应用案例 · 第 31 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 31 页。
基于改进极限平衡法的非饱和边坡稳定分析
研究目的: 极限平衡法是非饱和土边坡稳定分析最为常见的方法之一，但由于降雨入渗时边坡的渗流场 是瞬态的，这导致很多工程在使用极限平衡法进行边坡稳定分析时常常使用了错误的有效应力及剪切强度。 本文以合福铁路古田北站的非饱和土边坡为研究对象，在改进极限平衡法、室内试验及数值模拟的基础上进 行降雨入渗对非饱和土边坡稳定性的影响规律研究。 研究结论: ( 1) 降雨量、降雨频率、降雨时间与非饱和土边坡的瞬态渗流场、有效应力场及边坡稳定安全 系数密切相关; ( 2) 通过计算确定古田北站非饱和土边坡失稳发生在 5 月份，这与边坡实际失稳的时间吻合; 计算确定的边坡滑移位置与边坡实际滑移位置也相同; ( 3) 数值分析结果表明，采用改进的极限平衡法来预 测非饱和土边坡的稳定性是有效的，可以作为施工方案的依据。
阅读详情古建筑基座渗漏监测及诱因分析
为研究某古建筑基座渗漏特征及其诱因，采用现场调研、水分场原位监测、室内试验和数值分析方法，针对基座水 分场开展了系统研究，深入分析了基座渗漏病害根源、降雨期间基座内部水分场的时空分布特征和水分迁移规律。结果表明， 古建筑基座渗漏的根源是降雨影响，与基座外侧的花坛浇灌用水无关，基座顶部以下 2.0 m 范围内易于受到降雨的影响，且水 分有由基座顶部向基座底部迁移趋势，揭示出：基座顶部的海墁以下防渗层可能失效，基座内部夯土可能形成渗流通道；在 2 个水文年内，基座外墙以内的 3.0 m 范围内夯土基本达到饱和，易受到降雨影响而出现泛碱、掉皮、渗漏等现象，10 个水文年 后水分向基座劵门拱圈部位夯土迁移，并形成稳定水分场，在渗透压力下劵门拱圈部位形成流痕和墙皮脱落现象；通过多手段 综合分析，能够深入了解基座病害的演化规律和形成机制，为类似古建筑基座的防渗漏修复措施的确定能够提供科学的参考。
阅读详情道路开挖位置对边坡稳定性影响的数值模拟
公路边的滑坡崩塌在中国西南地区是常见的一类地质灾害。道路的开挖一方面改变了边 坡原有的地表形态，形成了新的较陡的边坡，如果缺乏保护措施，新的陡坡很容易失稳，从而形成以 滚石或浅层滑坡为主的边坡破坏。另一方面，道路开挖有可能会改变原有坡体的结构，降低坡体的 安全系数，引起较大规模的滑坡，造成更为严重的灾害。因此，坡体开挖的位置对其稳定程度会产 生一定的影响。文中以岩质边坡为例，在建立边坡模型的基础上，采用二维极限平衡数值模拟方法， 分析了道路开挖位置对整体边坡稳定性的影响; 同时，对加载地震作用的边坡稳定性也进行了模拟 分析。研究结果表明，对于有潜在滑动面的坡体，在不同位置进行开挖对坡体稳定性的影响是不同 的: 在坡脚处或接近滑动面滑出位置开挖道路，将减小阻滑力而导致整体稳定性降低; 在接近坡顶 处开挖道路则会因卸载坡体物质而提高整体稳定性。合理的开挖位置与坡体坡度有密切关系，在不 降低整体安全系数的情况下，坡度较陡的坡体，其开挖位置相应要高一些。无论坡体角度大小，地 震作用能够显著降低边坡的稳定性。
阅读详情基于位移比模型的三峡库区云阳县域内蠕变型滑坡降雨预警
建立高效合理的区域滑坡灾害降雨预警模型对滑坡防治具有重要意义 . 然而以往的研究多侧重于临滑预警，对蠕变 型滑坡在强降雨工况下的短暂加速变形的预警研究还有待深入 . 以三峡库区云阳县域内滑坡为例，首先根据滑坡地表位移监 测数据的特点对统计样本进行合理筛选 .再通过降雨因子与滑坡发生的相关性分析以及对滑坡在降雨条件下位移变化情况的 数值模拟，确定了适用于不同时间阶段的降雨统计变量 . 然后将考虑了滑坡规模特征的滑坡位移比（累计位移与滑坡纵长之 比）作为变形指标，分时段统计滑坡地表位移监测数据与历史降雨信息，建立了日降雨数据与月位移数据的对应关系，得到了 可用于确定降雨量阈值的位移比模型，并获得了云阳县蠕变型滑坡的五级预警分区 .最后分别选用研究区滑坡险情实例、长年 位移监测数据及极端降雨事件对模型预警效果进行检验 .结果显示基于专业监测数据的位移比模型的滑坡降雨预警结果与实 际情况相符，可为蠕变型滑坡的预警预报提供依据 .
阅读详情考虑参数空间变异结构的结构化交叉约束随机场模拟方法研究
斜坡岩土体抗剪强度参数的空间变异性具有一定的结构性。为研究岩土体参数空间变异结构对边坡失效概率的影响， 依据变异函数的内涵推导出变程与相关距离的数学变换关系，并在此基础上提出了结构化交叉约束随机场模拟方法，用以模 拟具有互相关性的参数随机场。建立了结构化交叉约束随机场计算模型，研究不同空间变异结构的抗剪强度参数对边坡失效 概率的影响。研究结果表明：结构化交叉约束随机场可用于生成模拟具有复杂各向异性空间变异结构的参数随机场，由于考 虑了随机偏差、条件数据和空间变异结构，能较为真实地反映地层实际参数，数据波动较条件参数插值场小。可靠性分析结 果表明：不考虑抗剪强度参数空间结构分析易高估边坡的失效概率；考虑 c′和 φ′互相关性时，失效概率随着相关系数的增加 而增加，当参数间呈负相关性时更容易高估边坡的失效概率。
阅读详情降雨对隧道浅埋段施工力学效应影响研究
降雨入渗对隧道浅埋段洞室稳定性有着重要影响。文章依托京沪高速济南连接段老虎山隧道，首先 采用数值模拟方法分析了降雨条件下隧道洞口浅埋段渗流场演化规律；在此基础上，通过流固耦合数值模 型对不同降雨入渗时间下双侧壁导坑法施工过程中围岩应力、支护结构受力变形特征进行研究，得出以下 结论：降雨对洞口 40m 范围隧道影响较大，入渗形成的地下水位线贯穿隧道洞身，其中土石交界处孔隙水 压力值较大；降雨入渗使得围岩应力、支护结构变形增大，支护结构压应力增大、但拉应力减小；其中降 雨结束时影响最大，降雨结束 20d 左右影响基本消除。
阅读详情邻近水体多层地基深基坑整体稳定分析
针对基坑工程中渗流作用下基坑整体稳定性分析这一难点，在考虑基坑邻近水体水位变化及其非稳定渗 流的基础上，同时考虑连续墙的影响，对常规边坡临界滑动场法进行改进，提出邻近水体多层地基深基坑整体稳定 分析方法。以合肥地铁 1 号线大东门站基坑工程为依托，分析了邻近水体水位变化及其渗流作用下基坑开挖过程 中整体稳定性变化，并与圆弧滑动法计算结果进行比较。结果表明: 该方法可搜索出任意形状危险滑动面，相比于 传统设计方法假定圆弧滑动面更合理，计算结果也更可靠; 渗流作用是影响邻水基坑整体稳定性的主要因素之一， 渗流场的变化会造成滑动面位置的改变。
阅读详情湿干循环下膨胀土渠道边坡的破坏模式及稳定性
针对北疆地区膨胀土渠道因季节性通水导致的边坡失稳破坏问题，通过建立简化地质条件的离心模型试验，得 到了湿干循环下膨胀土渠道边坡的变形及破坏特征，提出了由渠道通水、停水引起的湿干循环下膨胀土渠道边坡的破坏 模式；在此基础上，利用 GeoStudio 软件分析了不同裂隙分布形式对膨胀土渠道边坡渗流特性及稳定性的影响。结果表 明：运行过程中渠基膨胀土开裂是引起渠道边坡发生浅层失稳破坏的决定性因素；渠道因季节性通水造成的湿干循环作 用下膨胀土渠道边坡破坏模式主要由“子土块”剥落破坏及“后缘张拉裂隙的扩展”2 种破坏相互混合叠加构成。对比 数值模型中不同后缘裂隙深度下渠坡的安全系数可知，当裂隙贯穿区深度为 0.5 m 时（工况 1），对应的安全系数下降幅 度约为 60%，但此时的安全系数仍较大，渠坡可视为稳定；而当裂隙贯穿区深度继续增加至 1 m 时，渠道的安全系数下 降幅度达到约 74%，此刻的安全系数接近一级安全等级阈值（1.25），渠坡虽仍为稳定，但已经具备了失稳的可能。边坡 的浅层破坏主要由“子土块”剥落模式决定，而后缘张拉裂隙的扩展对渠坡的失稳起到促进作用。此外，数值模拟结果 还显示裂隙的存在加剧了坡面表层土体的孔压波动，易造成表层“子土块”的剥落。研究成果为进一步揭示季节性通水 诱发的膨胀土渠道灾变提供了参考依据。
阅读详情一个简化的土水特征曲面模型及其在非饱和 渗流分析中的应用
土体变形对土水特征曲线（SWCC）的影响显著，采用初始孔隙比作为变形指标，利用 VJ Tech 固结仪对粉质 砂土进行 SWCC 曲线的室内试验，研究了不同初始孔隙比对 SWCC 的影响。试验结果表明：不同初始孔隙比对 SWCC 的影响在低吸力范围比较显著，在高吸力范围则不明显。通过将孔隙比引入到与进气值有关的模型参数中对 Fredlund-Xing 模型进行了修正，建立了不同孔隙比影响下的基质吸力–含水率–孔隙比空间的土水特征曲面模型，即 SWCS 数学模型，并采用所提出的 SWCS 模型来预测土体变形后渗透系数的变化。采用所提出的 SWCS 模型分析了坝 体心墙的压实程度对防渗效果的影响，模拟结果表明：当心墙的压实程度不同时，同一时刻心墙截面的流量与主要受 饱和渗透系数支配，即与 e3 /(1+e)成正比。
阅读详情强降雨条件下具有张裂缝边坡临界滑动场
降雨持时较长且雨强较大时，雨水的入渗不仅会增大孔隙水压力，且易使张裂缝充水形成静水压力，对边坡稳定不 利。结合降雨条件下饱和-非饱和渗流分析，考虑降雨过程中的瞬态孔隙水压力场与瞬态强度场，并同时考虑张裂缝充水时 的静水压力，对边坡临界滑动场法进行改进，提出降雨条件下具有张裂缝边坡临界滑动场数值模拟方法，且对其进行了验证。 将该方法用于一个典型均质黏土边坡算例，结果表明，（1）文中方法可考虑张裂缝具体位置、深度及其充水状态下对边坡稳 定性的影响，并能搜索出任意形状危险滑面，计算结果合理可靠；（2）降雨条件下张裂缝中静水压力对边坡稳定性及滑面形 状有较大影响；（3）降雨条件下张裂缝位置对边坡稳定有较大影响，距坡肩越近，张裂缝对边坡稳定性影响越大；（4）张裂 缝处在最不利位置且充水时存在一个最不利深度。
阅读详情水库滑坡位移与水动力耦合预测参数及其评价方法研究
针对库水涨落诱发滑坡致灾机理，在系统分析水库边坡位移与库水位变化规律及其相互作用关系的基础 上，运用弹塑性力学基本原理，提出了以库水位下降引起的边坡下滑动力增量作为边坡的加载动力参数，以相应 边坡位移变化量作为边坡位移响应参数，以此确定水库边坡库水动力增载位移响应比参数并建立预测模型。运用 动力增载位移响应比预测模型对三峡库区典型水库滑坡-黄土坡滑坡关键部位监测点进行了动力增载位移响应比 计算，并采用 Geostudio 软件对该滑坡稳定性进行了数值模拟分析。该滑坡的位移响应特征与稳定性演化规律表 明，该滑坡关键变形部位的动力增载位移响应比参数变化规律与其实际位移与稳定性演化规律基本吻合。研究结 果表明了动力增载位移响应比参数是水库滑坡有效的位移动力评价参数，可运用该参数及其评价方法对水库滑坡 进行稳定性分析与评价。
阅读详情降雨入渗条件下新型路面排水系统性能研究
为实现路面结构快速有效排水，基于非饱和渗流理论，提出采用复合土工合成排水材料的新 型路面排水系统，该系统由三部分组成，从上而下依次为水力传导层、毛细防渗层和隔离层。开展 了新型路面排水系统模型试验和数值模拟分析以研究降雨入渗条件下新型路面排水系统性能；模 型试验通过在路面结构的基层和路基分别设置张力计，实时监测基层和路基基质吸力变化；采用控 制变量方法，建立考虑非饱和渗流的数值分析模型，分析新型路面排水系统设置位置、厚度、坡度对 排水性能的影响。研究结果表明：新型路面排水系统可将入渗水快速有效排除，基层材料在试验过 程始终处于非饱和状态，并在降雨停止后第１０ｍｉｎ基层的基质吸力开始回升；新型路面排水系统 能够防止水下渗至路基，降雨过程中路基土的吸力始终保持在初始吸力值；采用新型路面排水系统 时，基层体积含水率在降雨过程中不断上升但未达到饱和体积含水率，在降雨停止后基层体积含水 率呈现小幅下降，路基体积含水率则保持不变；在面层和基层之间、基层和路基之间均设置新型路 面排水系统更有利于控制基层吸力和体积含水率；增加新型路面排水系统厚度和坡度可在一定程 度上减小基层材料的含水量，提高基层承载比；研究成果可为新型路面排水系统工程应用提供理论 依据。
阅读详情腐蚀离子环境中盾构隧道衬砌结构侵蚀劣化机理
为揭示外水压与周围腐蚀离子环境长期耦合作用下盾构隧道衬砌结构侵蚀劣化机理，对压力 渗透下管片混凝土多孔介质渗透深度与离子侵蚀运移进行理论解析，建立管片接头离子侵蚀对流－ 弥散运移数值模型，在一维渗流状态下验证了考虑压力渗透作用的腐蚀离子侵蚀理论的合理性，并 建立可考虑压力渗透、离子对流－弥散运移以及管片接头非连续的盾构隧道衬砌结构离子侵蚀数值 模型，重点分析了整环管片衬砌结构侵蚀劣化规律。结果表明：水压力的存在对海水渗透具有促进 作用，外水压力越大，对海水渗透效果越显著；外水压力的增大将导致氯离子含量的增加，外水压力 越大，同一位置累积到相同离子浓度所需的累积时间越短；管片接头处离子含量分布具有局部集中 的特点，整环管片衬砌结构离子侵蚀大小关系为拱顶＜拱腰＜拱底；服役初期仅管片接头附近外排 钢筋出现锈蚀，而后出现外排钢筋整体性锈蚀，体现出不均匀锈蚀的特点，且随着服役时间的延长， 外排钢筋不均匀锈蚀差异减小。
阅读详情台风暴雨条件下滑坡地下水渗流特征及成因机制
台风暴雨常引发大量的滑坡灾害，造成生命财产损失，因而研究台风暴雨条件下滑坡地下水渗流特征及成因机制对滑 坡的防治、预警预报具有重要意义．以浙江省中林村滑坡为例，采用有限元数值方法，模拟了台风暴雨的两种常见工况（工 况 １：等强度降雨；工况２：渐变强度降雨）下滑坡地下水的暂态渗流场及稳定性．结 果 表 明：两种工况条件下，滑坡地下水渗流特 征基本相同，地下水位响应迅速，地下水位位于强风化和中风化接触面附近，且在坡脚形成溢流；但是工况１较工况２地下水 水位上升速度快、幅度大；滑坡稳定系数与地下水水位及降雨强度等密切相关，在高强度降雨条件下，随地下水水位上升稳定 系数快速下降，水位稳定以后，稳定系数下降速度减缓；中林村滑坡为典型的滑塌－拉裂－蠕滑缓动型变形破坏模式，台风暴 雨引起斜坡岩土体地下水水位上升，基质吸力降低和孔隙水压力增加是其发生变形破坏的主要原因．本文所得结论能够为东 南沿海地区台风暴雨诱发滑坡的预测预报与防治提供理论支持．
阅读详情膨胀土侧向膨胀力及其对重力式挡墙的作用
为研究不同上覆荷载作用下的膨胀土侧向膨胀力及其对重力式挡墙稳定性的影响，在常规固 结仪基础上，设计了一种侧向膨胀力试验装置和方法，揭示广西百色膨胀土侧向膨胀力随上覆荷载 的变化规律；通过湿热气候长期作用下膨胀土路堤含水率变化的数值模拟，并结合侧向膨胀力试验 结果，获得了路堤重力式挡墙静止时墙背侧向膨胀力随时间和深度的变化规律；根据试验间接得到 的侧向膨胀力与侧向膨胀率的关系，分析了侧向膨胀力随墙后土体侧向膨胀量的变化及其对挡墙 稳定性的影响。研究结果表明：在侧限和无荷条件下膨胀土浸水后仍会产生一定侧向膨胀力；上覆 荷载在０～５０ｋＰａ，侧向膨胀力随其增大而显著增大，且大于相应上覆荷载；上覆荷载大于１００ｋＰａ 后，侧向膨胀力增幅变小并趋于稳定；上覆荷载增至恒体积竖向膨胀力时，侧向膨胀力达到最大；湿 热气候长期作用下，膨胀土路堤挡墙墙后土体含水率逐年增加，静止挡墙墙背侧向膨胀力的合力逐 渐增大，作用点下移；第５年含水率变化趋于稳定，侧向膨胀力沿墙背分布近似为抛物线规律，其合 力为静止土压力的３倍，作用点位于墙背中部；在侧向膨胀力的作用下挡墙会被水平推移２．０ｃｍ； 若容许墙后膨胀土发生２．６ｃｍ 的侧向膨胀，可极大减小侧向膨胀力，使挡墙满足规范对其抗滑和 抗倾覆稳定系数的要求。
阅读详情leapfrog 对某矿区各锌矿体的圈定简析
用 leapfrog 对某矿区圈定矿体实体模型，并对矿体模型进行距离幂次反比法估算资源量。资源量分级据钻孔与 矿体相交点的距离进行划分，小于 160m 的圈成探明资源量，160 至 320m 的圈成控制资源量，320 至 640m 的圈成推断资 源量 ；工程间距无限外推即采用见矿工程点向外平推 80m 圈成推断资源量。本次资源量估算范围除了北矿带东段采矿 权外还新增了Ⅱ区的矿体。本次收集的品位表格中总共有 2623 个样品具有 Zn 品位值，但对应具有 Pb 品位值得样品只 有 1144 个样品。由于 Pb 的数据很少，所以本次只对 Zn 矿体进行实体圈定并估算资源量，边界品位采用矿山生产的边 界品位，即 Zn 的边界品位为 0.6%，Pb 品位未参与实体圈定和资源量估算。
阅读详情“一桩两用”新型支护结构在某深基坑支护中的 应用分析
兰州地区某深基坑工程，周边环境复杂施工空间小，针对主楼基础桩已施工且地下车库后开挖的特殊情况 下，提出将临近已施工多排基础桩作为地下车库基坑支护桩的构想，并建立了相关的理论计算模型。计算基坑开 挖过程中这种新型支护结构的内力及变形。同时，借助有限元验证了计算模型的可靠性并与现场实际监测数据进 行对比分析。结果表明，“一桩两用”新型支护形式能极大的节约场地空间；基础群桩作为多排支护桩时能更有效 的控制土体位移及围护结构变形；与传统的桩锚支护结构相比，该新型支护结构更加经济节约，避免了单纯意义 上大量支护桩的施工，有效地节约了时间和材料成本，成功的做到了“一桩两用”，充分体现了该新型支护结构巨 大的优越性，可为本地区同类深基坑工程支护提供一定的借鉴和参考。
阅读详情DMC复合地基工后沉降可靠性分析及设计优化
针对确定性分析方法进行水泥土搅拌桩 (DMC) 复合地基工后沉降控制存在一定风险的问题，基于 Monte Carlo dropout 神经网络 (ANN_MCD) 架构的随机变换，利用模型输出随机性表征土体参数的不确定性. 结合有限元 与代理模型，开展考虑土体参数不确定性的 DMC 复合地基工后沉降高效计算，获得不同桩长、桩径、桩间距、垫 层厚度参数组合下的工后沉降概率分布. 以路基正常使用极限状态下的目标可靠指标，确定工后沉降界限值，建 立沉降与地基处理成本的非线性映射关系，结合成本效能指标进行结构设计优化. 研究表明，ANN_MCD 模型可 以依据地基软黏土塑性指数 Ip，推演修正剑桥模型参数的不确定性，预测参数的 95% 置信区间与试验值吻合良 好. 利用土体与结构参数独立进行特征提取的双输入层 ANN 代理模型，可以有效地避免网络结构冗余，实现 DMC 复合地基工后沉降 S 的高效高精度预测. S 与最低建造成本符合 Logistic 曲线形式，成本效能分界值 Cv 位于 曲率最大点，设计优化方案应位于成本≤Cv 的高效费比区.
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