横穿滑坡下X80管道极限滑坡位移分析

长输管道在运输天然气时不可避免地会穿越地质灾害频发区域,其中滑坡对于管道的威胁性最大,因此对滑坡作用下管道的安全进行评估十分重要。针对X80管道横穿滑坡可能遇到的安全问题,提出管道的极限滑坡位移定义,将其作为评价管道安全的外部指标。依据中贵线某滑坡工况,采用ABAQUS软件建立横穿滑坡下的管-土模型,对不同滑坡裂缝、滑坡宽度下的管道力学行为与极限滑坡位移变化情况进行数值模拟研究。结果表明：不同裂缝位置、滑坡宽度下,管道应力均随位移荷载增加而增大;滑坡裂缝位置距管道越远,管道承受的极限滑坡位移值越大,当裂缝位置为9 m时,管道所能承受的极限滑坡位移达4.03 m;文中工况下滑坡宽度35 m为管道应力变化分界点,此时管道所能承受的极限滑坡位移值最小。     

滑坡作用下X80腐蚀管道的极限宽度分析

针对X80腐蚀管道横穿滑坡时所涉及的安全预警问题,提出将极限宽度作为管道安全状态的判别因子,根据具体滑坡工况建立有限元模型,分析管道不同腐蚀尺寸和空间位置对腐蚀管道的力学行为与极限宽度的影响。结果表明:极限宽度可用于管道安全状态的评判;腐蚀的宽度和深度与管道极限宽度呈负相关,且对于腐蚀深度表现出高敏感性;内腐蚀对于管道安全状态的影响大于外腐蚀;坡度为30°的土质滑坡下,外径10.16 cm的无腐蚀X80管道的临界横穿滑坡宽度为21.2 m,含腐蚀管道横穿滑坡时的临界腐蚀深度为0.25倍的壁厚;腐蚀管道距滑坡区中部的距离大于6 m时对管道的极限宽度影响可忽略;管道应力与极限宽度呈负相关,腐蚀深度为0.2倍壁厚时管道最大应力始终在腐蚀处,其余位置的应力与无腐蚀管道一致。     

滑坡时空演化规律及覆管力学响应研究

山体滑坡是威胁天然气管道安全运营的主要地质灾害,研究适应于滑坡演化规律及覆管力学响应状态的分析方法具有重要的工程意义。为此,首先采用坡体系统（阻滑段－下滑段）总势能平衡方程,即拉格朗日变分方程,并基于最小势能原理,获得坡体失稳滑移的临界条件——下滑段应变能释放量等于阻滑段破裂贯通所需要的应变能时,坡体即发生滑移,坡体内部储存的应变能转化为动能。一方面,根据滑动全过程中的岩土体颗粒与管道外壁接触关系,提出了滑坡两阶段的管道力学响应模式;另一方面,考虑岩土体颗粒的碎散度,分别构建岩质滑坡作用下管道的均匀受力模式及土质边坡管道的非均匀受力模式。鉴于此,从小尺度管土相互作用的力学响应出发,推导出岩质边坡与土质边坡滑动前后阶段的管道弹性部分受力表达式。最后,以川气东送EES244段天然气管道跨越滑坡为研究对象,建立了边坡系统总势能方程,分析出坡体的变形、失稳及滑移情况,计算出管道在不同滑动阶段的应力值,对管道的安全性进行了评价。同时,采用数值模拟的方法,从整体大尺度角度对全管段进行受力分析与安全性校核。结果表明：滑动区与未滑动区的交界面附近管道出现应力突变,滑动区内部应力小幅度增加,但整体处于安全稳定状态。因此,采用的小尺度理论计算与大尺度整体数值模拟的研究方法,对拟建管道前期设计、现役管道安全评价和后期管道维修等具有指导意义及实用价值。     

辽宁抚顺西露天矿南帮滑坡应力变化规律及影响因素分析

当传递到岩体上的应力发生改变时,岩体的结构、形状等方面就会发生连续性变化。当这种连续性变化积累到一定程度,则产生破坏。岩体的变形破坏方式和过程与其承受的应力状态及其变化有关。为了分析坡体内部应力变化规律,预测滑坡前缘的变形发展趋势,采用按不同深度分层、双向传感器联合应用的方法,在西露天矿南帮滑坡前缘鼓胀区安装土压力计进行应力监测。监测结果表明,采矿活动、降水和矿震是影响坡体应力状态的主导因素,也是影响滑坡变形发展的主导因素。同时,采用基于ANSYS软件的有限元强度折减法对地表变形较强烈的E1200剖面进行数值模拟。结果表明应力沿着地层在坡脚软弱岩层处集中释放,与应力监测结果吻合。     

板裂结构顺层岩质边坡滑移-弯曲破坏机制的力学模型研究

滑移-弯曲破坏是顺层岩质边坡的常见破坏模式之一。基于板裂结构顺层岩质边坡的地质成因分析,将最大拉应力强度理论引入到地质力学模型分析中;根据破坏特征,将板裂结构顺层岩质边坡的岩层带分为滑移段和弯曲段;采用能量法、Rayleigh-Ritz方法及势能驻值原理等近似模拟弯曲段的挠曲方程;运用梁板强度理论,推导了板裂结构顺层岩质边坡最大拉应力计算公式和边坡潜在破坏点预测模型;在此基础上,将理论公式程序化,通过典型滑坡算例,得到了理论预测值与实际破坏值的近似一致性;通过FLAC^3D数值模拟软件分析了山阳滑坡的破坏过程,并得出：(1)滑坡体总位移的变化趋势呈现出明显的滑移-弯曲变化特征;(2)最大拉应力和张拉塑性区所在位置的数值模拟结果与理论计算结果近似一致。     

舟曲江顶崖滑坡抗滑桩桩身响应监测分析

目前复杂地质条件滑坡抗滑桩工作状态下的受力变形研究仍不够充分。为了研究江顶崖堆积体滑坡抗滑桩的桩身响应,在抗滑桩内布置弦式钢筋应力计和埋入式应变计,对抗滑桩进行长期桩身应力-应变监测,基于监测数据建立计算模型计算抗滑桩全桩弯矩,用有限元软件PLAXIS 3D建立模型对抗滑桩进行研究。结果表明:监测到的单根钢筋最大应力为112.5 MPa,远小于设计值,弦式应变计最大应变为34 με;建立的单筋矩形截面受弯构件计算模型较为可靠,可用于类似工程中;有限元软件计算所得弯矩小于设计弯矩,两者变化趋势相同;抗滑桩目前处于安全状态,滑坡治理效果显著。     

张家沟滑坡治理工程及数值模拟

以青川张家沟滑坡为例,结合其工程地质条件和变形破坏特征,详细分析了其变形破坏原因和稳定性,提出了相应的治理工程措施,并运用FLAC3D软件对滑坡治理前后进行数值模拟。结果表明:滑坡的形态特征、岩土体松散的结构特征是滑坡失稳的先决条件,而降雨引起的地质环境的改变是滑坡失稳的诱发因素,桩板墙+截排水工程为主的治理措施有效地控制了滑坡的进一步变形,确保了滑坡的稳定,数值模拟结果与滑坡的实际变形和治理效果相吻合。      

三峡库区万州和平广场滑坡体基坑开挖触发变形滑动机制及防治措施研究

三峡库区城镇存在大量已治理滑坡,在滑坡范围内进行工程建设时易引发滑坡的再次变形。以万州万达广场深基坑开挖引发和平广场滑坡局部变形的工程事件为例,介绍了工程地质背景和变形特征,采用数值计算等方法对其变形形成机制、变形破坏产生的主要原因进行了研究,在此基础上提出了相应的防治措施,并运用数值模拟分析与施工监测结果相结合的方法,对防治加固效果进行了评价。结果表明防治措施取得了良好的效果。     

基于PFC3D的鱼鳅坡滑坡运动过程分析

以贵州省开阳县鱼鳅坡滑坡为研究对象,采用颗粒流离散元（PFC3D）对其破坏运动过程进行数值模拟。采用Ball-Wall建模方法建立滑坡模型,对滑坡不同关键部位颗粒进行位移、速度监测,阐明其破坏运动特征。结果表明,降雨为鱼鳅坡滑坡的直接诱发因素。该滑坡在破坏初始阶段以蠕滑变形为主,随着变形量的增加,滑坡体不断挤压坡脚,滑坡岩土体到达应力平衡极限,坡脚产生剪切破坏,并向上牵引发展,滑坡发生整体滑动,斜坡变形破坏模式为蠕滑-拉裂,按照力学条件为牵引式破坏。滑坡滑动最高时速12.4 m/s,最大滑移80 m,滑动阶段持续50 s。研究成果可为对该类滑坡影响范围预测,以及工程措施的制定具有一定的参考意义。     

塑性应变与塑性应变率意义下的滑坡判据研究

本文在目前滑坡研究中滑坡判据没有统一标准的前提下, 提出了小变形条件下的统一滑坡判据, 并讨论了在数值模拟时不同方法的精度问题及应力间断线上重要的一些性质。对有限变形时塑性应变或塑性应变率作为滑坡判据的可能性作了进一步的分析。最后, 指出了目前滑坡研究中存在的最大缺陷及解决方法。     

推移式滑坡演化过程模型试验与数值模拟研究

利用MTS电液伺服加载与控制系统对推移式滑坡物理模型后缘进行了分级推力加载,完成了推移式滑坡演化全过程的模拟。基于三维激光扫描技术对滑体表面的位移和变形进行了高精度、全方位、非连续性监测。采用多重分形基本理论对监测点云数据进行了系统分析,从试验的角度探讨了推移式滑坡演化过程中位移多重分形维数的变化特征。模型试验结果表明：推移式滑坡变形破坏以沿滑带发生的整体滑移为主,并表现出明显的演化阶段性特征,大致可划分为3个阶段：（1）后缘压缩阶段：滑坡模型表面变形体现为后缘土体的局部前移与隆起,整体变形小,多重分形维数成降维的特征,降维过程中未发生突变、有序性好;（2）匀速变形阶段：滑坡模型表面产生了明显的位移,变形不断向前和向两侧发展,前缘、中部滑体发生隆起现象,多重分形维数表现出先减后增的趋势;（3）加速变形阶段：滑坡模型表面体现出持续、快速、变化鲜明的整体变形特征,伴随出现滑坡模型中前部隆起带及横向、纵向的隆胀裂缝,多重分形维数成增维趋势。基于模型试验,利用FLAC3D进行了推移式滑坡演化过程的动态数值模拟,验证了滑坡演化的阶段性特征,揭示了推移式滑坡演化过程中稳定性系数非线性递减的规律。     

考虑降雨条件的堆积体滑坡多场特征研究

重庆市西泉街滑坡于2007年7月中旬遭遇115a一遇的强降雨,导致滑坡产生明显的变形破坏现象,本文在滑坡实际勘察工作的基础上,基于饱和-非饱和渗流理论,考虑降雨入渗的影响,利用有限元分析软件Geo-Studio的不同模块模拟了不同降雨条件下滑坡稳定性的变化情况,进一步对不同降雨条件下滑坡的渗流场、应力场和位移场特征进行了综合分析。研究结果表明:（1）降雨作用下堆积体滑坡体内渗流场和位移场具有很好的相似性,即滑坡体内地下水流速矢量和位移矢量绝对值变化规律具有一致性;（2）滑坡前后缘的位移量与降雨强度和降雨历时均呈正相关性,且滑坡前缘位移量比后缘大;（3）大雨、暴雨和大暴雨持续作用下,XY向最大剪应力在滑坡前缘及前缘陡坎处集中,有局部产生滑动的趋势,而在特大暴雨持续作用下,XY向最大剪应力在滑带附近分布相对均匀,有整体产生滑动的趋势;（4）强降雨作用下堆积体滑坡模拟得到的变形破坏规律主要表现为滑坡前缘首先产生的鼓胀变形破坏牵引滑坡后缘产生拉张变形破坏,破坏规律与实际相符。     

斜坡临滑形变能释放与滑体起程速度关系的探讨

斜坡内聚集的巨大剪切形变能在临滑时释放,坡体能量释放率具有力的量纲,在坡体能量释放率幅值大于锁固段潜滑带抗剪强度幅值的情况下,坡体临滑释放的形变能将大于潜滑带岩体破裂需要的能量,所大于的部份将转变成滑体动能,滑动为剧动式滑坡;反之,则为缓动式滑坡。剧动式滑坡横截面上的弹冲速度与该点切应力的大小成正比。潜滑面附近坡体介质的切应力和切应变能密度最大,滑动时获得的弹冲速度也最大。导得蕴涵丰富信息量的斜坡弹性势能变化率曲线及其表达式,通过解析及Matlab图解形式对坡体的形变能聚集、临滑形变能释放量及其与滑体启动速度、启动方式进行了阐述。     

滑坡运动过程仿真分析

滑坡是一个动态过程，滑坡体的运动是一个集滑动，转动，拉张等运动方式的复杂运动过程，传统的极限平衡和计算和有限元分析均无法描述滑坡的运动学特点和运动过程。非连续变形分析（DDA）是最近发展起来的一种新的离散数值分析方法。该方法基于块体的运动学理论及数值分析，可以开展块体的静力和动力学计算。应用非连续变形分析方法对长江三峡区新滩滑坡的运动全过程进行了数值模拟研究，模拟方案充分依据该滑坡的地质，地形特征，按不同岩土体和地质结构面类型进行块体单元的划分，共划分成504个块体单元。模拟结果表明，新滩滑坡是以斜坡中部姜家坡一带的局部破坏为其运动的开始阶段，并进一步牵引上部滑体和推动下部滑体。代表性块体单元的位移变化曲线和滑动速度变化曲线反映了滑动过程中滑坡体块体系统的变形是非连续的，各处块体的动态形态各异，从而很好地再现了新滩滑坡的整个动态过程，揭示了滑坡的运动机制。     

可液化地基上地铁车站结构地震反应特征有效应力分析

采用Byrne简化的Martin-Finn振动孔压增量模型描述土体的液化特性,采用Davidenkov黏弹性本构模型描述土体的非线性特性,建立了可液化地基-地铁车站结构非线性静、动力耦合相互作用的二维分析模型,采用动力有效应力分析方法对可液化地基上两层三跨岛式地铁车站结构的地震动反应进行了数值分析,并与动力总应力方法分析的结果进行对比,结果表明：地铁车站结构两侧及底部邻近位置的土体较易液化,地基土的液化对地下结构邻近地表的加速度反应有明显的影响,且在地基土液化的影响下地下结构有明显上浮的趋势,并呈现出中部上凸的变形特征,地下结构的破坏型式为上层顶板和底板两端的受拉破坏、下层底板边跨跨中的上拱弯曲破坏、中柱的受压破坏、侧墙底端的弯曲破坏。     

甘孜州色达县典型牵引式滑坡地质灾害形成机理分析--以甘孜州甲学乡甲热滑坡为例

甲热滑坡位于甘孜州色达县甲学乡境内,属于典型的牵引式滑坡,滑坡体平均坡度约35°,主要由碎石土组成,滑坡长约195 m,宽约280 m,平均厚约15 m,滑坡体总方量约60万m3,属中型滑坡。滑坡坡体中上部变形现象较明显,若发生滑动,将直接威胁当地41户160人居民的生命财产安全。本文在进行野外现场基础地质调查后,对滑坡体的变形破坏机制进行了定性分析,并利用三位有限元数值模拟进行了定量分析,对以后研究同类滑坡的稳定性具有重要意义。     

三峡库区巴东复杂斜坡系统变形机理数值模拟与稳定性研究

三峡库区巴东斜坡系统复杂,其变形机理与稳定性研究对移民迁建和地质灾害防治具有重要意义。本文采用FLAC3D数值计算方法,对巴东复杂斜坡系统变形机理进行研究,为“重力成因论”提供了支持和佐证。从整个斜坡系统的角度,联合使用数值计算方法(FLAC3D)和极限平衡法(Sarma法),系统研究了巴东复杂斜坡系统在不同蓄水状态下不同层次的稳定性问题,结果表明斜坡系统不存在整体深层滑动的可能性;斜坡系统沿岩层界面或软弱层发生失稳的可能性较小,但赵树岭滑体和黄土坡滑体在表层滑体发生较大变形或失稳的条件下,可能导致滑坡整体复活;在水库调蓄过程中,部分滑坡表层堆积体产生变形破坏的可能性较大。另外,斜坡的表层改造可能会引起斜坡中层稳定性的恶化。     

黄岗滑坡稳定性评价及数值分析

根据对黄岗滑坡的分析,其属于蠕滑-拉裂型滑坡。本文阐述了滑坡的基本特征,并研究分析了滑坡的成因机制及演化过程;在成因机制分析基础上,采用极限平衡法对该滑坡天然状态及暴雨情况下的稳定性进行了计算和评价;另外,还采用有限元数值分析软件Midas对滑坡进行数值模拟,并对数值模拟成果和传统计算的结果进行对比分析,为滑坡治理设计提供了重要的依据。     

大型土石混合体滑坡空间效应与稳定性研究

土石混合体滑坡是滑坡地质灾害中具有代表性的一类,由于该类滑坡在自然界中分布广泛并且较其他类型的滑坡更为复杂,常常给人类带来巨大的灾难。位于湖北省巴东县长江北岸的周家湾滑坡就属于这一类滑坡,该滑坡是著名的黄蜡石古滑坡群的重要组成部分。周家湾滑坡变形开始于20世纪80年代中期,滑坡导致地面出现张拉裂缝,近几年来变形逐步加剧,目前该滑坡处于蠕滑阶段。周家湾滑坡前缘为石榴树包滑坡的后壁,后缘为响石镐滑坡的坡脚,因此,周家湾滑坡的稳定性对响石镐滑坡及石榴树包滑坡存在着潜在的威胁。运用地质分析、工程地质力学分析等手段,剖析了周家湾滑坡体的地质环境、形态、结构等空间要素及其发育模式,并建立了相应的三维地质体概念模型。通过利用数值模拟技术,对滑坡体的稳定性、变形失稳机制进行了分析研究