张电吉[1]2003年在《裂隙岩质边坡渗流场与应力场耦合分析及工程应用》文中进行了进一步梳理渗流场和应力场的分布特性及耦合情况,是影响节理裂隙岩质边坡稳定性的重要因素。本文把裂隙岩体看作是离散网络模型,分析了其饱和非饱和渗流特性,并建立了相应本构关系。把断裂力学与损伤力学相结合,分析讨论了裂隙的起裂扩展及损伤演化,并建立了渗流场-应力场耦合方程。具体研究内容有以下几个方面:1介绍研究了含裂隙岩体的裂隙性状及力学特性,为裂隙岩体的渗透性分析、断裂损伤分析及渗透与应力耦合关系分析提供基础;2研究了岩体节理裂隙面的变形与渗透性,推导出裂隙岩体的渗透张量表达式;3从断裂力学及损伤力学的理论出发,建立了节理裂隙岩体的等效柔度张量和损伤张量,分析了水对裂隙强度的影响及边坡卸荷对裂隙扩展的影响;研究了渗透张量随裂隙损伤断裂发展的演化,提出了考虑渗透水压力的裂隙损伤扩展的本构模型。4建立了边坡裂隙网络饱和非饱和渗流模型,并推导了控制方程,分析研究了降雨入渗及非饱和渗流特性,建立了相应的分析数学模型。探讨了饱和/非饱和渗流对裂隙岩质边坡稳定性的影响机理。5对边坡裂隙中渗流对裂隙壁的作用力、外力对裂隙渗流的影响及岩体自重应力对裂隙渗透系数的影响进行了分析研究,提出了渗流、应力及损伤的耦合分析模型。6对曾多次出现滑坡的裂隙岩质边坡进行了大量的现场工程地质调查,对边坡岩体的结构特性及岩石的物理力学性质进行了现场和室内试验,利用前面的理论方法和模型,从定性和定量两个方面分析了降雨及开挖卸荷对该边坡稳定性的影响。
丛璐[2]2014年在《库水升降条件下库区及邻谷岸坡稳定性研究》文中进行了进一步梳理岩石工程的许多破坏实例都与地下水的作用有关，而岩质边坡更是与水有密不可分的关系,据统计有90%的边坡破坏是由地下水的直接或者间接作用引起的。因此，在对岩质边坡进行稳定性评价时，考虑渗流场与应力场的耦合作用对正确评价岩质边坡稳定性具有重要意义。本文在总结分析当今渗流场与应力场耦合特征和计算模型基础上，建立等效连续介质数值模型，以镇安抽水蓄能电站库岸边坡为研究对象，研究了库水升降引起边坡渗流作用下坡体的应力应变场特征，进而对边坡的稳定性进行了分析。本文采用方法及获得的主要认识如下：（1）总结了岩体渗透系数与应力的关系以及岩体渗流场与应力场的物理模型，并从这两方面来介绍耦合的特征。（2）概括了渗流场与应力场耦合的数学模型，包括等效连续介质模型、裂隙网络模型、双重介质模型叁种。总结了渗流场与应力场耦合的计算方法：有限单元法与离散单元法，两种方法各有适用性和局限性。（3）以镇安抽水蓄能电站上库右岸单薄山梁边坡为研究对象，在研究坝址区工程地质条件基础上，应用Hoek-Brown经验强度准则对岩体的抗剪强度参数进行估算，为岩体边坡稳定性分析奠定可靠基础。（4）建立等效连续介质数值模型，研究了在不同库水位条件下渗流作用对边坡应力场特征的影响，并对边坡的稳定性进行分析，模拟结果表明，对于模拟边坡来说：①岩体的透水性对渗流的影响显着，表现为流线在岩体渗透系数变化的交界处出现明显的折射或不协调现象；随水位上升，背水坡坡面出现溢流现象；②最大主应力和最小主应力整体受渗流影响不明显，但局部监测点的最大、最小主应力受渗流影响较明显；渗流对剪应力的影响通过影响有效应力实现的；③渗流不会改变斜坡发生破坏时的位置，但会使边坡变形量变大；④库水位升高，稳定系数下降；库水位下降，稳定系数上升。
王环玲, 徐卫亚, 童富国[3]2008年在《泄洪雾雨区裂隙岩质边坡饱和-非饱和渗流场与应力场耦合分析》文中提出岩质滑坡除与地质条件、降雨等因素有关外,泄洪雾雨也成为其不可忽视的催化剂。通过裂隙岩体渗透性与应力关系,裂隙岩体的弹塑性本构关系以及渗流场的控制方程,建立起饱和非饱和渗流场与应力场耦合的等效连续介质模型。编制了有泄洪雾雨影响的饱和-非饱和渗流与应力耦合叁维有限元程序,通过迭代求解达到两场耦合目的。以实际工程为例,根据边坡的地表信息、开挖信息、岩层分界信息以及排水洞和帷幕信息等,建立起边坡地质模型。通过耦合计算,详细分析了耦合后边坡岩体的变形、应力以及塑性区等。计算结果表明,雾雨区的边坡稳定与渗流场变化有着重要关系,在评价边坡稳定与否时,要考虑渗流场对其影响。计算成果为实际工程的安全评价提供了一定的科学依据。
屈建军[4]2010年在《裂隙砂岩渗流场与应力场耦合的试验研究及其工程应用》文中进行了进一步梳理本文试验部分主要以砂岩为研究对象,采用叁种试验方案来研究不同轴压、围压、填充物粒径、裂隙深度等因素对其渗流量的变化规律;理论部分主要研究渗流场和应力场耦合的原理;应用部分依托工作组正在研究的大岗山高边坡开挖卸荷稳定性分析项目,开展考虑地下水作用的渗流场和应力场耦合分析计算应用。1)在阅读参考文献的基础上,归纳总结渗流场和应力场耦合已有的研究成果及其仍存在和有待进一步解决的问题,并提出本文的主要研究内容和技术路线。2)以砂岩试件为研究对象,制作直径为54mm,高度为110 mm的试件,试件上切割人工裂隙,裂隙深度分别为0.5cm、1.0cm、1.5cm、2.0cm、2.5cm,裂隙开度为0.3cm,依托试验设备ELE岩石渗透仪和RMT-150C岩石力学试验系统,提出叁种渗流场和应力场耦合的试验设计方案和试验目的。3)通过砂岩裂隙渗流试验分析得出,不同轴压、不同围压、有填充物、无填充物和不同粒径范围的填充物等不同条件下裂隙砂岩的渗流变化规律。4)通过分析岩体的裂隙性、空隙性和透水性,应力场和渗流场耦合分析的两类问题,提出了渗流场和应力场耦合分析的连续介质数学模型。5)介绍计算分析软件FLAC-3D,并解释在摩尔库伦本构关系中应用体积模量和剪切模量来代替杨氏模量和泊松比,阐述使用不平衡力作为收敛准则,并提出边坡开挖卸荷稳定性的数值分析求解一般流程。6)以大岗山水电站右岸整体边坡为例,建立叁维有限元模型,采用相应的数值模拟方法考虑地下水作用的渗流场和应力场耦合分析的6种计算工况(初始工况、开挖卸荷加固工况、施工期降雨工况、运行期蓄水工况、运行期库水位骤降工况、运行期地震工况),计算相对位移场、渗流场、应力场以及塑性区的分布情况。对边坡开挖卸荷加固过程的不平衡力进行监测,绘制关键点位移变化曲线直观分析边坡每级平台开挖的变形情况,使用叁维有限元计算的结果和最新的监测成果进行对比分析,得出相关结论。
王艳丽, 王勇, 许建聪, 伍国军[5]2008年在《节理岩质边坡地下水渗流的离散元分析》文中进行了进一步梳理从岩体裂隙网络渗流的特点出发,以节理开度变化为纽带,对裂隙岩体渗流场与应力场耦合的离散裂隙网络模型进行分析,采用离散单元法对节理岩质边坡不同库水位条件下的渗流场与应力场进行了耦合分析,比较真实地模拟了库水位上升对节理岩质边坡渗流场与应力场的改造,研究了库水位上升对边坡变形和稳定性的影响规律。结果表明:水库蓄水后,随着水位的抬升,坡体内的最大位移、最大孔压、最大流量均有不同程度的增大,而边坡的稳定性逐渐降低。
刘晓丽, 林鹏, 韩国锋, 何冠鸿[6]2013年在《裂隙岩质边坡渗流与非连续变形耦合过程分析》文中进行了进一步梳理裂隙岩体中的渗流–应力耦合作用是岩质边坡失稳的重要因素之一。离散裂隙网络(DFN)模型用于研究裂隙岩体渗流,具有概念简单、效率高、适用性强的优点,是研究裂隙岩体渗流问题最为有效的手段之一。非连续变形分析(DDA)方法是专门针对裂隙岩体的非连续特性提出的一种变形场求解方法,能够更加真实地刻画工程岩体。将DFN模拟和DDA方法结合起来,提出基于DDA-DFN的渗流–应力耦合模型,给出考虑裂隙渗流情况下岩体块体系统的瞬时平衡方程,用于研究裂隙岩体变形对渗流的影响和渗流–应力耦合作用下裂隙岩体的变形破坏特征。利用该耦合模型,对一大型水利水电工程边坡稳定性进行分析。结果表明,水库蓄水后,地下水大幅度抬升,渗流–应力耦合作用加剧,导致边坡裂隙岩体中的关键部位发生大变形甚至破坏,进而触发边坡的进一步失稳。实例分析验证了这种方法用于边坡稳定性分析的有效性。
史绪鑫[7]2014年在《降雨入渗对裂隙岩质边坡稳定性的影响》文中提出降雨对边坡稳定性研究是国内外岩土工程界十分关注的一个重要课题。特别是在我国西南地区,由于降雨较多、降雨强度大,经常发生滑坡、泥石流等自然灾害。所以说,降雨与边坡失稳破坏密不可分,对其研究势在必行。当发生强降雨,边坡更容易失稳破坏,这是显而易见的常识,研究边坡在降雨前后的稳定性变化问题是当务之急。四川省大岗山大渡河水电站位于西南地区,右岸边坡比较高陡,地下水位较低,而且属于岩质边坡,夏季雨水较多,比较容易发生滑坡灾害。因此,研究降雨入渗对其右岸岩质边坡稳定性影响是非常重要的课题。本文研究重点是分析降雨如何影响右岸边坡的稳定性,通过折减岩体的参数,从而研究安全系数的变化,用安全系数来衡量降雨对岩质边坡稳定性的影响。本文从以下几个方面进行分析研究：(1)基于裂隙岩质边坡渗流理论,建立了岩质边坡数值模型。(2)从物理、化学以及力学作用上研究降雨对岩质边坡岩体强度的影响,雨水入渗后孔隙水压力对岩体应力状态的影响形式等。(3)研究边坡稳定性的方法,包括求安全系数大小衡量边坡稳定性；FLAC3D软件可以用来计算边坡稳定性安全系数以及渗流方面的问题。边坡竖向位移、剪切破坏单元的范围、塑性贯通区的大小都是衡量边坡失稳的要素。掌握边坡失去稳定的机理及力学解释,为对边坡进行治理和防护打下基础。(4)考虑岩质边坡在不同降雨强度、降雨持续时间以及不同渗透系数情况下边坡稳定问题；利用不同的分析方法,求取的安全系数并不相同；实例分析大岗山边坡岩体物理力学参数变化,包括内摩擦角、粘聚力、岩体容重、弹性模量的变化与安全系数的关系。降雨是诱发边坡失稳的主要因素。降雨入渗过程中,发生饱和-非饱和渗流过程,渗流场在降雨持续时时刻变化,渗流场与应力场共同决定着边坡稳定性。孔隙水压力的存在对含裂隙岩体强度有劣化的影响,通过对裂隙岩体的内摩擦角、粘聚力、容重、弹性模量等折减,求出安全系数减小,得出降雨是诱发岩质边坡失去稳定的主要因素。
韩光, 李连崇, 王大国[8]2008年在《流固耦合作用下节理岩质边坡失稳过程的RFPA模拟分析》文中认为利用基于强度折减法的RFPA-Slope对渗流与应力耦合作用下的软弱互层岩质边坡稳定性进行了数值模拟分析,数值模拟不但直观形象地给出了边坡的渗流场、应力场、破坏区分布,而且得到了边坡滑移破坏面的萌生、扩展、贯通以及坡体整体失稳的渐进破坏过程,同时求得安全系数。并与无地下水的稳定性作了比较,结果表明,地下水渗流的作用使坡体位移增大,边坡安全系数减小,明显加大了滑坡范围。对实例的分析说明,RFPA-Slope能够较为准确地预测边坡潜在破坏面的形状与位置及计算相应的稳定安全系数,本文方法对于边坡,特别是对于复杂边坡的稳定性分析具有实用性。
周桂云, 李同春, 金鹏飞[9]2006年在《裂隙岩体边坡稳定性的渗流与应力耦合分析》文中提出用裂隙岩体渗流与应力耦合分析的四自由度全耦合法对岩质边坡进行耦合分析,通过强度折减有限元法求解岩体边坡的稳定安全系数。四自由度全耦合法建立了同时以渗流水压和位移为未知量的耦合方程组,使得渗流场与应力场的求解能够一次性完成,与两场交叉迭代分析方法相比达到了彻底的完全耦合。通过强度折减,整个系统达到不稳定状态,有限元计算将不收敛,此时的折减系数就是安全系数。算例表明由此求得的边坡稳定安全系数和滑动面都与传统方法十分接近。
赵瑜, 李晓红, 卢义玉, 靳晓光[10]2005年在《块裂结构岩质边坡水力学模型及数值模拟》文中进行了进一步梳理把块裂结构岩质边坡看作拟连续介质与块裂介质广义双重介质,运用现代分形理论,建立了1-2级主干裂隙分形网络,并根据两类介质接触处水头相等及节点流量相等建立了合理的块裂结构边坡叁维水力学模型,给出了有限元解法,模拟了叁峡工程的蓄水位至175m时边坡渗流场与应力场的变化,在应用上有较好的可靠性与广泛性。
参考文献：
[1]. 裂隙岩质边坡渗流场与应力场耦合分析及工程应用[D]. 张电吉. 中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所）. 2003
[2]. 库水升降条件下库区及邻谷岸坡稳定性研究[D]. 丛璐. 长安大学. 2014
[3]. 泄洪雾雨区裂隙岩质边坡饱和-非饱和渗流场与应力场耦合分析[J]. 王环玲, 徐卫亚, 童富国. 岩土力学. 2008
[4]. 裂隙砂岩渗流场与应力场耦合的试验研究及其工程应用[D]. 屈建军. 叁峡大学. 2010
[5]. 节理岩质边坡地下水渗流的离散元分析[J]. 王艳丽, 王勇, 许建聪, 伍国军. 地下空间与工程学报. 2008
[6]. 裂隙岩质边坡渗流与非连续变形耦合过程分析[J]. 刘晓丽, 林鹏, 韩国锋, 何冠鸿. 岩石力学与工程学报. 2013
[7]. 降雨入渗对裂隙岩质边坡稳定性的影响[D]. 史绪鑫. 大连理工大学. 2014
[8]. 流固耦合作用下节理岩质边坡失稳过程的RFPA模拟分析[J]. 韩光, 李连崇, 王大国. 辽宁科技大学学报. 2008
[9]. 裂隙岩体边坡稳定性的渗流与应力耦合分析[J]. 周桂云, 李同春, 金鹏飞. 水利水电科技进展. 2006
[10]. 块裂结构岩质边坡水力学模型及数值模拟[J]. 赵瑜, 李晓红, 卢义玉, 靳晓光. 岩土力学. 2005
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