• 水位变化条件下植被对下荆江河段岸坡稳定性影响分析

  针对下荆江河段典型的上黏下砂二元岸坡，选用香根草－高羊茅组合植物护坡型式，综合考虑植物根系锚 固作用及植被蒸腾作用，利用 GeoStudio 软件模拟岸坡强度指标和热力学指标，运用单因子分析方法研究河道水 位下降幅度 M、水位下降速率 Ｒ、初始水位 I 因素对岸坡稳定性的影响，并运用灰色关联分析方法对比三种因素 对岸坡稳定性的影响程度。结果表明: 在水位下降过程中，岸坡稳定安全系数先快速下降，后趋于稳定; 岸坡稳 定性受水位快速下降的影响最大，当下降速率小于 1 m/d 时，素土岸坡能保持在基本稳定状态; 当下降速率大于 3 m/d 时，岸坡失稳破坏。植被有助于提升岸坡的稳定性，有植被岸坡与素土岸坡相比，其稳定安全系数最大可 提升 4．33%; 岸坡稳定安全系数与 M、Ｒ、I 三种影响因素的关联度在有植被条件下依次有所下降，最大降低 3．73%。本文研究结果明确了水位变化条件下植被对下荆江岸坡的稳固效果，可为生态护岸工程的设计提供基础 支撑。

  2024-11-22 iGeo

• 考虑参数旋转各向异性空间变异性的边坡大变形概率分析

  为 揭 示 土 体 参 数 旋 转 各 向 异 性 空 间 变 异 性 对 边 坡 大 变 形 特 征 的 影 响 规 律，将 土 体 不 排 水 抗 剪 强 度 参 数 模 拟 为 旋 转 各 向 异 性 随 机 场，提 出 采 用 多 重 响 应 面 法 对 随 机 场 样 本 进 行 边 坡 稳 定 性 安 全 系 数 高 效 求 解 和 升 序 排 列，进 而 使 用 随 机 物 质 点 法 按 序 模 拟 随 机 场 样 本 的 边 坡 大 变 形 过 程 . 以 一 饱 和 不 排 水 粘 土 边 坡 为 例，研 究 了 旋 转 各 向 异 性 随 机 场 的 旋 转 角 度 β 和 弱 主 方 向 自 相 关 长 度 θ 2 对 边 坡 大 变 形 特 征 和 破 坏 模 式 的 影 响 . 结 果 表 明：提 出 的 基 于 多 重 响 应 面 的 随 机 物 质 点 方 法 可 以 高 效 开 展 边 坡 大 变 形 概 率 分 析；β 和 θ 2对 边 坡 大 变 形 特 征 和 破 坏 模 式 均 有 显 著 影 响；边 坡 大 变 形 破 坏 的 影 响 距 离、 滑 动 距 离 和 滑 动 体 积 的 平 均 值 与 标 准 差 均 随 θ 2 的 增 加 而 增 加；边 坡 大 变 形 过 程 中 可 能 产 生 4 种 破 坏 模 式，其 中 深 层 滑 动 和 渐 进 式 滑 动 为 该 边 坡 模 型 的 主 要 概 率 失 稳 模 式 . 因 此，提 出 的 方 法 为 边 坡 大 变 形 概 率 分 析 提 供 了 一 条 有 效 途 径，考 虑 参 数 旋 转 各 向 异 性 空 间 变 异 性 的 边 坡 大 变 形 概 率 分 析 对 准 确 评 估 边 坡 失 稳 风 险 具 有 一 定 的 理 论 参 考 意 义 .

  2024-11-29 iGeo

• 风荷载作用下三种乔木对边坡变形和稳定的影响

  植被对边坡稳定影响机制是全世界性的课题，研究多集中于根系固土能力和边坡稳定性增益方面，针对植被边坡 土体变形和稳定性对风荷载作用的响应机制并不清晰。为探讨风荷载作用下土体应力发展和稳定性影响规律，该研究基于 前期调查选取缙云山 3 种典型乔木（杉木、润楠、大头茶），采用 Geo-studio 建立边坡数值模型，分析了各坡体模型在不同 风速下的应力、位移和边坡稳定系数。结果表明：1）风荷载作用下，在根土盘位置出现了应力集中现象，迎风侧根土盘上 部和下部表现为压力和张力，背风侧则相反；随风速和坡度增大，整体转动趋势加剧，总位移中坡位>上坡位>下坡位。2） 当坡度较小时，边坡稳定系数随风速增大先轻微增大后迅速降低，坡度较大时，稳定系数随风速变化单调递减。45°陡坡在 最大风速（30 m/s）下，大头茶、润楠和杉木的安全系数较无风时分别降低 3.6%、27%、11.8%，大头茶边坡在风荷载下平 均应力和总位移最小，稳定性受风荷载影响最小。3）林冠宽度、根盘直径对边坡稳定性影响的极差随风速增大而放大，冠 高和根盘深度的极差变化不大，林冠宽度和根土盘直径参数为主要影响稳定性的主要因子。类似大头茶具有较大根土盘直 径的树种护坡作用受风荷载影响较小，而类似润楠和杉木具有较大树冠高度，较小根土盘直径和较大根系深度的植边坡在 风荷载作用下应力集中现象和位移增大趋势明显，风力对稳定性不利，不建议作为多风区域高边坡防护树种。研究结果有 助于理解和认识风荷载下土体应力传递机制和对边坡稳定的影响，为多风区域植被边坡防护提供依据。

  2024-11-29 iGeo

• 考虑非饱和渗透系数随机场统计特征的库岸老滑坡稳定性分析

  库岸边坡如果在历史上发生过滑坡灾害，计算所得的安全系数将略高于临界状态值 1.0，仅以安全系数评价库 岸老滑坡的稳定性，将导致预测结果与边坡稳定状态不相符合。提出以土水特征曲线和非饱和渗透系数为核心的水力 参数联合随机（场）统计特征为基础，建立库岸边坡稳定性的可靠度分析方法。首先根据有限的室内土水特征关系试 验数据，采用贝叶斯理论校准土水特征曲线 VGM、VGB、VG 和 FX 模型参数的随机统计特征，并得到模型备选组合 的概率。其次根据饱和渗透系数的随机场统计特征，联合土水特征曲线的随机统计特征，生成库岸边坡非饱和渗透系 数的随机场空间分布。最后分析仅考虑土水特征曲线随机统计特征的库岸边坡稳定性失效概率，以及综合考虑非饱和 渗透系数随机场统计特征的可靠指标。针对三峡库区石榴树包老滑坡在 2020 年强降雨和长江水位快速升降的工程背景， 开展考虑渗流作用的非饱和土边坡稳定性可靠度分析。研究结果表明，虽然边坡稳定性的安全系数较低，但是可靠指 标满足规范不小于 2.70 的要求，无需采取额外的边坡工程加固措施，建议继续开展边坡的长期健康监测。

  2024-11-22 iGeo

• 考虑非饱和浸润区的改进 Green-Ampt 模型

  经典 Green-Ampt 入渗模型计算简单，广泛应用于土壤入渗问题的研究，但在湿润锋处理上采用明显的干湿分离界 面，存在一定的理论假设。鉴于此，基于饱和区−非饱和浸润区分层模型，结合达西定律，推导出入渗过程中饱和区厚度与 非饱和浸润区厚度关系的理论公式，提出了水分剖面理论模型，消除了饱和区厚度和浸润区厚度的关系假设。在此基础上， 建立了考虑土壤水分剖面形状和非饱和浸润区等效参数的改进 Green-Ampt 模型，并采用试验和有限元数值仿真对该模型进 行了验证，结果表明：该模型有很高的精度，对不同类型的土有很好的适应性。同时该模型求解简单，参数物理意义明确， 便于工程应用。

  2024-11-22 iGeo

• 排矸方式对矸石山稳定性的研究

  为探究排矸方式对矸石山稳定性影响规律，提出有利于提高矸石山稳定性效果的矸石排弃方 法。 首先依据矸石来源进行分类，通过对矸石试样单轴压缩力学试验测试，分析其力学性质的特征及 产生该特征的原因，进而针对李家壕矸石山建立模型，利用数值模拟软件 ＧｅoＳｔｕｄｉo 中的 ＳＩＧＭＡ／ Ｗ 模块和 ＳＬＯＰＥ ／ Ｗ 模块进行父子项分析，采用模拟软件的有限元计算方法分析矸石山内部的应力分 布状态，根据应力重分布状态，结合极限平衡法对力学参数折减，得出采煤工作面矸石在不同排弃方 式条件下对矸石山整体稳定性的影响规律，并对采煤工作面矸石在不同排矸方式与不同埋深两种耦 合条件下，得出矸石山的稳定性变化规律，最终提出有利于矸石山稳定性的排矸方式。 结果表明：矿 井生产过程中根据矸石来源不同可分为采煤工作面矸石和掘进工作面矸石，这两类矸石的强度存在 差异，采煤工作面矸石强度明显弱于掘进工作面矸石强度，试验表明掘进工作面矸石试样的平均单轴 抗压强度是采煤工作面矸石试样的 １．６ 倍；不同排矸方式下采煤工作面矸石排弃后坡顶线位置相同， 且剖面上排矸面积相同条件下，平铺式、倾倒式排矸方式相比均一参数矸石山稳定性系数，分别降低 了 １６．４％和 ２９．０％，平铺式排矸更有利于矸石山的稳定性；采煤工作面矸石采用平铺式排矸时，其埋 深的变化对矸石山稳定性影响较小，深度为 ０ 时稳定性系数为 １．５６，降低 ７．９％，深度为 ５ ｍ 时稳定性 系数为 １．５３，降低 ９．６％；而采用倾倒式排矸时，埋深的变化对矸石山稳定性影响较大，深度为 ０ 时稳 定性系数为 １．０９，降低 ３５．３％，深度为 ５ ｍ 时稳定性系数为 １．０７，降低 ３６．５％，且危险滑动面常贯穿采 煤工作面矸石层。

  2024-11-22 iGeo

• ​膨胀各向异性对非饱和膨胀土边坡稳定性的影响

  为揭示降雨入渗条件下膨胀土膨胀各向异性对边坡破坏的作用机理，引入2个与基质吸力相关的弹 性模量描述膨胀的各向异性行为，对非饱和土非线性弹性模型进行修正，并通过室内膨胀试验结果对模型 的可靠性进行验证。通过二次开发和有限元计算软件，建立可考虑膨胀各向异性的非饱和膨胀土边坡数值 计算方法。依托湖北安猇路实体工程，针对膨胀各向异性、膨胀各向同性和不考虑膨胀这3种工况，通过 数值模拟得到降雨7 d内的膨胀土边坡内部湿度场和应力场分布与演变规律。根据摩尔−库仑强度理论，对 比分析降雨入渗条件下边坡坡脚、坡中、坡顶处的应力状态变化。研究结果表明：侧向力预测结果与实测 结果的相关性系数均大于0.9，修正后的本构模型可用于后续非饱和膨胀土边坡的数值模拟分析；与膨胀 各向异性工况相比，膨胀各向同性和不考虑膨胀的工况下侧向应力最大值分别偏小20.8%~38.3%和73.9%~ 88.3%；膨胀土增湿过程中产生的膨胀压力将导致边坡内的应力重新分布，主应力轴由竖向旋转至侧向； 坡脚将先于坡中和坡顶出现局部被动破坏；上部土体将失去坡脚的支撑并承受拉应力，致使破裂面逐步向 上延拓，继而出现渐进式破坏。

  2024-11-22 iGeo

• 高填方地基不排水稳定性分析强度指标研究

  目前国内工程界对高填方地基的排水稳定性关注较多，然而针对地下水位较高、排水性能较差的原状地基，由快速 填筑引起的不排水稳定性问题更为突出。综述了现行规范中关于边坡不排水稳定性分析的相关条文及国内外常用方法。通过 分析总应力摩擦角的应力路径相关性以及计算原状地基典型点位的总应力加载路径，解释了采用三轴固结不排水 （consolidated-undrained，简称 CU）总应力强度指标进行不排水分析，会高估高填方地基的不排水稳定性，该方法存在理论 缺陷和工程隐患。以简单假想边坡模型和某高填方机场实际工程为算例，利用简化 Bishop 法，选用 5 种不排水分析指标或 模型，分别计算其不排水稳定性安全系数。结果表明：CU 总应力法会高估高填方地基的不排水稳定性；其余 4 种方法计算 得到的不排水稳定性安全系数比较接近，相对适用。

  2024-11-22 iGeo