可能全面地考虑不同降雨类型对边坡稳定性的影响,包括降雨的强度、持续时间、降雨量等因素,以及边坡的地质结构和工程地质条件等因素,从而更加准确地评价和预测边坡的稳定性。
针对不同降雨类型对边坡稳定性的影响,我们需要采取不同的应对策略。
对于长时间均匀降雨,需要加强对边坡的排水处理,防止潜在的渗流对边坡稳定性的影响。
对于短时强降雨,需要加强对边坡表面的防护措施,防止降雨冲刷对边坡的破坏。
而对于暴雨,需要采取更加严格的监测和预警措施,尽早发现潜在的边坡稳定性问题,并采取相应的疏散和防护措施,减少可能发生的损失。
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。
节理控制的降雨入渗通道对黄土开挖边坡稳定性的影响
山 地 学 报 J OUR NAL OF MOUNT A I N S CI E NC E
Vo 1 . 3 1, No . 4 p p 4 1 3 ~41 7
呈浑 圆状 , 河谷呈 树枝 状 , 多为 “ V” 形 谷 。矿 区地 处 黄土低 山丘陵 区 , 生态 环境 比较 脆弱 , 水土 流失 较严
黄土地 区普遍发育 , 而黄土 中天然存在的节理控制 着黄土开挖边坡地表水的人渗通道 J , 节理在 降雨 作用下逐步发育成大 的落水孔 、 洞形成大的人渗通 道, 加 剧 了黄 土 开挖 边 坡 的破 坏 J , 从 而 导 致 边 坡
收 稿 日期 ( R e c e i v e d d a t e ) : 2 0 1 3—0 4—0 9 ; 改 回 日期 ( A c c e p t e d ): 2 0 1 3— 4 — 0 2 7 。
基金项 目( F o u n d a t i o n i t e m ) : 国家 自 然科学基金面上项 目( 4 1 1 7 2 2 8 1 ) , 中央高校基本科研业务费专项资金项 目( 摇篮人才计划 C U G L 1 0 0 4 1 3 、 特 色学科 团队 C U G 0 9 0 1 0 4 ) , 国家科技部 9 7 3项 目( 2 0 1 1 C B 7 1 0 6 0 4 ) 资助。[ T h e s e r e s e l L r  ̄ h r e s u l t s a r e s u p p o r t e d b y t h e N a t i o n a l N a t u r a l S c i —
降雨类型对边坡稳定性的影响
降雨类型对边坡稳定性的影响降雨是地球上常见的自然现象,它对大地造成了广泛的影响。
特别是对于地质工程中的边坡稳定性来说,降雨的影响更是不可忽视的。
降雨类型对边坡稳定性的影响主要表现在降雨对边坡坡面的侵蚀作用和降雨对边坡土体的渗透作用两个方面。
本文将从这两个方面对降雨类型对边坡稳定性的影响进行探讨。
降雨对边坡坡面的侵蚀作用是影响边坡稳定性的重要因素之一。
降雨在边坡坡面上形成的水流,会对边坡土体进行冲蚀和侵蚀,导致边坡坡面的凹凸变化,甚至形成沟壑。
尤其是在强降雨季节,河流水位上涨,洪水冲击边坡,加剧了边坡坡面的侵蚀程度。
不同类型的降雨对边坡坡面的侵蚀作用也有所差异。
强降雨往往引起陡坡地段出现大量的滑坡、泥石流等地质灾害,对边坡坡面造成严重的侵蚀破坏;而细雨虽然对边坡坡面的侵蚀作用相对较小,但长期的轻微侵蚀也会导致边坡坡面的稳定性受到影响。
对于边坡稳定性的综合评价,必须考虑到降雨对边坡坡面的侵蚀作用的影响。
降雨对边坡土体的渗透作用也是影响边坡稳定性的另一个重要因素。
降雨会使边坡土体中的土壤孔隙饱和,土体的重力和抗剪强度会随之减小,导致边坡的稳定性减弱。
不同类型的降雨对边坡土体的渗透作用也存在差异。
强降雨往往导致边坡土体饱和,引发边坡滑坡等地质灾害;而长时间的细雨虽然不能短时间内引起边坡滑坡,但会使边坡土体长时间处于饱和状态,逐渐削弱土体的抗剪强度,从而增加了边坡失稳的可能性。
不同类型的降雨对边坡土体的渗透作用也需要进行综合评价,以更好地判断边坡的稳定性。
针对不同类型的降雨对边坡稳定性的影响,我们需要采取相应的对策来保障边坡的稳定。
对于强降雨造成的边坡坡面侵蚀,我们需要加强对边坡坡面的加固和保护。
可以采用植被覆盖、搭设护坡网、设置止水带等方式来减少降雨对边坡坡面的侵蚀作用。
对于降雨引起的边坡土体渗透作用,我们需要增强边坡土体的排水能力,以减少土体饱和状态的持续时间,从而提高边坡的稳定性。
可以采用排水沟、排水管等方式来加强边坡土体的排水能力,防止降雨引起的土体饱和现象。
降雨入渗对黄土边坡稳定性的影响
451
件,首先对边坡在降雨入渗过程中内部渗流场的变化进行数值模拟,得出一定时段内降雨人渗 的范围。并用边坡稳定性计算软件对此时的边坡稳定性进行计算,得到边坡在降雨不同历时
的稳定性变化.以便研究降雨人渗对黄土边坡稳定性的影响。
3.1渗流有限元分析的基本原理
应用有限元法分析降雨的渗流作用,首先需要将土体离散为许多单元。三角形及四边形 单元常用于有限元的划分,如图1所示,表示用三角形和四边形单元离散坡体,计算时再次 将每个四边形离散成两个三角形。分割单元的线在节点处相交,根据边界条件求解水流控制
为非透水的岩石边界条件。
3.3边坡降雨入渗规律
降雨时出现坡体人渗和坡面径流两种现象,随着降雨时间的增长,坡体人渗深度也随着
增大,但是并不是随着时间的增长成比例的增加,它的入渗是由外到里随时间成曲线减小。
如图4和图5所示,其中上部绿色区域为雨水入渗区域,下部蓝色匠域为非人渗区域,在降 雨24小时,计算坡台入渗深度大约为80 cnl,坡面人渗深度大约为60 cm;实际测量值坡台
口=nq/(1+e)
(3)
452
第二届全国岩土与工程学术大会论文集 t。;5.5矿“
(4)
其中渗流分析采用的土水特征曲线如图2和图3所示。
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的变化。边坡稳定性分析采用的坡体强度参数见表l所示。
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降雨人渗区域 降雨非人渗区域
重度7 J(kNImJ)
降雨类型对边坡稳定性的影响
降雨类型对边坡稳定性的影响降雨是自然界中常见的现象,而降雨对于地质环境中的边坡稳定性具有重要的影响。
在不同的降雨条件下,不同类型的降雨对边坡的稳定性产生不同程度的影响。
本文将重点探讨降雨类型对边坡稳定性的影响,并探讨其可能的原因和解决方法。
在地质环境中,常见的降雨类型包括持续性降雨、短时强降雨、暴雨等。
不同类型的降雨对于边坡的稳定性造成的影响也不同,具体表现在下面几个方面:1. 持续性降雨持续性降雨通常会在较长的时间内持续不断地降落,其对于边坡的影响主要表现在土壤水分的积累和渗透。
由于土壤的吸水能力和渗透能力有限,过多的水分会渗透到土壤中,使土壤饱和,从而降低了土壤的抗剪强度,导致边坡的稳定性下降。
持续性降雨还会增加坡面产生裂隙和滑坡的可能性,对于边坡的稳定性造成不利影响。
2. 短时强降雨短时强降雨是指在较短的时间内下大雨,其对于边坡的影响主要表现在对土壤的冲刷和侵蚀。
由于短时间内的大雨量会导致土壤迅速流失和冲刷,使得边坡表面土壤松动、坡面产生裂隙,甚至引发表层土壤滑坡。
而且,短时强降雨还会导致边坡上部的沟道加深、沟壑扩大,进一步影响了边坡的稳定性。
3. 暴雨暴雨是一种极端的降雨类型,其对于边坡的影响更加直接和严重。
暴雨会导致大量的降水瞬间涌入土壤中,使得土壤饱和并且产生滞留水。
由于暴雨的降水强度大,还会对土壤造成冲刷,增加了土壤的松动和滑动的可能性,从而使得边坡的稳定性受到了极大的威胁。
1. 水分对土壤抗剪强度的影响不同类型的降雨在短时间内会改变土壤中的水分含量,使得土壤的力学性质发生变化。
较大的水分含量会使得土壤中的极限剪切力减小,从而影响了土壤的抗剪强度。
当土壤的抗剪强度减小到一定程度时,土壤就会发生松动、滑动,从而导致边坡的稳定性下降。
2. 土壤侵蚀和冲刷加剧了边坡表面的破坏三、降雨类型对边坡稳定性的影响及其防治措施由于不同类型的降雨对边坡的稳定性造成的影响存在一定的差异,因此在进行边坡稳定性评价和风险防治时,需要针对不同类型的降雨给予不同的应对措施。
降雨入渗深度对边坡稳定性的影响
成大量的边坡ꎮ 近年来ꎬ随着全球气候不断变暖ꎬ降雨导致边坡
定性的影响机理ꎬ对比分析降雨入渗深度对非饱和土基坑稳
失稳的现象愈加增多ꎬ造成了大量的财产损失和安全事故ꎮ
定性的影响规律ꎬ为后续研究非饱和土边坡危险预警与防护
因此ꎬ国内外学者对降雨入渗边坡稳定性问题进行了大
量的研究ꎮ 翁新海 [1] 等针对不同降雨强度边坡稳定性进行
工程方面的工作ꎮ
图 1 A 点在 y 方向上的能量
其中ꎬA 点的重力势能 E G 如下:
E G = m w gH
(1)
福建建设科技 2019 No 6
58
■岩土工程
式中ꎬE G 为重力势能ꎻm w 为 A 点水质量ꎻg 为重力加速
度ꎻH 为 A 点距基准面高度ꎮ
A 点由土体压力引起的 y 方向的能量分量 E p 为:
提供借鉴ꎮ
1 非饱和土边坡最大降雨入渗深度理论分析
数值模拟分析ꎬ结果表明当降雨强度较大时ꎬ边坡安全系数迅
对于土质边坡ꎬ坡面湿润土体蒸发、植物根系吸水等现象
速降低ꎬ在降雨停止时安全系数最小ꎬ雨停后安全系数逐渐恢
的水份流失量远远小于降雨期间雨水渗入量ꎬ因此可以忽略
复自然状态ꎮ 彭瑶 [2] 等采用针孔式人工降雨模拟土体中存在点 Aꎬ其能量条
明降雨入渗会造成边坡土体软化ꎬ进而降低土体抗剪强度ꎮ
件如下:
郭震山
降雨条件下黄土渗透系数比对边坡稳定性的影响
降雨条件下黄土渗透系数比对边坡稳定性的影响摘要:黄土具有松散、多孔隙、弱胶结的特点,裂隙广泛分布于黄土土层中,裂隙产生后,在土体中出现了应力集中现象,使得裂隙进一步得到扩展。
黄土的渗透特性不大,一般雨水入渗深度较浅,而裂隙的存在对雨水入渗有很大的促进作用,雨水在裂隙处聚集,对土体产生水压力,同时引起土体含水率迅速增大形成暂态饱和区,引起黄土边坡产生局部或整体破坏。
分析黄土裂隙的发育过程,对黄土地区地质灾害的治理有重要意义。
关键字:黄土;边坡稳定性;裂隙;降雨入渗引言黄土在沉积过程中,粒径不同的黄土颗粒随机分布,细颗粒分散在粗颗粒表面,形成了较弱胶结,在土体中形成较多的孔隙,其中有很多孔隙是相互贯通的,形成了雨水和空气的通道,将该结构定义为孔隙集中带[1]。
土颗粒在表面张力作用下相互靠近,造成土颗粒之间出现变形不协调,从而使得在土体薄弱位置产生微小的张拉裂隙,在雨水作用下,微观裂隙逐渐发展为宏观的垂直裂隙,使得土体在垂直方向与水平方向的渗透性呈现出较大差异[2]。
黄土一般具有大孔隙和垂直节理发育明显等特点,裂隙将边坡土体隔离成一个个孤立的土柱,形成了分离软弱面。
而且降雨会在裂隙处形成优势流效应,从而极大的影响了土体湿润锋深度,同时雨水会对土体产生冲刷,引起裂隙进一步扩大,进而导致边坡失稳。
而目前研究黄土入渗的研究对象多集中在均质黄土边坡,有关裂隙黄土边坡渗流特性研究还不是特别的全面。
1 黄土裂隙形成过程根据非饱和土力学理论可知,土颗粒之间水膜曲率半径越小,颗粒之间的张拉应力就会越大,垂直裂隙会进一步扩展。
在干湿循环作用下,裂隙空间结构会不断发生改变,随着黄土沉积发生,上部覆盖层加厚,土压力增大使得下部黄土垂直裂隙有闭合的趋势。
这就是野外较少观察到黄土垂直裂隙的原因,一旦外界条件发生变化,原先闭合的垂直裂隙有可能发展为宏观的垂直裂隙[3]。
2 渗透系数比对边坡渗流场的影响裂隙将完整的土体分割开来,造成土体在不同方向上的渗透系数表现出明显的差异,从而显著影响雨水入渗规律,甚至引起浅层边坡渗流场的改变,进而引起边坡失稳。
不同前期降雨与土–水特征曲线对边坡稳定的影响
不同前期降雨与土–水特征曲线对边坡稳定的影响土壤的稳定问题是自然灾害中的重要问题之一。
很多因素会影响边坡的稳定性。
文中我将重点探讨前期降雨和土-水特征曲线对边坡稳定的影响。
前期降雨对土壤水分条件的影响前期降雨会对土壤水分条件产生影响。
在一段时间内,土壤的含水量从初始含水量到最高含水量逐渐增加。
当雨水渗入土壤时,土壤孔隙中的空气被淡化和排出,所以应力和孔隙比随着时间而变化,使土的抗剪强度发生变化。
除此之外,当降雨量超过地表径流时,也就是以前为点源供水转变为均匀震荡供水时,未饱和区的饱和度和含水量分布不均,随时间的推移,这种不均分布的饱和度和含水量会逐渐向下扩散。
特征曲线与边坡稳定的关系土-水特征曲线是一种描述土壤水力特性的曲线。
它通常由土壤干燥的含水量、含水量、含水量储备、饱和导水率和细孔波动等条件组成。
我们将土-水特征曲线分成两部分:主曲线和副曲线。
土-水特征曲线对于边坡稳定是具有很大的影响。
主曲线决定了土壤吸力和孔隙比的变化。
当土壤与地下水的接触线深度超出主曲线时,土壤则会失去抵抗剪切力的能力。
副曲线通常是土壤中多孔性材料和隙缝之间的空隙或者可以放置的松散颗粒。
当副曲线浸润,对土壤的稳定会产生不良影响,导致土壤的液化。
不同前期降雨和水-土特征曲线对边坡稳定的影响前期降雨和土-水特征曲线是相互关联的,它们的影响对于边坡稳定具有重要的意义。
在不同前期降雨量的情况下,边坡的稳定性会有不同的表现。
当降雨过多时,土壤会变得饱和,甚至液化,导致边坡失去稳定。
相反,当降雨量太少时,土壤会变得比较干燥,边坡稳定性也会减弱。
因此,在保证足够降雨的前提下,较为平缓的降雨对边坡的稳定是有利的。
不同水-土特征曲线对于边坡稳定的影响也很明显。
对于副曲线比较陡峭的土壤,较多的水分下降时,副曲线对应的液化现象将更容易发生。
因此,土壤的水-土特征曲线必须纳入稳定性研究的计算中。
结语总之,前期降雨和土-水特征曲线对于边坡的稳定性具有显著影响。
降雨对土质边坡稳定性影响探析
降雨对土质边坡稳定性影响探析摘要:许多土质边坡失稳或滑动均发生在雨季,且多发生在强降雨或持续降雨过程中或降雨之后,这表明,降雨是诱发土质边坡失稳或滑动的重要诱因。
基于此,本文就以降雨入渗的主要模式分析为出发点,而后对于降雨对土质边坡不稳定性产生影响的原因进行了一定的探析,最后通过工程实例加以验证。
关键词:降雨;土质;边坡稳定性;影响;探析前言据统计,我国高原、丘陵、山区等地形面积约占到整个国土面积的三分之二,这些地区存在诸多边坡,且时有边坡失稳或滑动引发的地质灾害,其中,土质边坡失稳或滑动占有相当的比例,对于人民的生命财产安全及工程建设等产生较大的影响。
国内外前期研究发现,土质边坡失稳或滑动不仅与地形、地质等因素有关,也与降雨紧密相关,所以十分有必要对于降雨对土质边坡稳定性影响机理加以分析,以便制定相应防范或控制方式,保证土质边坡的稳定。
一、降雨入渗的主要模式降雨入渗指大气降水渗入土体的过程,雨水在渗入土体的过程中会逐渐排除土体中空气,渗流也从非饱和渗流逐渐过渡到饱和渗流。
雨水下渗过程中土体含水率自上而下整体趋势为逐渐降低,根据含水率情况,大概分为四个区域,即饱和区(最表层,完全被水浸透)、过渡区(含水率变化明显)、传导区(含水率变化相对均匀)、湿润区(湿润程度与深度成反比)。
降雨入渗的速度由降雨强度和土体的渗透系数决定。
如果土体渗透系数较大,降雨强度小于土体渗水能力,降雨入渗的强度就由降雨强度决定;如果土体的系数较小,降雨强度大于土体渗水能力,那么其对于土质边坡所产生的影响,则通常体现在下述内容之中,一方面为雨水无法全部渗入土体,边坡土体浅层快速的处在饱和的状态之下,对于坡面产生一定的冲刷作用[1]。
另一方面在坡体之内部水的渗入,致使渗流场产生一定的变化,致使土体抗剪参数明显下降,土体的含水量也会随之加大,还会形成明显的渗流力,在其的作用之下,会影响到土质边坡的稳定性,因而则易于出现滑动受损的情况,所以在明确到降水在土质边坡方面之上的具体形态之后,实施降雨入渗一般规律、和其他情况的深入性研究,具备着明显的作用和价值。
持续降雨条件下边坡稳定性影响分析
图3模型尺寸图3039°30850引言降雨渗流是影响边坡稳定性的主要诱因之一[1]。
我国由于降雨引发的滑坡事故较高,占总滑坡数量的90%[2]。
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,绝大多数边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。
本文根据某边坡治理方案,研究持续降雨条件下对于边坡稳定性的影响,探究在不同降雨强度、不同降雨历时情况下边坡稳定性的变化情况,以求为今后考虑降雨条件的边坡治理提供参考和依据。
1工程概况1.1工程简介某边坡长约85m 、高约26m ,2016年4月边坡左侧及坡脚开挖铺设了供热管道,导致边坡局部地段发生变形迹象,坡顶出现平行边坡走向的裂缝,威胁到供热管道的安全运营,拟对该段边坡进行治理。
该地区原地貌属于构造剥蚀低山丘陵区,后经过人工回填形成现状地形地貌,地表植被不发育,以杂草、灌木为主。
该段边坡地貌形态呈陡坡状,坡面为陡坡,坡面坡度为23°~40°;坡顶地形基本平坦,局部受到铺设供热管道人工开挖形成凹坑。
边坡整体地形、地貌特点如图1。
且受管道施工开挖坡脚影响,地表发育有几条平行边坡走向的裂缝,边坡两侧及前缘未发现滑动痕迹,说明该边坡处于蠕变变形阶段,滑面尚未贯通,边坡稳定性较差。
裂缝如图2所示。
1.2工程地质条件该边坡位于暖温带大陆性季风气候区,四季较为分明,春季干旱多风,夏季受东南亚季风气候影响炎热多雨,秋季温和凉爽,冬季受西伯利亚高压气流控制,雨雪稀少寒冷。
整个边坡地区的主要土层自上而下分别为素填土、杂填土、泥岩。
该地区地质构造简单,地层基本呈一单斜构造,岩层倾向与坡向相同。
边坡区及其附近未发现断层、强烈褶曲及岩浆活动。
裂隙构造在滑坡区较发育,是区内主要结构面之一。
2Geo-Studio 软件建模本次有限元模拟使用Geo-Studio [3,4,5]软件进行,整个边坡模型尺寸为长85m 、高26m ,边坡坡度设置为39°。
降雨入渗下边坡稳定性的影响研究
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。
降雨对土质边坡稳定性影响机理及实例分析
当边 坡土体 处于非饱 和状态 时 , 由于基质 吸力 ( 或 稳定 性 降低 。
负 空 隙水 压 力 ) 出现 , 会 引起 边坡 稳定 性 提 高 , 的 将 但 2 实 例 分 析
在 持续 的降 雨作 用 下 , 雨水 入 渗会 导 致边 坡 非饱 和带 2 1 工 程 概 况 .
地表径流 , 对坡 面 造 成 冲刷 ; 一 方 面 , 另 雨水 渗 透 到 坡 土 中渗流 不 同之 处 是非 饱 和 土 的渗 流系 数不 是 常 量 。
体 内部 , 引起 渗 流场 的 变 化 , 而 使 作 用 在 土体 上 的 而 是 土 体 饱 和 度 的 函数 , 从 因此 , 须 要 有 能 应用 于饱 必 动 水 荷 载 和静水 荷 载 增 大 , 土体 抗 剪强 度 降低 。边 坡 和 区与 不饱 和 区两种 区域 的分 析方 法 。
生 动 水 压 力 或 静 水 压 力 , 而 增 大 下 滑 力 。 合 在 建 隧道 边 仰 坡 土 体 位 移 监 测结 果 分 析 , 为 在一 定 条 件 下 . 从 结 认 降雨 会 对 土 质边坡稳定性 产生重要影响 , 隧道 在 进 洞 前 期 就 应及 时 做 好 边 仰 坡 的防 、 排水 工作 , 以有 效 减 少 降雨 对 土 质边 坡 造 成 的 不利影响 , 保边仰坡稳定 。 确 关键词 : 隧道 ; 口 ; 质 边 坡 ; 洞 土 降雨 ; 定 性 稳
土 体 的含 水 量增 大 , 产 生一 定 的 渗 流 力 , 边 坡 的 会 使 对于饱和土来说 , 可用 传 统 的抗 剪 强 度 公 式 , 但
稳定 性 降低 , 致边 坡产 生滑 动破 坏 。 导
1 降 雨对边 坡 土体 稳定 性 的影 响
降雨类型对边坡稳定性的影响
降雨类型对边坡稳定性的影响降雨是自然界常见的气象现象,对地球生态环境、土地资源和人类生活产生着重要影响。
而降雨对边坡稳定性的影响更是不可忽视的重要因素。
边坡是指在自然环境或人工工程中的山体或土坡地质体,其稳定性直接关系到周边的生态环境和人类安全,所以研究降雨类型对边坡稳定性的影响,对于土地资源的合理利用和生态环境的保护具有重要的意义。
降雨类型是指降水的形态和特性,通常包括持续时间、强度、频率、雨型等因素。
当降雨发生时,其对边坡稳定性造成的影响主要表现在以下几个方面:第一,降雨会导致边坡的水文变化。
降雨之后,水会渗透到边坡内部,改变了边坡的渗透能力和地下水位,加剧了边坡内部土层的湿润程度。
当降雨较大且持续时间较长时,边坡内部的水位会显著升高,增加了边坡滑动的可能性。
而短时强降雨则容易引发边坡的冲刷和坡脚部位发生水土流失。
第二,降雨会加剧边坡的重力滑动和坡面侵蚀。
在边坡表面,雨水的侵蚀和冲刷会使得边坡土壤质地松散、均匀性降低,同时因雨水的流动导致土壤流失,这就使得边坡表面的支撑能力下降,加剧了边坡的滑动和破坏风险。
为了更好地研究降雨类型对边坡稳定性的影响,可以从以下几个方面进行深入的分析:对降雨特性进行精细化观测和分析。
利用现代气象观测技术,可以详细记录和分析不同类型降雨的强度、持续时间、频率等特性,从而为边坡稳定性的研究提供可靠的数据基础。
通过数值模拟和实验研究,探讨不同降雨类型对边坡稳定性的影响机理。
利用地质力学、岩土工程等领域的数值模拟技术,可以模拟不同降雨类型下边坡内部土体的受力和变形过程,探讨不同降雨对边坡稳定性的影响机理。
结合实际工程案例,总结不同降雨类型对边坡稳定性的影响规律。
通过对历史工程事故和现场观测数据的分析,可以得出不同降雨类型对边坡稳定性的影响规律和特点,为今后的工程设计和土地资源利用提供科学依据。
降雨类型对边坡稳定性的影响是一个复杂而又重要的研究课题,需要多学科的交叉和深入探讨。
降雨对黄土边坡渗流及稳定性影响分析
抗剪强度 理 论 对 边 坡 的瞬 时 安全 系数 进 行 了计 算 价边坡 的安全 性 ( 安 全系
数最 小 的滑 面为最可能滑 面 ) 。
降雨对边坡 稳定 性 的影 响过 程 进行 了阐述 分 析 ,通 过计算坡体 渗 流场 、孔 隙水 压 力 ,并 运 用 非饱 和 土
边坡安全 系数随 降雨 时间变化 曲线 ,见 图 4 。
改变等都对 边坡 的稳定 性 造成 影 响 。 目前 ,就 降雨
对边坡稳定性 的影 响 ,主 要停 留在 定 性研 究 及假 设 定量研究 ( 将 强度参 数进 行折 减 ) ,这不 能反 映 事物
的本质规 律 。
高速公 路 兰海 渭 武段 K 1 3 0+1 0 0一 +1 2 0边坡 ,
含水 率 ,使基 质 吸 力 丧 失 ,减 小 了 土 体抗 剪 强 度 , 增 大土体重度 ,以及 降雨会 引起 坡 体 内的渗 流 场 的
度 中引入孔 隙水 压力 因 素 ,进而 求 得边 坡 瞬 时安 全
系数 ,提供 了一种 定量 评估 降雨 对 边坡 安 全 影 响 的
方法。
1 工 程 概 况
2 . 1 二维渗 流方 程
根据达西定 律 和 质量 守 恒定 律 方程 ,可 推 导 出
非饱 和土体水 二维渗流 的基 本方程 为
=
透系数 ,在非 饱 和 区 ,渗透 系 数是 体 积含 水 率 0的 函数 ) 。对饱 和土体来说 ,土体含水率 0 不 变 ,即
00
— —
:
[ ( )
的滑塌 ,这 与实际情况一 致 。
5 结 论
据假想 滑动 面上 土体 的平衡 条 件 ,计算 出潜 在滑 面
堆填黄土边坡降雨冲刷侵蚀破坏特征及机理研究
堆填黄土边坡降雨冲刷侵蚀破坏特征及机理研究堆填黄土边坡降雨冲刷侵蚀破坏特征及机理研究引言:近年来,随着城市化进程的加快和土地资源的紧缺,堆填黄土边坡的使用频率不断增加。
然而,这些边坡往往面临着严重的降雨冲刷侵蚀破坏问题,给环境和经济造成了巨大的损失。
因此,研究堆填黄土边坡降雨冲刷侵蚀破坏的特征和机理,对于有效地预防和治理边坡灾害具有重要意义。
一、堆填黄土边坡降雨冲刷侵蚀破坏的特征1. 表层流失降雨冲刷使黄土表面的微粒逐渐流失和剥离,导致表层土壤逐渐变薄。
随着时间的推移,表层土壤的薄弱部分会逐渐破碎,形成大量小颗粒的沉积物,并随降雨的流动逐渐向坡脚运移。
2. 坡面切沟降雨冲刷会在堆填黄土边坡上形成条形的切沟。
这些切沟会进一步加剧边坡的侵蚀破坏,加大降雨冲刷的速率。
切沟的存在也使得坡面更容易发生下滑,增加了边坡崩塌的危险性。
3. 滑坡和崩塌长期的降雨冲刷作用会使堆填黄土边坡的稳定性逐渐降低,从而容易发生滑坡和崩塌。
尤其是在降雨较大且较长时间的情况下,边坡的稳定性更容易受到破坏,导致塌方事件发生。
二、堆填黄土边坡降雨冲刷侵蚀破坏的机理1. 降雨冲刷水力作用降雨冲刷侵蚀的关键机制之一是水力作用。
降雨会形成流水,并在坡面上形成流线,流水对土壤微粒施加冲击力,从而使黄土表面土粒逐渐流失。
此外,水流对黄土表面生成的切沟进行进一步的冲刷,加剧了侵蚀破坏的程度。
2. 颗粒流颗粒流也是决定堆填黄土边坡降雨冲刷侵蚀破坏的关键机制之一。
降雨冲刷造成的土壤松散和溶质扩散导致黄土颗粒之间的粘结力减小,从而导致颗粒流的形成。
颗粒流会加剧黄土边坡的侵蚀破坏,使边坡的稳定性进一步下降。
3. 物质质量平衡降雨冲刷侵蚀的过程中,物质质量平衡是非常重要的。
降雨冲刷导致的土壤流失和切沟的形成,意味着黄土边坡面临着物质的质量减少。
物质质量减少会使边坡的稳定性下降,最终可能导致滑坡和崩塌。
结论:堆填黄土边坡面临着严重的降雨冲刷侵蚀破坏问题,而这些问题的特征和机理对于预防和治理边坡灾害至关重要。
降雨条件下黄土边坡的稳定性分析
续时间超 过临界值 时 , 便导致边坡失稳 。结合 兰州桌滑坡治理工程 , 根据降 雨强度和持续 时间计算边坡 浅层 土体 在不 同 时刻的含水量 , 运用非饱和土抗剪 强度理论 , 对降雨条件 下的黄土边坡 的稳定性进行 了分析 。结 果表明 : 持 续 降雨条件 下边坡的变形破 坏主要 是边坡土体含 水量增加引起 的 ; 把含水量作为抗剪强度的主要 控制指标 , 建 立边坡土体 的黏聚力 和 内摩擦 角与降雨持 续时间的关 系, 进行有 限元模拟分析 , 得 到边坡安 全 系数 , 可为持 续 降雨条件 下黄 土边坡 的防护和
SUN Bo , P ENG Ni n g . bo 。 L U J i c a i ,W AN G F e n g . r u i ,XI AO B i
,
( 1 . N o r t h w e s t R e s e a r c h I n s t i t u t e C o .L t d o f C h i n a R a i l wa y E n g i n e e r i n g C o r p o r a t i o n , L a n z h o u 7 3 0 0 0 0 ,C h i n a ;
第3 5卷第 l 1 期
2 0 1 3年 1 1月
人民黄源自河 V0 1 . 3 5. NO . 1 1
No v .. 2 O1 3
YEL LOW RI VER
【 水土保持 ・ 生态 】
降 雨条件下黄土边坡 的稳定性分析
孙 博 , 彭宁波 , 陆继财。 , 王逢睿 , 肖 碧
失稳 预测提供 参考 ; 传统 的有 限元强 度折 减 法得 到 的安 全 系数 不 能准确 反 映边坡 稳定 性的 强弱 , 只能说 明边 坡是 否
降雨条件下土质边坡稳定性分析
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。
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大量 的黄土力学研究结果 表明 , 天然 结构的黄土 , 当含
坡稳定 。
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『水 率 增 加 时 。 力 学 性 质 随之 变 化 , 剪 强 度 的 两 个 参 数 , 其 抗
即凝 聚 力 和 内 摩 擦 角 均 降 低 , 致 黄 土 的抗 剪 强 度 降 低 , 导 使
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l 量 分 多 因 对 饱 土 坡 定 的 响步 如 定 地 析 种 素 非 和 边 稳 性 影 ,骤
原 本 稳 定 的 边坡 可 能 变 为 不 稳 定 , 生 边 坡 失稳 。 发
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本 基于 饱和 土的 强 特 对 同 度、 文 非 黄 抗剪 度 征, 不 坡 坡 I 初 干密 初始 水 降 历时 响 黄 边 高、 始 度、 含 量、 雨 影 下的 土 坡
l进行了稳定性分析 。
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5 6 8 15 3 22 1 219 1. 214 12 8 7 .0 . . 2 6 - 2 .
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l 大 统 资 明1大多 坡是 生 雨 2坡 高对 安 全 系数 的影 响 量 计 料表 『, 数滑 发 在降 期间
I或降雨之后, 一个地 区的滑坡发育到一定程度有随降雨量增
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1 8 01 179 212 1 9 208 2 8 2 5 0 9 . 5 . 0. . 0. 0.
’ 、 土 丘 陵 和 黄 土 梁 边 , 陡 坡 地 段 滑 坡 活 动 比较 活 跃 , 源 黄 在
滑 坡 事 故 频 繁发 生 . 人们 生 命 和 财 产 安 全 带来 极 大 威 胁 给
} 法计算非饱和黄土边坡安全系数; 分析多种因素对非饱和土 l 边坡稳定性的影响。 I 根据文献I 非饱和黄土的粘聚力按下式计算: 5 1 ,
l :wh a c 非 饱 和 黄 土 的粘 聚 力 , ,m ; 一 k' go
图1坡 对 全 数 影 高 安 系的 响
甏 . 噜 . ¨ - 、 . 一2' — 裂. ’ — 1 _. § —_ 。3
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1 度m 高 4
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} 根 据 文 献 [ 出 的 非 饱 和 渗 流 计 算 得 到 非 饱 和 黄 土 边 4 1 得
以高 8m 干密度 1 c 初始含水量 1%的边坡和 、 . m、 4 9 高 8 f密度 1 g m , m、 ./ 3 4 e 初始含水量 1 5 %的边坡为例, 探讨 坡度对安全系数的影响, 坡度增加, 降雨引起的非饱和黄土
边 坡 安 全 系数 减 小 , 降雨 历 时 增 加 , 度 越 大 , 全 系 数 减 随 坡 安 小 值越 大 。由于 坡 度 增 加 , 雨 弓 起 的 坡体 浸润 区高 度 增 加 降 l
土边坡 的植被情况 、 壤 的渗水性 ; 闶是降 雨的强度 、 土 外 降
图 l可 以看 出 , 高 增 加 , 雨 引 起 的非 饱 和 黄 土 边 坡 的 安 坡 降
全 系数 降低 , 且安 全 系 数 的 减 小 值 随坡 高 的 增 加 而 增 大 , 随
雨量 、 雨历时等。 降
降 雨 历 时 增 加 , 高 越 高 , 全 系 数 减 小 值 越 大 , 利 于 边 坡 安 不
l : 坡 水 转 为 坡 强 场 重 场用 肖 3坡度对安全系数的影响 下 含 量 化 土 的 度 和 量 ;毕 普 将
含 水量 对 黄 土 边 坡 安 全 系数 的 影 响 。 关 键 词 : 土边 坡 ; 全 系数 ; 黄 安 非饱 和 土
0引 言
l 我 国是 世 界 上 黄土 分 布 面 积 最 广 的 国家 之 一 , 约有 6 万 4
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表1 饱 黄 粘 力c 摩 角中 取 非 和 土 聚 及内 擦 选
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降雨对黄土边坡稳定性影响的分析
魏 月娟 , 韩云 山 , 孙 华 东
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中北大学理学院(301 005)
摘 要 : 于非 饱 和 黄 土 的 抗 剪 强 度 特 征 , 基 分析 比较 了降 雨条 件 下 不 同坡 高 、 度 、 始 干 密度 、 始 坡 初 初
为 严 重 的 地 质 灾 害 , 黄 土 高 原地 区 , 质 边 坡 广 布 在 黄 土 在 土
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土 体 于 密 度
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土体含水量 ( %)
l 1 3 5 1 1 2 7 9 1
平 方 千 米 占陆 地 面 积 的 66 主要 分 布 于 甘 肃 的 巾 东部 , .%, 陕
西 的 中 、 部 , 蒙 古 伊 克 昭 盟 的 南 部 和 西 部 , 西 的 大 部 北 内 山 分, 河南 西 北 部 以 及 山 东西 部 等 地 。黄 土 滑坡 是 黄 土 地 区 最
多而 增 强 的规 律 。 黄 土 边 坡 的 稳 定 性 与 降 雨 的关 系 较 为 复
以坡度 4 。 干密度 13/m 、 始含水量 2 %的边坡为 5、 .g 初 c 1
例 , 讨 坡 高 对 安 全 系 数 的影 响 , 算 结 果 如 网 l所 示 。 从 探 计
杂 , 内 因 和 外 因 两方 面 。 内 因 为 降雨 前 土 壤 的 含 水 率 、 有 黄