鲁地拉水库涛源金沙江大桥段库岸稳定性评价

以鲁地拉水库涛源金沙江桥段库岸稳定问题为研究对象,基于历史库岸调查,结合两段法塌岸宽度预测经验公式与再造库岸边坡稳定性极限平衡法计算,综合评价库岸稳定性,所得主要结论如下:(1)涛源金沙江大桥大理岸历经多期内外动力地质作用,当前及未来一段时期趋于稳定。(2)涛源金沙江大桥大理岸塌岸预测宽度40~89 m,当前库岸到结构最小距离150 m,不会威胁到桥梁建构筑物。(3)涛源金沙江大桥永胜岸不存在库岸问题。(4)两岸自然边坡和再造库岸边坡在自然、降雨和地震工况下均满足工程稳定性要求。同时需要注意水稳定性较差砂层的切穿暴露;管理好工程弃渣,避免大规模改变现状库岸。     

涛源金沙江大桥宾川岸岸坡的长期稳定性研究

拟建涛源金沙江大桥位于鲁地拉水电站水库库区内,库水的存在必然影响桥基岸坡安全的稳定。以大桥宾川岸桥基岸坡为对象,在基于现场试验、工程类比和反分析确定边坡岩土体参数的基础上,开展了岸坡再造的塌陷宽度预测及库岸再造后边坡的稳定性分析。研究结果表明:(1)库岸再造宽度为40 m,小于桥梁主塔距库岸边缘距离(150m)。因此,主塔远在库岸再造影响范围之外;(2)库岸再造后的边坡,在自然和地震水位分别骤降5和10 m,其稳定性都达到工程稳定性要求。因此,库岸再造后的坡形就是稳定坡形。研究成果对大桥建设提供指导性建议和意见。     

基于COMSOL的不同库水位条件下土石坝坝坡稳定性分析

由库水位变化引起的渗透破坏是造成土石坝失稳的主要原因之一,坝体滑坡极易诱发地质灾害,严重威胁人类生命财产安全。针对库水位上升对土石坝坝体滑坡的影响,以某均质土坝为研究背景,借助COMSOL Multiphysics数值软件研究坝坡临界失稳状态下的塑性区和水平位移变化,基于有限元强度折减法分析正常蓄水位、设计洪水位和校核洪水位3种工况下的坝坡稳定性。结果表明：随着库水位上升,土石坝内部浸润线位置提高,坝体的最大塑性应变和水平位移呈线性增大趋势,且最大值均出现在坝脚位置。坝脚处塑性区随折减系数SRF的增大逐渐向坝顶贯通,坝坡变形行为以剪切滑移为主。3种工况下稳定安全系数FOS分别为1.894、1.855和1.831,坝体稳定性不断降低,但均高于临界最小安全系数。     

库水位升降对某均质土坝坝坡稳定

利用非饱和非稳定渗流理论,计算了某均质土坝在库水位升降条件下的渗流场。设计了从0m开始蓄水到45m正常蓄水水位的计算工况,水位上升速度分别为2m/d和1m/d;从45m正常蓄水水位分别以速度4m/d、2m/d和1m/d下降到5m最低水位的泄水条件下的计算工况。在此基础上,分析了各工况下最不利的库水位上升下游面、库水位下降上游面坝坡的稳定性,考察了滑动面几何特性的时空演化规律和安全系数随水位升降速度的变化,为调水管理提供了参考。     

基于蒙特卡罗法泥面加坝坝坡稳定分析

常规的定值安全评价方法由于没有考虑到各种设计变量的变异性,因此安全系数的大小并不能准确地反映工程的安全程度。采用蒙特卡罗法从破坏率的角度分析了苏家沟水库土坝的滑动失稳风险,结果表明：在设计洪水位1870.92 m时,计算剖面上游坝坡滑动失稳风险率为0.000012%,上游坝坡稳定性比较好,除险加固措施合理;最危险水位出现在泥面以上坝高的1/4附近,在该水位以上随着水位的升高,上游坝坡滑动失稳风险率逐渐减小;且随着水库的淤积,上游坝坡稳定性不断提高。     

块体理论在拱坝坝肩边坡抗滑稳定性分析中的应用

在水电站坝肩边坡的施工过程和运行过程中,由于岩体天然状态遭受到破坏,伴随着边坡开挖及大坝运行,相应的产生整体或部分块体移动,出现不稳甚至破坏效应,给施工和大坝的正常运行带来严重威胁.以万家口子水电站拱坝坝肩边坡为例,通过对坝肩边坡发育的结构面空间组合形式进行分析,找到可能存在的关键块体,采用三维极限平衡分析方法,计算各关键块体在施工期和运行期正常工况、降雨工况、地震工况下的稳定性安全系数,根据拱坝坝肩边坡的设计标准,评价各关键块体的稳定性,并针对坝肩存在的不稳定块体,给出了锚索加固的建议方案.     

象鼻咀沥青混凝土心墙堆石坝坝坡稳定性分析

为了系统研究我国西南地区砂岩石渣料沥青心墙坝的坝坡渗流稳定,以象鼻咀沥青混凝土心墙堆石坝为例,基于室内坝料性能试验提供的力学参数指标,采用极限平衡法计算分析了象鼻咀沥青心墙坝在不同运行工况下的坝坡稳定,结果表明:坝坡破坏以深层贯通滑动为主,建议采用非线性强度指标进行坝坡稳定性计算;在所有运行工况下,上、下游坝坡的稳定安全系数均大于规范最小要求值,满足规范要求;堆石料渗透性好,水位骤降工况下无潜水位滞后现象。研究成果可供西南地区沥青心墙坝的设计和施工借鉴和参考。     

不同排水方案下均质土坝渗流及坝坡稳定性有限元仿真

以新集水库均质土坝段典型剖面为研究对象,针对坝后贴坡式、坝体内竖式和坝后棱体三种排水形式,选取三种不同的典型工况,采用有限元仿真法,对大坝渗流及坝坡稳定性进行计算与分析。研究结果表明:三种排水设计方案均满足渗流稳定及坝坡稳定要求,且以竖式排水为最优,棱体排水次之,贴坡排水较差。进一步对竖式排水渗流稳定特性参数敏感性进行分析,分析结果表明其在部分失效或完全失效后的下游坝坡抗滑稳定安全系数低于棱体排水方案。综合考虑排水效果、结构可靠性、施工难易、渗流和坝坡稳定,建议新集水库均质土坝排水采用棱体排水方案。本文研究结果可为中小规模水库均质土坝渗流与排水设计提供良好借鉴。     

某涉水崩滑堆积体边坡地震致灾机制综合评估

弄清高烈度区涉水边坡在地震、库水和人类工程活动综合作用下的坡体扰动劣化机制，是边坡稳定性评价的核心，也是采取有效应对措施的前提。依托某库区历史崩滑堆积体边坡，在搜集得到的勘察设计资料、三峡移民局蓄水及滑坡通报、参建单位往来函件、历史地震资料基础上，结合地面调查和数值计算，采用时空序列分析方法，探讨了该边坡致灾主导因素、坡体扰动程度和稳定性劣化机制，综合评估了工程处置的可行性，所得主要结论如下：(1)工程建设对该库区边坡的扰动和稳定性影响可控；永善和鲁甸两次地震对边坡均有影响，但多达1 339次余震的鲁甸地震对该边坡岩土体震松效应影响最大，高水位加剧了震松岩土体的饱和软化，造成该边坡目前整体处于基本稳定-欠稳定状态，坡体前缘处于欠稳定-失稳状态。(2)该边坡坡顶和坡面发育的不良地质和不稳定现象为历史变形迹象，没有继续发展现象；但坡脚临牛栏江到金沙江一线，坡面破坏痕迹新鲜，下部边坡已经严重威胁结构安全。(3)极限平衡分析揭示边坡由勘察阶段的整体稳定，到两次地震作用后的基本稳定-欠稳定状态，达到1.30安全标准所需要加固力为20 015～19 7421 kN/m、加固深度60～180 m、加...     

砌石坝综合加固措施的渗流分析

针对铜鼓县大塅水库运行期存在的一系列安全问题,以6号非溢流砌石体坝段为研究对象,建立了该坝段除险加固前后的三维有限元模型,基于渗流场与温度场的相似性,利用ANSYS热分析模块,分别对运行工况和正常蓄水位工况下该坝段进行了渗流分析计算。结果表明:运行工况下加固后坝段的压力水头计算值与监测点的实测值吻合较好,数值模拟计算所得渗流场整体上能够较好的反映坝体和基岩的渗流场分布特征;正常蓄水位工况下,加固后的坝体自由面、压力水头和渗透压力均显著降低,坝体和防渗帷幕体的渗透坡降都较小;当设有衔接帷幕时,在坝基主帷幕与坝面防渗面板之间区域内水头值明显小于无衔接帷幕情况下该区域内的水头值。可以认为,新设的衔接帷幕能够将坝体防渗体与坝基防渗体有效连接,形成了一个完整封闭的防渗体系;综合加固措施的实施有效改善了坝体的渗流场状况,在防渗处理上能够取得预期的良好加固效果,同时,研究成果可为同类砌石坝工程渗流控制提供参考。     

水压力和地震作用下岩质边坡倾覆破坏稳定性研究

绕坡脚倾覆破坏是岩质边坡在外界荷载作用下经常出现的破坏模式。基于力矩平衡原理,求解岩质边坡在地震、坡顶荷载和新水压力分布作用下的抗倾覆稳定系数表达式。首先分析了不同水压力分布形式的合理性及对稳定系数的影响,再重点分析了地震荷载、张裂隙水深度和坡顶荷载对边坡倾覆稳定性的影响。算例分析表明:①新提出的水压力分布形式(结构面中点和张裂缝底部水压力是定值)克服了原始水压力分布形式(竖直张裂缝底部静水压力最大)和改进水压力分布形式(地下水位1/2处静水压力最大)的不足,采用新水压力分布形式进行岩质边坡倾覆稳定分析更加合理;②出流缝堵塞、张裂隙积水深度增加、水平背向坡体和竖直向上的等效地震荷载对岩石边坡倾覆稳定性不利;③无论出流缝是否堵塞,边坡抗倾覆稳定系数随着水平地震系数的增加而减小;④坡顶超载有利于边坡的稳定。     

库区红层泥岩水化特性及干湿循环作用下的渐进损伤研究

库岸边坡长期受到大气循环、水位调节等水流往复运动而带来的渗透侵蚀影响。特别是在我国西南红层区的水利工程中,水的长期浸入和干湿循环作用导致红层泥岩特性出现严重的劣化。以川西南红层区某水库为工程依托,通过室内试验和理论分析深入研究了红层区泥岩的水化特性及干湿循环作用下的渐进损伤破坏。结果表明:红层泥岩发生水岩作用后微观结构更加疏松,颗粒间黏结变弱。浸水初期变形显著,并且干湿循环进一步加剧了岩体膨胀变形。红层泥岩抗压强度和黏聚力分别同干湿循环次数呈线性降低和凹二次函数下降关系,内摩擦角在多次循环后有小幅上升。围压和干湿循环耦合效应对红层泥岩的渐进损伤积累产生严重不利影响,当循环超过3次时,多数工况下试样损伤变量值已超过60%,岩体强度大幅衰减。     

脉冲式液滴对非均匀沙坡面的溅蚀影响

通过模拟雨滴溅蚀试验，探究液滴定点脉冲式打击对非均匀沙的溅蚀影响。试验对4种中值粒径的非均匀沙（1, 2, 3, 3.7 mm）在4种坡度（0°，15°，25°，35°）条件下，采用直径3.65 mm的脉冲式液滴进行试验，对比其溅蚀过程和溅蚀坑型得出结论：相同直径的液滴在同坡度同中值粒径的非均匀沙坡面进行试验，脉冲式液滴对其影响比单液滴更明显，液滴连续打击具有一定的“叠加效应”，下垫面坡度及中值粒径的变化对溅蚀过程及溅蚀坑型也有明显影响。液滴初始打击赋予颗粒不稳定性，随着液滴持续打击，中心颗粒被压实形成塌陷，周围颗粒在侧压力和液滴打击的冲量作用下向四周呈抛物线跃移，形成粗颗粒松散沉积物，进而粗化发展形成溅蚀坑。随着坡度增加坡面稳定性变差，溅蚀坑坑口直径变大、上壁变陡、下壁变缓，下坑唇处颗粒堆积量增加，更易失稳垮塌。同时中值粒径越大细砂受到的遮蔽作用越强，液滴的能量损失越大，用于破坏下垫面原始结构的能量越少，形成溅蚀坑越难。