滑坡稳定性三维数值模拟分析

滑坡作为地壳表层的三维地质体,应最大程度逼近实际边界条件评价其稳定状态,同时,由于滑坡不同部位结构构造存在差异,应用不同的稳定系数评价其不同部位的稳定状态。在滑坡稳定性分析方法研究现状对比分析的基础上,介绍一种简易实用而精确度又较高的滑坡稳定性三维数值模拟分析方法,正是为达到此目标的一种探索,分析结果与已有研究成果基本一致,证明这种分析方法具有一定的可信性和优越性。     

某大型水电站水文站滑坡稳定性三维数值模拟分析

水文站滑坡位于某拟建的水电站坝址下游约300m的左岸。由于它距该坝址较近，若发生较大范围的变形或失稳，极有可能产生巨大的涌浪，并有可能导致大坝的损坏或完全破坏。所以，它的稳定性状况一直是各相关部门十分关心的重要问题。野外现场调研是判断滑坡体稳定性的行之有效的方法之一。在此基础上，对滑坡体模型做一较接近实际的概化，这是研究问题的关键之所在。采用三维有限元(FLAC-3D)对其进行数值模拟分析。当然，只有数值模拟手段这一种方法来判断滑坡体的稳定性还远不够的，必须与其它手段方法相结合，这样才使结论更可靠，更具有说服力。数值模拟结果表明：(1)水文站滑坡的潜在主滑动面为滑体与基岩的接触面。但其贯通性较差。因此，滑坡体的整体稳定性较好，不可能发生较大范围内的变形或失稳；(2)水文站滑坡的位移方向总体表现为向河谷方向运动。滑坡体前后缘的位移量较小，中间位移量相对较大(22．8cm)。总之，在天然情况下，水文站滑坡的整体稳定性较好，不可能发生较大范围的变形或破坏。这与野外现场调研的结果相一致。     

戒台寺滑坡的数值模拟分析

北京戒台寺滑坡是由采矿引发的特大型岩石滑坡,采用大型通用有限差分软件FLAC3D对滑坡进行数值分析及平面应变情况计算,通过改变材料弹性模量、泊桑比、容重、C、Φ值等指标,尽可能模拟滑体、滑带及滑床等地层岩性特征和地表的变形特征。根据过去、现在、将来可能发生的情况,设计了八种工况。按各种不同工况依次计算滑坡体内部的应力、位移和塑性区的发展变化、结构物内部受力与变形情况。验证了滑坡的变形特征及其发生发展机理,为类似工程提供了参考经验。     

万县滑坡群形成机制的数值模拟研究

在现场调研和室内试验基础上，建立了万县滑坡进形成机制的概念模型，并通过二维有限元和离散元数值模拟．再现了滑坡体变形破坏过程．从而揭示了万县滑坡群的形成机制．     

降雨条件下滑坡排水沟排水数值模拟

地表排水沟是滑坡治理常见措施之一。在降雨入渗与坡面径流有限元耦合模型中,通过调整径流方程中的坡度参数,实现地表排水沟排水模型。模型具有易于理解、实现简单的优点。以地表排水模型为基础,对5种典型滑坡在设与不设排水沟情况下坡体渗流场、坡面径流场、坡体入渗量和入渗过程进行了数值模拟。结果表明,当降雨强度相对土体渗透性较小时,排水沟设置在坡体渗透性由小变大的位置,才能有效地截断上游径流,减小入渗量;而当降雨强度相对土体渗透性较大时,排水沟排水效果并不明显。     

云南省彝良县麻窝滑坡危害范围三维数值模拟分析

滑坡失稳后的危害范围是危险区划分的重要依据, 也是开展滑坡预测和防治的基础。本文结合具体滑坡实例, 建立大型离散元3DEC数值模型对麻窝滑坡危害范围进行模拟分析。结果表明:麻窝滑坡变形破坏后的危害范围在滑体左侧(面向坡外)105m, 滑体右侧65m, 距滑坡纵向水平距离345m。从速度监测数据显示, 滑体通过剪出口后, 其横向运动的速度量值不大, 滑体总体的运动趋势是向下与向前。相比滑坡前缘和后缘, 中部速度更大, 更有可能远距离滑动。该研究成果可对当地防灾减灾决策提供理论依据, 因此, 建议位于滑坡下游缓坡段248～315m麻窝凼村庄搬迁或修建拦石墙等支挡措施。     

四川南江县窑厂坪滑坡地下水数值模拟

地下水流场的分布是评价滑坡体稳定性的关键因素。使用Visual MODFLOW地下水数值模拟软件,建立窑厂坪滑坡在天然、暴雨和排水条件下的三个模型。通过参数反演提高天然模型的精度。分析暴雨和排水模型表明,强降雨抬升滑坡区地下水位,并在部分区域形成雍高水位,而廊道地下排水工程降低地下水水位,工程效果明显。     

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FLAC^3D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。     

滑坡作用对输气管道危害的静力学分析

忠县-武汉输气管道工程沿途地质灾害频繁,特别是由于中小型滑坡地段往往不容易发现或没有引起足够重视,对油气管道的输送安全造成威胁。因此,研究滑坡对输气管道的危害显得非常必要。本文结合忠-武输气管线滑坡实例,讨论了滑坡与管道一种常见位置关系及其相互作用机制,建立了力学计算模型并讨论了相关影响因素对管道力学性状的影响。结果表明: (1)输气管道受滑坡横向地滑力作用下,管道两端及中部是较容易破坏的部位,特别是两端部位; (2)通过工程实例的研究得到,较小的地滑力q作用就可以使输气管道处于不利的受力状态,所以对于通过滑坡体管道的保护应该尤为重视; (3)在滑坡作用下,管道内压p和操作温度与敷设温度之差ΔT的改变,将使得管道所受的轴向力在拉应力和压应力间发生转化。     

铜王公路2#滑坡侵蚀弹塑性有限元数值模拟

本研究采用铜王公路2#滑坡侵蚀实例,定性分析了该滑坡侵蚀的诱发因素、变形特征、复活的原因;并在研究该滑坡侵蚀地貌特征、岩土体组成、水文地质特征后,建立了地质模型和计算模型;采用弹塑性有限元法对斜坡的初始应力场特征进行模拟研究。计算成果及分析表明,铜王公路2#滑坡处于非稳定状态。最后,对该滑坡滑动后可能造成的灾害程度及侵蚀量进行评估。      

青藏高原多年冻土区埋地输气管道周围温度场数值分析

通过建立管道与多年冻土热相互作用的计算模型,利用数值分析方法探究了不同管温（输运温度）工况下冷输天然气管道对管周土体冻融过程和多年冻土热稳定性的影响。研究表明：5℃正温输运天然气管道可造成下覆冻土上限下降约11倍管径,管周多年冻土退化严重;0℃输运会导致管底下部高温不稳定冻土范围扩大,管底土体强度及承载性能降低,不利于保持多年冻土和管道运营稳定性;-1℃和-5℃负温输运可有效提高冻土人为上限,保持管底冻土温度稳定,但-5℃时管道下部土体温度降低明显,可能导致冻胀病害发生。就管周冻土热稳定性而言,在青藏高原多年冻土区采用冷输（负温输送）工艺输运天然气有利于保护管周多年冻土,是可行的。     

油气长输管道滑坡地质灾害危险性评价专家系统研究

以运营的油气长输管道工程为依托,在收集、整理、综合分析既有资料基础上,通过对大量滑坡案例进行分析,明确了滑坡地质灾害的主要诱发因素与稳定性控制指标,建立了滑坡危险性评价指标体系。应用专家系统研究方法,建立油气长输管道线路滑坡地质灾害危险性评价专家系统,并对具体工程进行了地质灾害危险性评估,结果符合实际,可为油气长输管道工程地质灾害减灾防灾提供技术支撑。     

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。     

开采沉陷区埋地管道力学反应分析

开采沉陷引发地表变形,导致埋地管道大范围弯曲变形,对管道安全运行构成严重威胁。采用概率积分法预测沉陷区地表三维变形,考虑管-土间的轴向作用和管材非线性等因素,推导管道物理伸长和几何伸长的变形协调方程,迭代求解管道轴心应力和应变。通过实例分析了开采沉陷区埋地管道的应力-应变分布。结果表明,管道除了发生空间弯曲变形外,管-土间的摩擦力还导致管道产生轴向拉、压变形。解析方法计算结果与有限元方法吻合较好,适于以任意角度穿越沉陷区埋地管道的应力-应变计算。分析了开采参数、管道参数以及回填土性质等对管道的变形和应力影响,提出沉陷区埋地管道最大应力与应变的简化评定公式     

滑坡变形对输气管道安全的影响分析

在对某输气管道线上一个正在活动滑坡变形和管道应变系统监测的基础上,分析了滑坡活动特征及其对管道安全的影响。滑坡监测采用地表位移监测,从而判断滑坡边界、掌握滑坡滑动状态对管道的影响;管道监测采用弦式应变计测其应变,利用强度理论评判管道的安全性。利用监测数据分析管道的轴向稳定性。监测结果表明,在该滑坡区域范围内管道尚属安全,但滑坡仍处于滑动阶段,对管道安全存在隐患。     

千将坪滑坡动力学过程仿真模拟

滑坡体的失稳破坏是一个动态过程,动力学行为起着非常重要的作用。采用DDA方法对长江三峡库区千将坪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划分,模拟了滑坡发生、发展的渐进破坏过程以及滑坡触发后的运动情况。模拟结果表明,千将坪滑坡是以斜坡坡脚的局部破坏为其运动的开始阶段,并进一步牵引上部滑体,在地下水压力作用下最终产生整体滑动。     

滑坡作用下既有隧道锚索加固的物理模型试验与数值模拟研究

工程实践中有些隧道不可避免的需要穿越滑坡变形区,在后期地质演变作用及施工扰动荷载作用下原来没有明显变形的斜坡会出现较大变形,甚至发展成滑坡,对既有隧道结构产生不同程度的病害。国内外多数学者针对隧道开挖引起的滑坡体变形影响研究较多,针对滑坡体作用下既有隧道结构的受力变形及加固措施效果研究较少。为研究山体滑坡区域既有隧道锚索加固措施下的系统力学机制,首先建立地质力学模型试验,研究不同数量锚索加固后滑坡体与隧道结构的相互作用规律,并与无锚索加固措施工况进行对比,发现增加锚索加固后滑坡体沉降、隧道弯矩、滑坡体与隧道表面接触力明显减小,而不同数量加固锚索工况下上述观测值变化不大。此外,建立了相应工况的数值模型,与物理试验结果进行了对比得到较好一致性。研究成果可为山体滑坡区域隧道锚索加固方法改进提供一定的理论依据。