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基于强度折减概念的滑坡稳定性三维分析方法(Ⅱ):加固安全系数计算 总被引：13，自引：5，他引：13
结合乌江洪家渡1#塌滑体加固设计工程,探讨了滑动面已知的条件下滑坡稳定性的三维分析方法。首先,模拟了塌滑体在天然状态下处于极限平衡状态时的滑动方向,并使用其应力成果计算了塌滑体的三维安全系数;其次,建议了基于强度折减概念的三维加固安全系数计算方法:最后,提出了加固设计的进一步优化方案。计算结果表明,塌滑体的滑动方向与局部地形等高线近于垂直。主滑方向变化较大,自后缘的NE15°方向逐步过渡到中部的NS向,最终过渡到前缘的NE30°方向,以致很难作出能表征主滑方向的地质剖面。基于应力计算成果的安全系数计算公式不能充分考虑滑坡体的抗滑潜能,也不能充分反映滑坡体的滑动方向,安全系数偏大。基于强度折减概念的三维加固安全系数计算方法具有有限元等方法的优点,较好地克服了上述局限性,可以合理地评价加固后的滑坡稳定性。 相似文献
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白鹤滩水电站左岸为强卸荷岩体三维复杂块体系统高边坡,采用三维地质力学模型试验,进行了边坡变形特性、失稳破坏过程、破坏机制、边坡稳定性及加固处理效果研究。模型试验表明,边坡失稳模式为块体滑动破坏,破坏形态表现为底滑面的剪切破坏和后缘结构面的拉裂破坏以及块体沿底滑面和侧滑面的滑动。边坡破坏过程为模型结构面初裂、结构面组合块体边界贯通、最终至边坡整体失稳3个阶段。采用地质力学模型试验综合法获得了左岸块体系统边坡整体稳定安全系数,典型块体稳定安全系数与三维刚体法及块体单元法(BEM)计算成果对比基本一致,模型试验综合法安全系数相对较大。同时,针对层内错动带LS_(337)界面部位相对变位监测表明,深层混凝土置换洞加固有效地控制了底滑面的滑动变形,提高了相关结构面组合块体的稳定性,边坡加固效果较为明显。研究成果对白鹤滩工程左岸强卸荷区三维复杂块体系统边坡及类似工程边坡稳定性及加固处理具有重要的指导意义。 相似文献
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降雨条件下大型滑坡体渗流稳定性分析 总被引：6，自引：0，他引：6
西南高山峡谷地区,大型滑坡体分布广泛,降雨作用下极易产生失稳。古水水电站争岗特大型滑坡堆积体方量高达4 750×104 m3,存在多处厚度超过50 m 的超深层滑坡。2008年强降雨导致滑体变形再次启动并加剧,依据野外勘测,首先对地质结构和水文条件进行了分析,基于此对降雨入渗机制和稳定性现状开展了定性评价,认为降雨引起了滑体材料强度降低,整体处于沿贯通底滑面蠕滑变形的状态,须开挖加固治理。其次,运用饱和非饱和渗流理论,对降雨条件下滑体开挖治理前、后渗流特性进行了定量研究,揭示了入渗引起滑动变形的动态机制,并对稳定性和治理措施进行了评价,提出了有效的排水措施。结果显示,入渗引起土体饱和,形成浸润线并出现滞水现象;治理前滑体局部和滑带处滞水严重,雨停4 d后,滞水层厚度最高达6 m,此时稳定性最差;治理后滞水层明显减小,稳定性显著提升。其结果真实地反映了滑体稳定性现状与规律,与现场勘查相吻合。治理措施亦有显著效果,依据滞水层分布位置,提出相关排水措施,更有利于保持其稳定性。研究成果可为类似工程问题提供有意义的参考。 相似文献
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滑带土抗剪强度参数的三维反分析 总被引：2，自引：0，他引：2
以滑面正应力修正模式的三维边坡稳定性分析方法为基础,建立了确定滑带土抗剪强度参数的三维反分析模型。先对滑坡体的稳定性进行调查评估,确定滑坡的安全系数与三维滑面的几何尺寸;然后,通过对滑面正应力进行合理假定与修正,建立了平衡方程,以强度参数为未知数,利用数学方法并结合试验、经验等手段求解出抗剪强度参数。该模型克服了二维反分析将会高估滑带土的抗剪强度参数的缺陷,而且计算过程简单,易于编程实现。两个简单算例表明,三维反分析模型可以考虑三维滑体的空间效应,得到的抗剪强度参数更真实、更符合实际情况,为滑坡治理提供参考。 相似文献
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?以川东地区某新建高速公路的堆积体滑坡为工程实例,在对其进行现场踏勘和工程地质勘查的基础上,分析了该滑坡的工程地质条件、变形破坏演化机制。创新性的将传递系数法与Arc GIS的空间分析及数据处理功能相结合,对该滑坡的稳定性进行了评价及计算分区。首先,基于极限平衡理论得出滑坡的抗剪强度指标,再采用Arc GIS空间差值及栅格计算,结合力学公式,对该滑坡进行了空间模拟及稳定性评价,做出滑坡安全系数计算分区图。结果表明,在常规工况条件下,滑坡体局部处于欠稳定状态;在非常规工况条件下,滑坡体欠稳定区域大范围扩展,整体稳定性差。进而划分出该滑坡在不同工况的施工过程中需要重点防护治理部位,为该工程的进一步施工提供有意义的参考。? 相似文献
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基于强度折减法的库岸滑坡三维有限元分析 总被引：8，自引：1，他引：7
通过现场踏勘调研,根据滑坡的环境地质条件,详细探讨了该库岸滑坡的成因机制和演化过程,并重点分析了滑坡失稳的影响因素。建立滑坡体的三维有限元模型,运用有限元强度折减理论对其稳定性进行了计算分析。结果表明,滑坡体在天然状况下是稳定的,库水位上升至正常蓄水位时将超过滑坡前缘高程,滑坡安全系数降低,不满足规范规定的最小安全系数的要求,在考虑降雨入渗、库水位骤降时,滑坡进一步趋于危险;在考虑蓄水+地震工况时,库岸滑坡有失稳的可能。据此提出了削坡减载治理措施,治理后滑坡在各工况下的安全系数均满足规范的要求,研究成果对滑坡的治理具有较大的参考价值。 相似文献
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平推式岩质滑坡作为一类容易被人们忽视的典型滑坡,有其特殊的成因与变形破坏特征。以广元市剑阁县坟林岩滑坡为背景,研究了缓倾岩质滑坡的特征、成因模式和变形破坏特征。归纳总结出降雨是降低滑坡体稳定性的主要因素,并对滑坡体进行了不同工况下的稳定性评价。分析认为,此类滑坡产生变形的主要因素是后缘裂隙水位抬升,裂隙水压力增加,同时裂隙水渗透在滑面上形成扬压力,滑面抗剪强度降低,最终导致滑坡整体失稳。在此基础上对不同整治措施的技术可行性及经济指标进行比较分析,提出了以排水为主,支挡为辅的治理措施。在滑坡后缘设置截、排水沟,前缘设置抗滑键进行支挡。工程实施两年来未发现任何变形,达到了治理的目的,经济效益明显。 相似文献
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位于川西高原雅砻江两河口水电站库区的杜米村移民安置点由于切坡建房,诱发后山斜坡强烈变形,威胁移民安置点和S220省道安全。首先,基于现场调查、测绘、钻探、槽探等勘查手段,查明了滑坡发育的工程地质条件和变形特征;通过对滑体和滑带土开展室内直剪、反复剪试验,以及对滑床基岩进行抗压强度试验,结合反分析,合理确定了滑坡稳定性计算参数。然后,采用有限元程序Phase2建立滑坡数值计算模型,模拟再现了滑坡在开挖前、开挖后、降雨后的应力、变形特征和稳定性变化过程,在此基础上分析了滑坡的变形机理。研究认为：不良的地形地貌、地质结构和地下水是滑坡发生的内在因素,坡脚开挖是滑坡变形启动的诱发因素,后期持续降雨入渗是滑坡变形加剧直至失稳破坏的直接因素;开挖导致滑体前缘抗滑力降低、滑带和开挖边坡坡脚产生剪应力集中是滑坡变形启动的力学机制,而饱水和持续剪切变形导致滑带土强度不断衰减接近饱和残余状态是滑坡变形加剧的本质原因;滑坡的变形破坏模式为牵引式蠕滑-拉裂。最后,采用有限元强度折减法对加固治理后的滑坡稳定性进行了计算分析。结果表明：天然条件下滑坡变形主要出现在桩后填土,降雨条件下变形范围扩大至强变形区,地震条件下变形范围进一步扩大至整个滑坡范围;三种工况下滑坡的稳定系数均能达到设计要求,表明加固设计方案和工程结构参数是合理的。研究成果可为类似滑坡工程案例的机理研究及防治提供参考。 相似文献
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《岩土力学》2017,(9):2746-2756
结合有限元强度折减法,用点接触模拟滑面,提出了适用于已知滑裂面的滑坡稳定性分析及滑坡推力计算的数值计算方法。以滑坡体为分析对象,用切向和法向两组弹簧的弹簧力来模拟滑裂面上的剪切力和法向力;结合强度折减法和摩尔-库仑强度准则对滑面弹簧刚度进行迭代计算,求解得到了满足静力平衡的数值解。该方法避免了极限平衡条分法求解边坡稳定性时需对条间力进行诸多假设的局限,也避免了有限元强度折减法求滑坡推力时需加桩计算的不便及收敛困难等问题。新方法能计算出极限状态下滑坡体上的应力、滑裂面上的边界力和稳定性系数以及给定安全系数下滑坡体上任意截面的滑坡推力大小、作用方向和位置,具有较严格的理论基础,可为实际工程中滑坡的治理提供一定的参考。 相似文献
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三峡水库区陈家沟滑坡地质特征与防治措施 总被引：4，自引：0，他引：4
在研究了三峡水库区奉节县陈家沟滑坡的工程地质条件及滑坡体基本特征的基础上，介绍了该滑坡的结构及变形特征。从滑坡形成条件、诱发变形因素两方面分析了滑坡形成的原因及诱发坡体失稳的主要因素；据岩土样品的试验值、现场大剪值，结合地区经验值及反算值，确定计算滑坡稳定性及剩余滑坡推力的抗剪强度参数，考虑到未来三峡水库蓄水，在不同工况下对滑坡体进行稳定性计算。结果表明：在天然及暴雨情况下，滑坡整体均处于稳定状态；次级滑坡体在饱水及水库蓄水后，处于临界蠕滑或失稳状态。结合工程实际对滑坡治理进行初步研究，提出回填压脚专档为幸捕以排水的综合治理措施。 相似文献
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三峡库区侏罗系顺向岸坡堆积体滑坡众多,其滑动模式存在一定差异。首先统计分析了192个三峡库区侏罗系层位发育的堆积体滑坡滑体及碎石土的工程地质性质和强度参数。在此基础上,运用数值分析软件对堆积体厚度变化引起的滑坡变形机制进行模拟分析。结果表明:堆积体厚度范围在15m及以下滑坡会沿着岩土界线面滑动、15~35m时滑坡会沿着层内剪切面滑动;厚度范围在35m以上时,堆积体滑坡内部可能存在着多层滑带,即滑坡可能沿着层内剪切面滑动或者沿着岩土界线面滑动。堆积体厚度范围在15m及以下时滑坡的治理措施可采用布置抗滑桩;厚度范围15~35m时可采用排水+布置抗滑桩的滑坡治理措施;厚度范围在35m以上时,可采用滑坡前期监测预报+后期根据滑坡发育情况相结合的滑坡防治措施。 相似文献
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《工程地质学报》2017,25(2):424-435
滑坡体积精确计算看似简单实则困难。黄土高原具有植被稀少、岩土暴露程度高、滑坡易发多发等特点。本文在充分认识上述特点的基础上,尝试采用高精度低空摄影测量技术来精确测算滑坡方量。与传统计算方法、遥感和三维激光扫描对比,低空摄影具有受各类因素影响较小、作业灵活、高效、产品精度高等优点。本文以甘肃黑方台党川2#黄土滑坡为例,在介绍近景摄影测量数据获取方法的基础上,采用滑坡前后的高精度的低空摄影测量数据源和结合现场调查,对该滑坡进行精细测绘,实现“数字化滑坡”。研究结果表明:（1) 滑坡长217m,宽176m,滑坡平均厚度约20m（滑源区),滑距782m,后缘到前缘的落差122m,影响面积为105216m2;（2) 根据斜坡各部分滑动和堆积特征,将其细分为崩滑区、主滑区、滑塌区、流通堆积区、铲卷堆积区、挤压堆积区、二次堆积区、粉尘堆积区;（3) 以高精度DEM求得,滑动和堆积方量体积分别为31.72×104m3和49.96×104m3;（4) 滑坡整体松散系数为1.411,局部的干密度差别较大,其大小与滑坡发育特征和运动过程有密切关系。 相似文献
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青海省黄南藏族自治州同仁市位于青藏高缘东北隅,地处西秦岭造山带与北祁连造山带的连接部位。自中新世以来,研究区经历数次间断性抬升和夷平作用,河谷强烈侵蚀下切。在内外动力耦合作用下,隆务河两岸发育多处大型-特大型古滑坡。近年来,受全球气候变暖影响,本区内5处古滑坡存在明显变形迹象,已有裂缝明显扩展,出现多处新增裂缝,已建防治工程局部破坏。本文以同仁市隆务河左岸的隆务西山古滑坡群作为研究对象,利用野外调查、钻探、室内试验及数值模拟等手段对西山古滑坡群的发育分布、变形特征、复活机理及运动特征进行分析研究。结果表明:(1)新构造运动的强烈抬升和隆务河河谷的强烈下切是西山古滑坡群形成的主控因素;(2)野外调查发现,西山古滑坡群近期变形主要集中分布于滑坡群中部的Ⅴ#、Ⅶ#滑坡和北侧Ⅸ#~Ⅻ#滑坡,坡表陡坎及拉张裂缝发育,局部变形强烈;(3)降雨为西山滑坡群的发生复活的控制性因素,其变形破坏模式为滑移-拉裂;(4)潜在滑坡失稳运动过程数值模拟结果显示,滑坡运移距离多在50~75 m,堆积区平均厚度在12~18 m,威胁范围广,危险性极大,建议对隆务西山古滑坡群开展变形监测及治理工作。 相似文献
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917灞桥灾难性黄土滑坡形成因素与运动模拟 总被引：1，自引：0，他引：1
持续性强降雨是诱发黄土滑坡的主要因素。 2011年9月份的持续强降雨达到50a来最大值, 在陕西省关中地区诱发了多处滑坡, 造成交通中断, 带来了严重灾难。尤其9月17日发生于白鹿塬的灞桥滑坡(917灞桥滑坡), 共造成32人伤亡的灾难性滑坡事件。为了揭示滑坡成因和运动过程, 通过对917灞桥滑坡灾害的调查和分析, 揭示了灾害的特点和诱发因素, 通过滑坡运动模拟还原了其运动过程和成灾范围。(1)9.17灞桥滑坡体相对高度大约90m, 宽170m, 滑动厚度约10m; 滑动方向为60, 滑动距离约150m, 总方量约15104m3; 滑坡共发生3次滑动, 滑动方量分别为9.5104m3、3.5104m3和2104m3, 平均堆积厚度12m左右; (2)917灞桥滑坡诱发因素主要是长历时的强降雨、开挖后的高陡边坡和特殊的黄土结构性。充足的前期降雨和当日的强降雨是滑坡发生的主要激发因素; 开挖后形成的高陡边坡发育一系列裂隙, 促使滑坡的发生; 裂隙的产生为降雨的优势渗流提供了通道, 加速了滑坡的发生。(3)利用LS_RAPID对917灞桥滑坡进行模拟, 根据模拟结果, 滑坡可以分为3个阶段, 起动加速滑动阶段(0～7.5s), 沿x方向速度从0迅速增加到4.9ms-1, 沿y方向速度从0迅速增加到8.4ms-1; 滑坡体在这一阶段共滑动了65m; 减速滑动极端, 速度开始降低(7.5～14s), x、y方向的平均速度分别降到1.5ms-1和2.5ms-1, 滑坡在这一阶段向前运动了50m; 堆积停止阶段(15～28.6s), 滑坡运动速度持续降低, 堆积厚度逐渐变薄, 滑坡体共向前滑动了175m, 滑坡最大堆积厚度为14m, 与野外调查结果基本一致。结果对认识和研究此类滑坡成因机理具有重要的借鉴意义, 也可为今后该地区防灾和减灾提供参考。 相似文献
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数十年的塬上大面积灌溉导致甘肃黑方台地下水位不断提升,迄今为止已有约200余起黄土滑坡发生,造成了大量伤亡,给当地居民生活和财产安全带来了巨大的影响。针对黑方台黄土滑坡启动迅速、运动速度快、影响范围广的特征,文中以2019年10月5日发生在黑方台党川村附近的一起黄土滑坡为研究对象,通过野外调研和无人机手段,获取该滑坡的发育特征和地形数据。基于Massflow软件再现了该滑坡运动全过程,最终得到堆积厚度及运动速度2个方面特征,得出以下结论:（1）“10·5”黄土滑坡体积约2.7×104 m3,最大滑距355 m,属于小型黄土滑坡;（2）模拟结果显示,滑坡运动持续时间约45 s,最大运动速度为26 m/s,反演结果与实际情况较吻合。运动过程可分为启动加速阶段、稳定加速阶段、减速堆积阶段三个阶段;（3）对滑坡堆积厚度进行分析发现,该滑坡在主滑方向上平均厚度约0.59 m,最大堆积厚度为1.35 m,沿滑坡运动方向,堆积厚度呈现先增大后减小的趋势,堆积区最大堆积厚度为0.82 m。该研究成果可为黑方台黄土滑坡风险防控提供一定的技术支持。 相似文献
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泄流坡位于甘肃南部舟曲县境内,分布在坪定—化马断裂带上,属于典型的断裂带滑坡,断层不仅控制着滑坡边界,也影响着滑坡土体变形。通过现场调查取样并开展室内实验,获取滑坡土体物理力学参数。综合运用有限单元法基本原理,采用时间硬化Drucker-Prager土体流变本构方程,分析在构造应力场和重力场作用下,滑坡土体受力与变形,并与现场监测数据比较,研究泄流坡滑坡的变形特征。指出断层上、下断盘控制着滑坡体边界和走向,也影响边界接触区域土体变形。泄流坡滑坡土体流变变形在坡体中部最大,并在滑坡体上交替形成堆积区与拉裂区。计算结果表明泄流坡滑坡坡体最大流变变形滑移量目前稳定在0.3m·a-1,仍处于稳定蠕滑状态,流变变形占全年滑动变形的8.36%。指出泄流坡坡脚堆载反压对于泄流坡坡体整体变形影响较小,但可以显著缓解S313公路路基变形。 相似文献
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雄巴古滑坡位于西藏贡觉金沙江右岸、金沙江活动构造带内,该区地形地貌和地质构造极为复杂,多高山峡谷且河流纵坡降大,岩体结构破碎,发育一系列大型、巨型古滑坡和斜坡变形体。通过遥感解译和现场调查,认为雄巴古滑坡堆积体方量为2.6×10 8~6.0×10 8 m 3,为地质历史上形成的巨型古滑坡。雄巴古滑坡在平面上有滑坡滑源区和滑坡堆积区2个大的区域,其中滑坡堆积区又分为相对稳定区和前缘强变形区。滑坡体上2个深孔钻探资料揭露雄巴古滑坡主要发育2级深层蠕变滑带,其中第一级滑带埋深51 m(ZK1孔)至55 m(ZK2孔),第二级滑带埋深101 m(ZK1孔)至115 m(ZK2孔),坡体内发育的深层承压水对斜坡稳定性影响较大。雄巴古滑坡的形成受地层岩性、断裂构造、降雨和河流侵蚀等作用影响强烈,目前仍处于深层蠕滑中;其深层“锁固段”对滑坡的稳定性起关键控制作用,但在降雨-地下水渗流、河流侵蚀和地震等因素作用下,该古滑坡潜在失稳可能性较大,并有形成堰塞金沙江、溃坝、洪水等灾害链的风险。 相似文献
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2017年6月24日,四川省茂县叠溪镇新磨村发生高位顺层山体滑坡,滑动高差达1 160 m,滑动平距约2 200 m。该滑坡的滑动方量巨大,与其滑动过程中产生的铲刮效应有关。为分析其铲刮效应,文章通过现场调查、遥感影像解译和无人机航拍图像,确定该滑坡的滑动全过程为:多次历史地震造成滑坡源区岩体结构破碎,降雨沿顶部裂隙入渗导致水压力增大及石英砂岩中的薄层板岩软化,在长期疲劳效应下斜坡上部岩体最终发生滑动;上部滑体在运移过程中,对斜坡中部浅表风化层、部分基岩及下部老滑坡堆积体进行铲刮并重新堆积。采用Rockfall软件模拟源区滑体的运动路径、速度与能量,结果表明:在碎屑流区和老滑坡堆积区都存在明显的集中铲刮作用,整个滑坡的高危险区也主要位于该区域,所以危险性分区可代表不同滑坡区域的铲刮程度。计算得两个区域的铲刮方量分别为4.9×106,4.38×106 m3,滑坡总方量为13.35×106 m3。该模拟和计算方法迅速有效,可为以后类似滑坡的应急、救灾和铲刮方量计算提供参考。 相似文献
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固液耦合作用是碎屑流向泥石流转化形成复合型滑坡灾害的关键因素, 会导致成灾范围和规模放大, 是防灾减灾领域研究中的热点和难点问题之一。文中采用自主研发的滑坡后破坏数值模拟平台(LPF3D, Landslides post failure 3D), 以2014年9月强降雨诱发的重庆奉节无山坪滑坡为例, 探讨了滑坡在水动力作用下远程成灾的动力过程, 揭示了固液耦合影响机制。研究结果显示: 水动力作用在滑坡运动过程中主要体现为液化和拖曳两种, 两种力学作用的增程效应明显, 往往使得碎屑流转化为泥石流, 导致远程成灾; 基于光滑粒子流体动力学(SPH)方法的两相耦合计算模型, 考虑流体状态方程、固体黏塑性本构方程和相间作用力的共同影响, 基本还原了强降雨条件下重庆奉节无山坪滑坡两相运动过程; 数值计算结果显示无山坪滑坡最大运动速度为34 m/s, 最大堆积厚度为21.5 m, 堆积面积为0.12 km2, 最远运动距离为1300 m, 模拟结果同实际滑坡的堆积形态基本一致。综上认为, 在高位远程滑坡风险调查与预测过程中, 需充分考虑强降雨工况下孔隙水压力和固液相间作用, 基于LPF3D方法的数值模拟为高位远程滑坡的风险定量评估提供了依据。 相似文献
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在遥感解译、野外调查的基础上,采用高密度电法和电阻率测深法,并结合钻探对川西岷江河谷发育的尕米寺滑坡、俄寨村滑坡、格机寨滑坡等典型大型—巨型古滑坡的空间结构进行了勘探分析,有效确定了古滑坡的空间结构和滑带特征,并认为古滑坡的滑动面多具有高低阻相间的不稳定电性层,且滑坡前缘多位于不稳定电性层变薄收敛的地方。其中,俄寨村滑坡高低阻相间的不稳定电性层厚约0~45 m,为滑坡堆积层,古滑动面紧贴基岩面,滑动面平均埋深约30 m,弱风化基岩面埋深约5.6~61 m,强风化层厚约为3~12 m;尕米寺滑坡高低阻相间的不稳定电性层厚约2.5~43 m,为滑坡堆积层,沿剖面古滑动面平均埋深约35 m,在滑坡中部存在一圈闭的低阻异常体,推测为古河道,并与钻探结果相吻合,其埋深约56~96 m,弱风化基岩面埋深13.3~100 m,强风化及岩溶综合层厚一般约为5~20 m。基于古滑坡的地球物理勘探数据和解译结果,统计分析了川西岷江河谷地区大型—巨型古滑坡空间岩土体的地球物理物性参数,对指导该区滑坡调查分析具有重要的指导意义。 相似文献