应用案例 · 第 28 页
岩土工程软件应用案例、建模方法与工程分析实践，按发布时间由近到远浏览，第 28 页。
独库高速阿尔先沟段雪崩空间分布及因子探测
拟建独库高速公路阿尔先沟段地貌以高山峡谷为主，由于降雪和气候变化，雪崩频发。利用无人机遥感 解译与现场调研协同调查的方法识别92个雪崩点，选取高程、坡度、地表切割度、地面粗糙度，积雪期最大积雪深 度、最大风速、平均温度和平均降雪量为驱动因子，运用地理探测器分析不同分辨率地形因子与雪崩稳定性的关 系。结果表明：本研究区雪崩发育较为活跃，稳定性较差，但较多雪崩释放区、运动区位于山体坡面，堆积区位于远 离拟建线路的谷底，对拟建线路影响较小。通过地理探测器分析，坡度、地面粗糙度对雪崩稳定性解释力与分辨率 呈正相关，高程、地表切割度呈负相关，交互探测结果均是双因子增强或者非线性增强，且非线性增强比双因子增 强更加显著，坡度与其他因子结合对雪崩稳定性影响至关重要。本研究可为雪崩易发性、危险性评价工作提供可 靠的数据支撑，为独库高速公路的建设运营提供科学依据。
阅读详情黄土地区海绵城市建设中一种雨水收集系统的开发研究
随着城镇化建设步伐的加快，城市面临着诸多水灾害问题，针对黄土地区 海绵城市建设内容，设计了一种路面雨水收集系统． 根据透水混凝土路面的坡度 和粒径均匀程度，确定了透水混凝土层过水能力的计算公式，采 用 试 验 和 Fredlund ＆ Xing 模型预测的方法建立了黄土渗透系数与含水率之间的关系，并 通过 GeoStudio VADOSE /W 软件模拟了连续 3 日降雨条件下透水混凝土路面收 集雨水的能力和砂井排水规律． 对比数值模拟结果，0 时刻开始至 24h、48h 和 72h，砂井底部水分呈灯泡状向下扩散，避免了浅层黄土的湿陷变形，达到削弱城 市雨洪及补充地下水的目的，实现了黄土地区海绵城市建设中城市雨水的综合 利用．
阅读详情基于改进极限平衡法的多级均质黄土边坡稳定性分析
针对多级均质黄土边坡稳定性分析这一工程问题，给出了一种系统的分析方法。建立了多级黄土边坡整体破坏模式 下与局部破坏模式下坡脚圆、中点圆等可能的破坏机构；基于改进极限平衡法，推导出各破坏机构对应的边坡安全系数解析 式，进一步采用最优化方法来确定整体破坏模式下与局部破坏模式下各破坏机构所对应的边坡稳定安全系数极小值；给出了 系统地进行多级黄土边坡稳定性分析的流程来确定边坡的最小安全系数及临界滑移面。通过算例验证表明：该方法边坡稳定 性分析结果与传统条分法极为接近，两者最小安全系数相对偏差不超过−5%，确定的临界滑移面基本一致。该方法可广泛适 用各类多级均质黄土边坡乃至单级边坡，可对边坡稳定性分析达到全面精准的效果提供一定的参考。
阅读详情基于集对-组合赋权的填埋场失稳风险评价方法
我国填埋场具有高水位、高气压特征，现有规范和研究中虽提出了不同的稳定性评价指标和分级标准，但对指标权 重和综合风险评估缺乏系统性研究。为此，本文建立了涵盖填埋场几何构型、垃圾土抗剪强度、液气赋存情况和降雨四类七 个指标的填埋场失稳风险评价指标体系，通过参数敏感性分析实现 5 级分类（稳定、较稳定、基本稳定、不稳定、极不稳定）， 并采用集对分析构建指标联系度函数。采用指标重要性排序法，通过参数敏感性分析、工程失稳事故、文献关注度统计和博 弈论组合赋权，确定了评价指标的综合权重。最后，将指标综合权重与指标联系度函数耦合，建立了填埋场失稳风险综合评 价模型，并应用于一实际填埋场工程中，与现场实际监测数据结果一致，验证了评价模型的准确性和有效性。
阅读详情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。
阅读详情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。
阅读详情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。
阅读详情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。
阅读详情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。
阅读详情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。
阅读详情降雨型堆积层滑坡中长期预报中前期有效降雨量计算方法研究
降雨阈值是降雨型堆积层滑坡进行预警预报的关键性指标之一。合理的有效降雨量计算方法是获取精确降雨 阈值的重要手段，也是进行准确预警预报的前提。本文选取徐洼滑坡、王家坡滑坡、谭家湾滑坡以及土地湾滑坡 为研究对象，分别代表小型、中型、大型、特大型降雨型堆积层滑坡。首先分析降雨作用下降雨型堆积层滑坡的 变形特征。然后，引入“一个降雨过程”统一影响滑坡变形的降雨过程，结合“位移速率影响度”概念，设计一套前 期有效降雨量计算方法，并与传统的前期有效降雨量计算方法进行对比验证。结果表明：（1）小型、中型、大 型、特大型的降雨型堆积层滑坡的变形与降雨过程密切相关，进入蠕动变形阶段后，滑坡的累积位移曲线存在明 显的“阶跃”特征；（2）降雨型堆积层滑坡位移速率存在“滞后衰减”现象，单体滑坡的“滞后衰减”时间 T 近似为一 个固定值，并与滑坡的稳定性演化特征基本吻合；（3）结合“一个降雨过程”和“位移速率影响度”建立的考虑“滞 后衰减”的前期有效降雨量计算方法与滑坡变形持续时间和滑坡变形速率的契合度较好，在滑坡的预警过程中存 在明显的优势。
阅读详情地震作用下岩石动态力学参数估算方法探讨
岩体在地震作用下的动态力学参数是对岩石工程准确地进行地震稳定性分析的基础。在探究地震作用下岩 石材料合理应变速率基础上，利用动态力学试验与岩体力学参数的经验估算方法，讨论考虑地震作用的岩石动态 力学参数估算问题。结果表明：(1) 对于依托工程而言，相应的地震代表性应变速率为 10－2 ～5×10－2 /s。这一应变 速率范围介于准静态和传统上的“中等应变速率”之间。(2) 对动力学试验结果进行拟合时发现，强度包络线的形状并 不随着应变率的增加而变化，仅有强度包络线截距变化。基于此提出考虑动态应变速率的地震动态强度参数估算 经验公式，可在静态参数和应变速率的基础上估算考虑地震作用的动态强度参数。(3) 基于 Hoek & Diederichs 经 验公式，给出地震作用下岩体动态模量的估算方法。(4) 最终，结合岩体的地震动态强度参数与模量参数的估算 方法，提出考虑地震作用的岩石动态力学参数估算方法。并以白鹤滩水电站岩体为例，对这一方法进行了说明。
阅读详情建设期路堑高边坡地震稳定性评价方法及应用
路堑边坡除了在完成支护措施后需要满足工程稳定性要求以外，在建设过程中不 能发生大的失稳变形破坏。为了综合评价建设期路堑高边坡修筑过程的稳定性，提出一种地 震稳定性综合评价方法，分别分析整个施工过程中边坡的动力稳定性、塑性变形和框格梁破 坏，并对典型边坡案例的实际施工次序和推荐施工次序进行了计算。结果表明“一坡到底” 的施工方法在高烈度区更容易受到地震影响，发生大的滑动可能性显著增加。而采用“开挖 一级，加固一级”的方法发生滑动概率更小，框格梁的完整性能得到较好地保存。能为建设 期路堑高边坡地震稳定性评价提供重要的指导意义。
阅读详情香根草在边坡支护中的应用
斐济某供水工程有一土质边坡,土质以黏土及泥岩为主,在雨季极易造成塌方。 由于在当地种植有大量香根 草,拟采用香根草进行生态护坡。 为定量分析香根草在不同布根方式下对边坡的影响。 采用根土复合体直剪试验以及 极限平衡法对香根草加强作用进行分析研究,得到以下结论:1)香根草根系的存在明显提高了边坡的安全系数,有利于 边坡的稳定性;2)不同香根草根系的分布形式对边坡稳定系数有一定程度上的影响。
阅读详情黄河茨哈峡导流洞进口边坡稳定性综合评价及处置优化
复杂地质条件下边坡稳定性受结构面、岩体性质等因素影响明显，其准确评价对边坡施工安 全至关重要。依托黄河茨哈峡导流洞进口边坡施工工程，提出了一套综合赤平投影理论、二维极限平衡法 与三维极限平衡法的边坡稳定性综合评价方法。首先基于赤平投影理论定性地描述了具有复杂结构面的导 流洞进口边坡 4#倾倒体失稳块体；随后分别采用二维极限平衡法与三维极限平衡法对施工期逐层开挖过程 诱发边坡失稳风险进行了分析；最后根据“少开挖+强支护”的设计原则，从多方法综合评价和循环优化 的角度，提出将原破碎体全部挖除的大开挖方案优化为保留部分破碎体的小开挖方案，并从安全性与经济 性的角度对优化方案进行了评价。计算结果表明大开挖方案边坡稳定性安全系数约为 1.17~1.19，小开挖方 案安全系数约为 1.078，大开挖方案边坡安全性高于小开挖方案；在对小开挖方案进行支护优化后边坡稳 定性安全系数提高至 1.159~1.183，边坡稳定性由临界稳定变为稳定，支护优化效果显著。综合边坡开挖安 全性与经济性评价结果可见，所提“少开挖+强支护”边坡开挖方案符合相关规范安全控制标准，具有较 好的经济效益与工程价值，可为相关工程提供参考。
阅读详情基于极限平衡法的金川泄洪洞稳定性分析
以金川水电站泄洪洞进口边坡稳定性分析为目标，基于三维极限平衡法，考虑金川水电站泄 洪洞进口边坡附近的四组优势结构面之间不同组合形式和不同排列次序，利用赤平投影原理对优势结 构面进行定性分析并利用极限平衡法进行定量分析; 基于二维极限平衡理论和方法，对泄洪洞进口边 坡在开挖、蓄水、蓄水 + 暴雨 + 设计地震、蓄水 + 暴雨 + 校核地震 4 种工况下的稳定性进行分析。计 算结果表明，三维稳定性分析中楔形体按倾向和倾角分别为 336°∠60°、75°∠33°和 237°∠65°的结构 产状组合时，所产生的楔形体在开挖、饱水、设计地震、校核地震四种工况下的安全系数最低达到 1. 90，但仍符合设计规范要求。二维稳定性分析中，在蓄水 + 暴雨 + 校核地震工况下，边坡安全系数 最低达到 1. 368，开挖扰动后变形体的强度能满足工程要求。对比两种分析方法，三维稳定性分析得 出的安全系数均大于二维稳定性分析得出的安全系数，说明二维极限平衡法计算的结果更加偏于安 全，但是同时也会增大工程的造价。
阅读详情污染土壤高压旋喷修复药剂迁移透明土试验及数值模拟
高压旋喷技术近几年开始应用于污染土壤修复，对所 注入药剂的迁移扩散规律尚不明确，导致工程实践中缺乏可 靠依据，同时为克服常规试验测试手段的不足，使用透明土 材料开展了污染土修复药剂迁移的室内试验和数值模拟。 在考虑分子扩散、机械弥散、对流等耦合情况下，建立了探究 药剂在土壤中迁移特性的对流⁃弥散模型。研究结果表明：透 明土试验技术能够直观地显示药剂迁移过程，可以应用于污 染土修复药剂迁移特性的研究。在不同土壤压力条件下，存 在最佳泥饼高度；相同土壤压力，泥饼高度越高，同一位置处 浓度最大值越小；泥饼高度的选取关系到高压旋喷参数的设 定，对修复效果及效率有重要影响。药剂的迁移以竖向迁移 为主，水平向迁移不明显，因此为保证药剂以较高的浓度迁 移至泥饼边缘，应使药剂在泥饼间隙水平方向上分布有较高 且均匀的初始浓度。
阅读详情重庆小南海滑坡原始地形恢复及滑坡体体积计算
重庆黔江小南海崩塌滑坡发生于 1856 年，属于历史地震诱发滑坡。由于无法获取震前的 遥感影像及 DEM 数据，只能依据相邻地区地貌类比、数值模拟等推测滑坡发生前的原始地貌形态。 文中通过野外实地调查和无人机航拍、水域密集人工测深等方法获取了小南海崩塌滑坡体及相邻地 区的高精度 DOM 影像( 数字正射影像图) 和 DEM 数据。选取相邻地区未发生崩塌滑坡的 2 类地貌形 态作为参考，利用 MATLAB 软件进行高程曲面拟合，对崩塌滑坡的原始形态进行恢复; 采用 Geostudio 软件判断在地震动作用下 2 类山体原始形态的边坡稳定性，推测崩塌滑坡前山体的原始形态为 高耸陡立、坡度为 70° ～ 80°的陡坡; 并收集整理小南海堰塞坝 2 条测线、11 个钻孔的钻井资料，通过 钻井资料显示的谷底地形对恢复的河谷原始地形的可信度进行验证。最后，对拟合恢复的小南海山 体原始 DEM 数据与滑坡后当前 DEM 数据进行填挖方计算，以估算崩塌滑坡体的体积，并对分析结 果进行探讨，最终认为挖方计算的结果较为可信，滑坡体的体积为 4. 3×107 m3 。
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