• 强降雨对库岸堆积体边坡稳定性影响的离心模型试验和数值模拟研究

  堆积体广泛分布于我国西南大江大河的河谷地带，在降雨条件下其稳定性直接关系到大坝的安全稳定。设计了水库 库岸堆积体边坡强降雨离心模型试验系统，开展了强降雨诱发库岸堆积体边坡失稳离心模型试验，对降雨作用下滑坡地质演 化及灾变过程进行研究。基于试验结果，进一步开展数值模拟研究，分析了满库容不同降雨强度下强降雨对不同库水位及堆 积体渗透性的边坡稳定性影响。结果表明：水库蓄水阶段堆积体边坡前缘在浮托力和泡水软化作用下造成抗滑力下降。但指 向坡体内的渗透压力对坡体起到加固作用。两种竞争机制作用下产生的后缘细微裂缝对降雨阶段边坡变形发展产生重要影 响。降雨主要造成坡表侵蚀及径流，少部分从裂缝入渗造成后缘浅层下沉。若不加处理，则边坡有可能发生推移式整体破坏。 因此，库岸堆积体边坡后缘裂缝的处置是地质灾害防治的关键。

  2024-12-05 iGeo

• 基于修正统一硬化模型的超固结非饱和红黏土边坡稳定分析

  在降雨和水位升降的联合作用下，库岸边坡易发生滑塌现象。采用理想弹塑性 Mohr-Coulomb 准则，在干湿循环作 用下，分析库岸边坡的稳定性，难以反映边坡土的超固结消散等复杂力学特性。以江西省新干航电枢纽库岸边坡为背景，针 对弱超固结非饱和红黏土，开展非饱和直剪试验，采用反正切函数，描述吸力应力与基质吸力的数学物理关系，提出红黏土 的超固结非饱和统一硬化（unified hardening, UH）模型。然后，在 UH 模型的基础上，采用 C++语言，开发 FLAC3D 的应 用程序；利用 GeoStudio 软件的 SEEP/W 模块，计算降雨入渗的非饱和渗流场；编写接口程序，导入 FLAC3D，开展库岸边 坡的稳定性计算。库岸边坡的水平位移明显大于经典的非饱和理想弹塑性模型计算结果，结果表明，修正 UH 模型能够合理 地预测超固结非饱和红黏土库岸边坡的稳定性，为同类库岸边坡工程稳定性分析提供了参考。

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• 铜山口铜矿露天采场边坡平面破坏研究

  为了得到铜山口铜矿露天采场南边坡与西边坡的稳定性，采用 ＲｏｃＰｌａｎｅ２．０分析软件对边坡台阶进行 了平面破坏稳定性研究。研究结果表明：１）受力在Ｉ～Ⅵ条件下，边坡的安全系数依次降低；在张裂缝、爆破振动力 与地震力影响因素的控制对比下，地震力对边坡稳定性的影响较大。２）南边坡与西边坡台阶高度为１２ｍ，坡面角 ≤７５°时，６种受力情况边坡的安全系数均大于许用安全系数，边坡台阶不会发生平面破坏；台阶高度为２４ｍ，坡面 角≤７５°时，６种受力情况边坡的安全系数均大于许用安全系数，边坡台阶不会发生平面破坏。３）建议在台阶并段 开采（２４ｍ）时，其台阶的坡面角为７５°。研究结果可为矿山安全生产设计提供参考。

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• 深部构造地应力对巷道稳定性影响研究

  为了解决深部巷道围岩稳定性问题，研究了深部构造地应力对巷道围岩稳定性的影响。 采用套孔应力解除法对锦丰金矿深部地应力进行了实测，结果显示: 其应力场属于构造应力场类 型，最大水平主应力与垂直地应力比值达到 1． 5。基于地应力分布特征，采用 Rocscience 公司开发 的 Phase2 软件进行数值模拟和现场观测等，研究了构造应力对巷道稳定性的影响。研究结果表 明: 巷道未加固时，巷道最大位移处位于巷道两帮和底板中央处，最大位移量为 0． 14 m，巷道塑性 剪切破坏区半径为 1． 5 m; 采用 Phase2 软件进行支护参数优化，确定最终支护方式和参数。该研究 结果对矿山深部巷道支护提供了一定的理论依据。

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• 强降雨下土质边坡稳定性分析方法

  为分析强降雨下土坡稳定性，基于平面应变问题，选择弹塑性本构模型，采用 Ｍ－Ｃ准则的一种等效形式 表示土的变形性质，分别采用水的状态变量、应力的状态变量描述系统的渗流状态、变 形 状 态；建立降雨入渗模 型、饱和－非饱和渗流场的连续渗流控制方程并给出定解条件；引入基质吸力模型，坡脚设置零孔压排水边界以避 免模拟渗流场与实际渗流场间差异过大；给出降雨附加重力、降雨附加渗透力的计算方法，提出边界条件 施 加 方 法、计算域截取剖分原则；采用有限元强度折减方法判别土坡稳定性，验证强降雨下土坡稳定性分析的有限元数 值模型与相应的计算程序ＳＢｓｒｍ。

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• 有限元局部强度折减法在砂泥岩互层边坡中的应用

  常规的有限元强度折减法是对边坡的所有岩土体材料进行全局折减，实际上边坡的材料折减并不是同时折减的。基于 Phase2 软件，分别采用了全局强度折减法和局部强度折减法对一典型砂泥岩互层边坡进行计算分析。结果表明: 当采用有限元局部 强度折减法时，砂岩和泥岩接触面发生的变形最大，最大剪应变也最大，坡体极易从该潜在滑移面发生破坏，符合实际工程情况，同 时，采用极限平衡法对其进行稳定性分析，得到的稳定性系数相近。

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• 川东缓倾红层中降雨诱发型滑坡机制研究

  四川盆地东部广泛分布着砂泥岩交替的缓倾红色地层，该类地层的倾角一般只有 3°～10°，远小于层面或层 间软弱面的内摩擦角。理论上，在该类地层中发生顺层滑坡的可能性较小。但实际上，川东红层中降雨诱发型顺 层滑坡频发，给当地人民的生命财产安全造成极大的威胁。以四川省达县青宁乡滑坡为研究对象，通过现场调查 与勘查建立滑坡地质模型；定性和定量分析滑坡发生前坡体内地下水渗流场和静水压力分布特征；在此基础上计 算坡体在降雨作用下的稳定性变化；并通过环剪试验研究滑带土受滑体剪切过程中孔隙水压力和剪切强度变化特 征。研究显示，川东缓倾红层滑坡是坡体内静水压力和滑带土剪切强度降低共同作用的结果。降雨入渗引起的水 平推力和浮托力启动滑坡变形和缓慢滑动；滑带土受到滑体剪切，其孔隙水压力急剧上升，剪切强度急剧下降， 最终导致滑体的急剧滑动。另外，研究认为久雨之后暴雨是滑坡发生的必要条件。研究结论具有一定的创新性， 可以对川东红层缓倾角滑坡的预测预报与防治提供理论支持。

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• 基于蒙特卡罗边坡稳定二元体系的建立与应用

  边坡是一个具有明显不确定性、模糊性和时变性的系统，安全系数及可靠度理论在边坡稳定评价上各有优缺点。二 元体系是基于确定性指标（安全系数）和不确定指标（可靠度）建立的边坡稳定综合评价指标体系，兼有二者的优点，具有 重要的理论意义和实践价值。考虑到边坡材料指标具有区间分布及稳定边坡的安全系数不能小于其临界值的特点，对纯数学 理论模型进行修正，提出了一种更加符合工程实际的边坡稳定二元评价体系，同时选取蒙特卡罗模拟法，将该二元评价体系 融入 GeoStudio 软件，借助 GeoStudio 软件强大的计算能力，形成一套完整而高效的边坡稳定二元指标分析方法。采用该方 法进行了降雨条件下花岗岩残坡积土边坡稳定性分析，得出了有益的结论，验证了该方法的可行和高效。

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