朱丽娟[1]2008年在《降雨影响下的非饱和黄土边坡稳定性分析》文中指出降雨入渗是非饱和土边坡失稳的主要诱发因素,滑坡与降雨有着密切的关系。随着黄土高原地区不断建设发展,黄土边坡稳定性问题越来越引起岩土工程界的重视。然而,降雨对黄土边坡的稳定性影响的研究还不尽完善,本论文研究降雨入渗对非饱和黄土边坡水分场的影响规律以及由此而引起的边坡稳定性的变化,不但研究了坡高、坡度、干密度、含水量等因素影响下黄土边坡内水分的分布规律,而且进一步应用毕肖普条分法对不同因素影响下的黄土边坡的安全系数进行了计算分析。首先通过试验得到非饱和土的土-水特征曲线和渗透系数-基质吸力关系曲线,并确定其参数,进一步通过非饱和渗流计算,计算了降雨720小时内不同时刻土坡的水分分布场,研究了降雨对非饱和黄土边坡含水量的影响。揭示出坡高对边坡土体含水量分布影响较小,但边坡含水量增大区域随坡高的增加而增加。坡度越陡,降雨引起的坡体浸润区深度增加越大,不利于边坡稳定。土体干密度增加,降雨增湿区域变小,边坡稳定性较好。随初始含水量增加,降雨入渗区域和区内土体含水量增加。降雨历时越长,入渗深度不断增加,边坡土体湿软区不断增加,对边坡稳定性影响较大。在干旱半干旱地区,土体含水量较少,降雨入渗时边坡浸润区大小和含水量都增加缓慢,有利于边坡抵抗降雨入渗;在湿润地区,土体含水量较高,降雨入渗时边坡浸润区大小和含水量都增加较快,不利于边坡抵抗降雨入渗。其次,在求得土坡水分分布的基础上,编制毕肖普条分法程序,计算土坡在降雨入渗各个时刻安全系数。结果表明,坡高增加,降雨引起的非饱和黄土边坡的安全系数降低,随降雨历时增加,坡高越高,安全系数减小值越大。坡度增加,降雨引起的非饱和黄土边坡安全系数减小,随降雨历时增加,坡度越大,安全系数减小值越大。干密度增加,降雨引起的非饱和黄土边坡的安全系数增大,随降雨历时增加,干密度越大,安全系数减小值越小。含水量增加,降雨引起的非饱和黄土边坡的安全系数降低,随降雨历时增加,含水量越大,安全系数减小值越大。处于干旱环境下的非饱和黄土边坡水分入渗深度有限,显示了非饱和土的阻水作用,受此影响,降雨历时达一个月时,安全系数降低并不显着,因此,连阴雨季节,大量黄土边坡失稳事故疑与黄土节理有关。若降雨时间足够长,黄土边坡土体均达到饱和状态,安全系数降低非常显着。
林嵩[2]2008年在《降雨入渗过程中的土质边坡稳定分析》文中提出边坡的稳定性由内在因素和外在因素共同决定。内在因素是边坡本身所固有的,外界因素主要包括降雨、地震、开挖等。近年来,降雨导致边坡失稳的情况越来越多。因此,研究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,是当前亟待解决的一个复杂的工程问题。常规的边坡稳定性分析方法主要基于饱和土理论和稳定渗流场情况,难以反映降雨作用对边坡稳定的影响。本文针对受降雨影响的边坡,运用饱和—非饱和土壤水分运动的理论和二维非稳态渗流有限元模型,模拟雨水入渗引起的暂态渗流场,将计算所得到的暂态孔隙水压力和渗流力分布用于考虑基质吸力影响的边坡稳定安全系数的计算中,建立了考虑非饱和土边坡从雨水入渗到出现滑坡危险全过程的计算模型;通过实例分析,研究了降雨对非饱和边坡渗流场分布、发展和对边坡稳定性的影响、状态预测等进行了较为深入的研究,得出了一些有意义的结论。结合不同的降雨条件,计算不同降雨持时情况对土质边坡稳定的影响,得出随着降雨持时的增加,边坡稳定性逐渐降低,降低幅度随降雨持时增加而增加的结论。本文的研究工作在改进和完善边坡稳定性数值分析方法方面进行了有益尝试。通过对数值算例较为深入细致的分析,对降雨引发非饱和土边坡失稳的机理和规律有了进一步的认识,可为非饱和土边坡稳定分析、滑坡灾害预报和边坡治理等方面提供有用的参考数据,具有一定的理论意义和实用价值。
陈洪[3]2016年在《降雨条件下土质边坡的叁维稳定性分析》文中指出随着全球气候变暖,世界范围内出现极端降雨天气的频率越来越高,由于我国山地、丘陵地带分布广泛,因而由于降雨引起的滑坡灾害占每年地质灾害的百分之八十以上。降雨前边坡处于安全状态,降雨过程中或者降雨后一定时间范围内出现滑坡现象,这使得研究降雨条件下边坡的稳定性问题变得尤为迫切。传统边坡稳定性分析方法中,很多方法没有考虑基质吸力对土体强度的影响,并且只是针对边坡进行二维分析,与真实情况存在较大差异。本文着重研究降雨强度、降雨型式和降雨持时对边坡内渗流场和孔隙水压力的影响。通过理论分析,推导得出适用于分析非饱和-饱和土边坡稳定性问题的叁维严格极限平衡法,将计算出的孔隙水压力代入该方法中,从而分析降雨强度、降雨型式和降雨持时对边坡稳定系数的影响。本文的主要结论如下:(1)天然状态下,边坡土体是处于非饱和状态,此时边坡内有基质吸力的存在,而基质吸力有利于边坡稳定。随着降雨入渗,边坡表层土体逐渐由非饱和转变为饱和状态,基质吸力逐渐消失、孔隙水压力逐步升高,这使得边坡的稳定系数不断降低,极有可能发生滑坡。(2)降雨强度、降雨型式和降雨持时对边坡的渗流场和稳定系数的影响都很大。边坡稳定系数随降雨强度的增大而减小,随降雨持续时间的增长而降低。相同降雨强度下,降雨型式越均匀,边坡的稳定系数下降越大;降雨型式越集中,边坡的稳定系数下降越小。(3)土体的饱和渗透系数对降雨入渗有很大影响,从而对降雨条件下边坡稳定系数有很大影响。本文创新点:(1)考虑了降雨入渗对边坡土体的影响,定量分析了降雨强度、降雨型式和降雨持时对边坡土体渗流场和孔隙水压力的影响程度。(2)将非饱和土强度准则应用到边坡稳定性分析中,理论推导了适用于分析非饱和-饱和土边坡稳定性的叁维严格极限平衡法。(3)定量分析了降雨强度、降雨型式、降雨持时对边坡稳定系数的影响,从而为分析预测降雨条件下边坡的稳定性提供理论依据。
高刚[4]2013年在《降雨入渗条件下边坡稳定性数值分析》文中提出我国西南地区降雨量大,持时久,该地区的自然边坡和人工边坡在雨季经常发生滑坡,对人类生命、财产安全造成了巨大威胁。因此,降雨入渗条件下边坡的稳定性研究,具有一定的理论和实践意义。以云南省某一公路边坡为研究对象,根据研究区域的工程地质概况结合现场调研和室内试验,采用有限差分软件FLAC2D建立了边坡的数值模型,分析了不同的降雨强度、持时以及雨型对边坡稳定性的影响,并研究了锚杆支护对不同降雨雨型条件下边坡的加固作用。研究结果表明：降雨强度较大时,雨水入渗主要引起边坡表层的饱和度增加；而降雨强度较小时,雨水更容易入渗到边坡的内部。降雨持时相同时,边坡的剪应变增量和塑性区随着降雨强度的增大而增大；降雨条件下,边坡的破坏以剪破坏为主,同时在坡顶部位存在着一定范围的拉破坏区；降雨过程中,边坡的潜在滑移面由岩土层接触面处逐渐向坡顶部位延伸。强降雨条件下,边坡的位移较大,其中边坡水平向位移随着高程的减小而增大,而竖直向位移随着高程的减小而减小。随着降雨持时的增加,边坡的位移不断增大,而安全系数不断减小。不同降雨雨型下,雨强增加的情况下第一级边坡的饱和区最大,其次为雨强不变以及雨强减小的情况。锚固前相同高程处,雨强减小的情况下,坡面监测点的位移最大,雨强不变及雨强增加情况下位移依次减小。锚固后边坡的安全系数增大,坡面监测点的位移明显减小；不同降雨条件下锚固后边坡监测点位移关系与锚固前恰好相反。降雨作用后锚杆的轴力和剪力均增大,不同降雨条件下,锚杆相同部位的轴力和剪力均相近。
刘兴旺[5]2006年在《降雨入渗条件下路基稳定性分析》文中认为随着我国高速公路的大量兴建，高填深挖路基不断出现。持续一定时间的暴雨给公路带来很大的破坏，产生滑坡等诸多灾害。本文从不同方面分别运用极限平衡法和有限单元法研究了降雨入渗条件下的路基稳定性，具体做了以下工作：(1)从非饱和土的各相组成、抗剪强度理论、变形理论、土水特性曲线、含水量对抗剪强度的影响、含水量对变形的影响等诸多方面系统的论述了非饱和土的力学特性。(2)从非饱和土降雨渗透特性、边坡降雨入渗过程、入渗过程的影响因素、降雨入渗深度的计算等方面深入探讨了边坡降雨入渗机理；讨论了Green-Ampt模型的理论计算方法和数值计算方法。(3)将简化bishop法拓展应用于非饱和土，推导了基于非饱和土理论考虑降雨渗流的路基稳定性公式，并对参数的选取进行了讨论。(4)利用求得的安全系数计算公式对基质吸力求导，分析了基质吸力对安全系数的影响；通过渗流力将降雨入渗深度引入安全系数计算公式，再通过安全系数对入渗深度求导，分析了入渗深度对路基稳定性的影响；通过安全系数对φ~b求导，分析了φ~b取值和降雨过程中φ~b值变化对路基稳定性的影响。(5)结合具体工程算例对不同降雨条件下的路基进行了稳定性分析，并讨论了各因素变化及其对路基稳定性的影响。(6)探讨了边坡弹塑性有限元分析的原理和方法；采用大型有限元程序ANSYS通过工程实例分析了不同降雨条件对路基稳定性的影响；通过分析得出了节点位移、节点应力和塑性区域等随降雨条件的变化规律。(7)将有限元强度折减法拓展应用于非饱和土，求出了土质和岩质地基的路基在不同降雨条件下的安全系数，并把结果与极限平衡法求得的安全系数进行对比分析。
胡磊[6]2008年在《降雨入渗对京九线粉土路基边坡稳定性的影响分析》文中研究指明降雨往往是诱发京九铁路非饱和土路基边坡失稳的主要原因之一,这与雨后土体含水量的变化有关,土体含水量的变化引起非饱和土抗剪强度参数的变化,从而影响土体边坡的稳定性。针对降雨入渗土坡的稳定问题,本文首先应用Geostudi02004中的SEEP/W模块建立了一个考虑水力渗透系数特征曲线和土一水特征曲线的非饱和土有限元计算模型,求解出不同降雨条件下的土体瞬态含水率,总结出了不同条件下的降雨对土体瞬态含水率的影响规律。在此基础上,应用Geostudi02004中的SLOPE/W模块,分别采用Bishop极限平衡法、Janbu极限平衡法、Spencer极限平衡法等计算出了不同降雨条件下非饱和土体边坡稳定性系数。主要结论为:在同样的设计边坡稳定性系数下,降雨强度越大,降雨持续时间越长,降雨后土体边坡稳定性系数下降越快,边坡越不稳定;土体的初始含水率越高,降雨后土体边坡稳定性系数下降越慢;土体中边坡安全系数与天气条件之间存在滞后关系;降雨对边坡的表层滑动面稳定性影响非常大,对深层滑动面定性影响相对较小;降雨过程中边坡的临界滑动面由较深位置向较浅位置转变。
汪仕旭[7]2011年在《降雨入渗对土坡稳定性的影响》文中提出降雨入渗是非饱和土边坡失稳的主要诱发因素,在众多的滑坡调查中,发现降雨与滑坡有着密切的关系。深入研究降雨入渗条件下边坡失稳规律,并建立定量化的分析模型对于滑坡灾害的预防工作具有重要的意义。本论文研究降雨入渗条件下非饱和土边坡内孔隙水压力和饱和度的变化规律以及由此而引起的边坡稳定性的变化。本文研究工作的主要内容和成果如下：本文先介绍了饱和—非饱和渗流理论,并在此基础上得出饱和—非饱和渗流控制方程,并说明求解控制微分方程所需要的土水特征曲线、渗透系数等参数；运用水在土体中的运动规律和水土势理论得出降雨入渗条件下雨水的最大入渗深度的理论公式；结合降雨入渗的理论给出饱和—非饱和渗流控制方程定解条件。然后在ABAQUS有限元软件的基础上进行数值模拟,系统的分析了降雨入渗情况下降雨强度、降雨持时、降雨雨型和土体饱和渗透系数等参数对非饱和土边坡内孔隙水压力的影响。结合非饱和土降雨入渗流—固耦合理论的基础上,通过数值模拟对降雨入渗过程中的流—固耦合进行了分析。最后在分析降雨入渗引起渗流场的基础上进行土坡稳定性的计算,运用抗剪强度折减法得出降雨入渗后土坡稳定安全系数的变化规律。通过与工程实例的对比分析,得出本文的土坡稳定数值模拟分析的结果是符合实际的,可为非饱和土土坡稳定分析、滑坡灾害预报和土坡治理等方面提供有依据,具有一定的理论意义和实用价值。
武丽[8]2005年在《降雨入渗对边坡渗流特性及稳定的影响研究》文中研究表明滑坡,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。边坡中的渗透水压力和渗流场分布是影响边坡稳定和变形的重要因素之一,而降雨是诱发滑坡的常遇诱导因素。本文针对在降雨条件下的边坡稳定问题,运用饱和-非饱和渗流理论、传统极限平衡方法的延伸法、神经网络理论等多种手段,系统的针对降雨入渗情况下渗流域非饱和渗流场的变化以及边坡稳定分析的影响机理、边坡状态预测等进行了较为深入的研究,得出了一些有意义的结论。 阐述了饱和稳定、非稳定渗流问题的基本概念及其定解条件,以总水头为基本未知量推导了饱和-非饱和渗流的控制方程。基于Galerkin加权余量法推导了饱和-非饱和渗流计算有限元列式。运用SEEP渗流计算程序计算给定降雨条件孔隙水压力的分布,探求降雨强度、降雨持时、前期降雨、初始孔隙水压力、以及土壤渗透系数等参数的变化对渗流场的影响。 将降雨入渗作为土坡稳定分析的重要因素,本文将渗流场的孔隙水压力引入基于非饱和土抗剪强度理论的抗滑稳定计算中,得出相应情况下的边坡稳定安全系数的变化规律。在不同的降雨因素影响下定量得出了各降雨因素对非饱和土坡稳定性影响的程度,探讨各参数变化对边坡稳定性安全系数的影响,并对边坡的稳定性进行了评价,为决策者提供了可靠的理论依据。 本文提出了一种基于交替迭代全局优化算法的前向神经网络,运用交替迭代算法构建了滑坡稳定预测模型。算例分析结果表明文中所建立的边坡稳定性预报方法具有较高的预报准确度,是滑坡预测分析的一种有效的新途径。 论文系统探讨了降雨条件下影响土坡渗流场及稳定性的主要因素,为在雨季边坡失稳的预报、合理设计和有效的防护均提供了决策依据。
陈万雄[9]2017年在《降雨条件下黄土深路堑边坡稳定性分析及加固技术研究》文中研究指明常年处于干旱地区的黄土通常都是非饱和土,在降雨条件下,由于雨水的入渗往往会导致边坡失稳。究其原因,降雨条件下,黄土边坡表层土体含水量增大,基质吸力逐渐消散,进而引起非饱和黄土抗剪强度减小,从而引发滑坡。降雨是引发滑坡的主要因素,降雨条件下边坡稳定性分析早已成为岩土界的重要课题。研究降雨过程中边坡水分场及稳定性随时间、空间的动态变化对边坡稳定性研究和滑坡预测有重要意义。文章以饱和—非饱和渗流理论为基础,研究降雨条件下边坡水分场的变化规律,分析了不同降雨强度、降雨持续时间、边坡坡高、坡度以及黄土节理对边坡表层土体含水量和孔隙水压力的影响,然后基于瞬态渗流分析结果,结合极限平衡法对边坡稳定性的动态变化过程进行分析,最后对边坡进行了锚杆抗滑桩加固设计,以及对加固后边坡的稳定性进行计算。具体的研究工作如下:(1)归纳总结了饱和—非饱和渗流基础理论。以达西定律和能量守恒定律为基础,归纳总结了饱和—非饱和渗流微分方程以及微分方程的定解条件,用以后续有限元数值计算的基础。(2)考虑降雨条件,进行了非饱和黄土瞬态渗流计算,得到了不同降雨强度、降雨持续时间、边坡坡高、坡度以及黄土节理存在下边坡土体水分场的变化规律,即不同降雨条件对非饱和黄土本体积含水量、孔隙水压力的影响。由计算结果得到:降雨条件下,由于雨水入渗主要影响边坡的表层土体,主要表现为土体含水量增加,出现暂态饱和区,基质吸力(负孔隙水压力)减小;此外,尽管整个边坡表层土体整体变化规律是含水量增加,基质吸力减小,但土体含水量和基质吸力的变化速率和变化幅度因土体位置而异,越靠近坡脚处的表层土体含水量和孔隙水压力变化的速率和幅度越大,坡顶处表层土体含水量和孔隙水压力变化速度和幅度较小。坡脚处最开始土体出现暂态饱和区,随着降雨时间增大,该区沿坡面向上延伸,最终整个边坡表层土体都出现饱和区。降雨过程中,当考虑黄土节理存在时,雨水的入渗速率和深度明显增大,边坡表层土体出现饱和区域时间提早。(3)基于饱和—非饱和渗流计算结果分析了降雨过程中黄土深路堑边坡的稳定安全系数的动态变化。将渗流计算得到的结果和非饱和土抗剪强度理论相结合,运用极限平衡法计算不同降雨强度和降雨持续时间下边坡的稳定安全系数。由计算结果可以看到:降雨条件不同边坡稳定安全系数值不同,同一降雨强度下,稳定安全系数随着时间的增加而减小;相同降雨持时,雨强大,系数越小;边坡高度增大时,边坡表层土体含水量的最大值大致相同,但是雨水的入渗深度则随着坡度的增大而增大,因此受降雨影响的土体去增大了,抗剪强度减小的土体区域增大,导致边坡稳定安全系数有所减小;边坡坡度增大时,边坡稳定安全系数小;当考虑节理存在时,降雨过程中,存在节理区的边坡稳定安全系数减小的幅度逐渐降低,这是由于降雨初期雨水入渗速度快,边坡表层土体含水量增大的速率快,降雨后期土体含水量增大速率较缓,降雨3d后边坡表层土体达到饱和,而均质边坡土体含水量增大幅度差异相较之下没那么明显,因而边坡稳定安全系数增大速率也没明显变化,降雨3d后边坡土体未达到饱和状态。(4)对边坡采用锚杆抗滑桩加固方案的比选以及对支护后边坡稳定安全系数进行了计算。由计算结果可知:当锚杆按与水平面成15°夹角布置时得到的边坡稳定安全系数最大;锚杆加固坡面能够较好的提高边坡的稳定,虽然加固后的边坡稳定安全系数同样会随着降雨而有所减小,但降雨3d后边坡的稳定安全系数依然较大,因而可以保证边坡有较高的稳定性。
银晓鹏[10]2008年在《降雨条件下的边坡渗流数值模拟及稳定性分析》文中认为降雨入渗时边坡的稳定性问题不仅牵涉到饱和-非饱和的渗流规律,而且涉及含水率变化对非饱和土的强度参数的影响作用。本文针对不同的土体性质,分析了不同降雨条件对土坡渗流及稳定的影响,运用饱和-非饱和渗流理论及降雨入渗理论,分析了渗流场的变化过程,根据计算出来的瞬态渗流场利用非饱和土抗剪强度理论,对土坡的瞬态稳定性进行了分析。研究的主要内容有:1介绍了降雨条件下的饱和-非饱和渗流基本理论,介绍了非饱和渗流的控制方程,给出了降雨条件下的边界条件。2基于Galerkin加权余量法得出了饱和.非饱和渗流计算有限元列式。针对不同的土体性质,利用简单的土质边坡有限元模型运用SEEP/W渗流计算程序计算在给定降雨条件下的孔隙水压力的分布,探讨降雨强度、降雨持时、雨型、土壤渗透系数以及边坡坡度等参数的变化对渗流场的影响。3介绍了饱和-非饱和渗流条件下边坡稳定分析理论。运用GEO-SLOPE(SLOPE/W模块)软件,将降雨入渗作为土坡稳定分析的重要因素,将渗流场的孔隙水压力引入基于非饱和土抗剪强度理论的抗滑稳定计算中。定量的得出在各降雨因素及边坡坡度对非饱和土坡稳定性影响的程度;探讨各参数变化对边坡安全系数的影响,并对边坡的稳定性进行了评价。分析结果表明:在甘肃大部分地区边坡坡度比降雨对边坡的稳定性影响更大;在甘肃大部分地区在可能发生的降雨条件下,坡角大于65°的边坡就要考虑对边坡进行支护。
参考文献：
[1]. 降雨影响下的非饱和黄土边坡稳定性分析[D]. 朱丽娟. 西安建筑科技大学. 2008
[2]. 降雨入渗过程中的土质边坡稳定分析[D]. 林嵩. 大连理工大学. 2008
[3]. 降雨条件下土质边坡的叁维稳定性分析[D]. 陈洪. 重庆大学. 2016
[4]. 降雨入渗条件下边坡稳定性数值分析[D]. 高刚. 兰州大学. 2013
[5]. 降雨入渗条件下路基稳定性分析[D]. 刘兴旺. 中南大学. 2006
[6]. 降雨入渗对京九线粉土路基边坡稳定性的影响分析[D]. 胡磊. 北京交通大学. 2008
[7]. 降雨入渗对土坡稳定性的影响[D]. 汪仕旭. 广东工业大学. 2011
[8]. 降雨入渗对边坡渗流特性及稳定的影响研究[D]. 武丽. 河海大学. 2005
[9]. 降雨条件下黄土深路堑边坡稳定性分析及加固技术研究[D]. 陈万雄. 兰州交通大学. 2017
[10]. 降雨条件下的边坡渗流数值模拟及稳定性分析[D]. 银晓鹏. 兰州理工大学. 2008
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