發(fā)布時(shí)間：2020-02-19 03:34

【摘要】：為了研究雨水反復(fù)浸蝕作用對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響,根據(jù)不同強(qiáng)度的降雨,對(duì)邊坡臺(tái)階和坡面進(jìn)行雨水浸潤(rùn)范圍的劃分,利用ABAQUS有限元軟件并采用更有效的參數(shù)折減方式對(duì)雨水的反復(fù)浸蝕作用進(jìn)行模擬。結(jié)果顯示:采用經(jīng)過(guò)調(diào)整的參數(shù)折減方式使得內(nèi)摩擦角的折減路徑更貼近反正切函數(shù)曲線;在劃分邊坡浸潤(rùn)區(qū)后,經(jīng)過(guò)強(qiáng)度折減,邊坡主要沿著坡面浸潤(rùn)區(qū)發(fā)生破壞。雖然邊坡內(nèi)部大多都在強(qiáng)度范圍之內(nèi),但邊坡的安全系數(shù)逐步越低;隨著邊坡浸潤(rùn)區(qū)范圍的擴(kuò)大,坡腳處的塑性區(qū)域逐漸減小,邊坡也從整體失穩(wěn)破壞過(guò)渡到局部浸潤(rùn)區(qū)產(chǎn)生滑移體,不會(huì)再產(chǎn)生傳統(tǒng)的塑性貫通區(qū)。
【圖文】：

的判定。目前有3種比較認(rèn)可的邊坡失穩(wěn)判據(jù):邊坡是否產(chǎn)生塑性貫通區(qū);數(shù)值計(jì)算是否可以進(jìn)行下去即計(jì)算的收斂性;特征部位的位移發(fā)生突變。本研究以特征部位位移的突變性作為失穩(wěn)判據(jù)，同時(shí)結(jié)合以塑性區(qū)是否貫通和計(jì)算收不收斂作為該判據(jù)的補(bǔ)充并且結(jié)合ABAQUS運(yùn)行的檢測(cè)。2.2建模與研究方法(1)從研山邊坡勘查報(bào)告上獲知，邊坡上部第四系土層階段坡面角設(shè)為32°時(shí)，第四系邊坡抗滑安全系數(shù)均大于1.30，滿足要求。本研究主要通過(guò)劃分雨水浸潤(rùn)區(qū)研究雨水對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響，仍然將模型的階段坡面角設(shè)為32°，幾何尺寸如圖1(a)所示。圖1邊坡計(jì)算模型Fig．1Calculationmodelofslope(2)針對(duì)降雨對(duì)邊坡的不同浸潤(rùn)程度，將邊坡坡面的浸潤(rùn)深度分別劃分為0.4、0.8、1m，臺(tái)階的浸潤(rùn)深度要大于坡面浸潤(rùn)深度的3倍，如圖1(b)所示。(3)最下一臺(tái)階定義為基巖段，上部定義為土層段，整體加載天然容重，浸潤(rùn)區(qū)加載飽和容重進(jìn)行力的模擬，邊界條件制約模型下邊界水平、垂直方向的位移和模型左右邊界的水平位移。(4)根據(jù)所選取的邊坡失穩(wěn)判據(jù)，對(duì)邊坡坡面的浸潤(rùn)深度為0、0.4、0.8、1m的4種工況進(jìn)行數(shù)值模擬時(shí)，采用理想的彈塑性模型，和M－C屈服準(zhǔn)則，計(jì)算時(shí)首先施加重力載荷獲得初始應(yīng)力狀態(tài)，然后在折減步定義土體強(qiáng)度參數(shù)的折減。2.3土體強(qiáng)度參數(shù)的選取對(duì)現(xiàn)場(chǎng)取來(lái)的土進(jìn)行土工試驗(yàn)，主要是采用固結(jié)快剪的方法進(jìn)行土的直接剪切試驗(yàn)。為了模擬土層在邊坡開(kāi)挖暴露后，經(jīng)過(guò)數(shù)次降雨飽和與干燥飽和后的抗剪強(qiáng)度變化情況，即雨水的反復(fù)浸蝕作用對(duì)強(qiáng)度參數(shù)的影響，分別進(jìn)行了自然狀態(tài)下的土樣試驗(yàn)與飽和干燥再飽和5次、10次后的土樣試驗(yàn)，得到粉土在3種不同工況下的內(nèi)摩擦角和黏聚力。粉土在經(jīng)過(guò)飽和干燥再飽和10次后，材料強(qiáng)度折減過(guò)大，表明高

圖2不同坡面浸潤(rùn)深度的邊坡塑性區(qū)Fig．2Plasticzoneofslopeswithdifferentdepthofinfiltration圖3不同坡面浸潤(rùn)深度的邊坡位移增量Fig．3Slopedisplacementincrementofdifferentslopeinfiltrationdepth從圖3(b)可以看出邊坡雨水浸潤(rùn)深度為0.4m的時(shí)候所產(chǎn)生的位移增量貫通區(qū)與圖3(a)基本一樣，表明邊坡仍具有整體失穩(wěn)的趨勢(shì)，當(dāng)邊坡坡面雨水浸潤(rùn)深度為0.8m時(shí)，，位移增量貫通區(qū)變得非常模糊，而在雨水浸潤(rùn)深度為1m的時(shí)候，已經(jīng)看不到位移增量貫通區(qū)，2計(jì)算步之間產(chǎn)生的最大位移出現(xiàn)在邊坡坡面浸潤(rùn)區(qū)，表明邊坡從整體失穩(wěn)破壞逐步過(guò)渡到局部浸潤(rùn)區(qū)產(chǎn)生滑移體，不會(huì)再產(chǎn)生傳統(tǒng)的塑性貫通區(qū)。由于邊坡局部浸潤(rùn)區(qū)產(chǎn)生了滑移體，造成邊坡安全系數(shù)降低，這與圖2得出的結(jié)果一致。選取邊坡左上角頂點(diǎn)得到邊坡坡面浸潤(rùn)深度為0、0.4、0.8、1m時(shí)位移時(shí)步曲線如圖4所示。圖4顯示了邊坡左上角點(diǎn)的位移時(shí)步曲線，從圖4可以看出不同坡面浸潤(rùn)深度的邊坡都出現(xiàn)了不同位移拐點(diǎn)，即邊坡出現(xiàn)了突然的大變形，對(duì)比邊坡失穩(wěn)的幾種判據(jù)并結(jié)合本研究數(shù)值的計(jì)算過(guò)程，本研究選取位移突然發(fā)生變化作為邊坡失穩(wěn)的判據(jù)，將對(duì)應(yīng)的時(shí)步代入公式(7)得到安全系數(shù)如表2所示。·145·馬文成等:雨水反復(fù)浸蝕對(duì)露天礦邊坡穩(wěn)定性影響分析2017年第4期

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 卜林;徐濤;張?jiān)平?;強(qiáng)度折減法在含軟弱結(jié)構(gòu)面巖坡穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用[J];有色金屬(礦山部分);2014年03期

2 任月龍;才慶祥;張永華;舒繼森;韓流;;巖體蠕變對(duì)露天礦邊坡穩(wěn)定性的影響[J];金屬礦山;2014年05期

3 蔡路軍;馬建軍;周大華;劉松;潘欣;;基于ABAQUS的邊坡失穩(wěn)綜合判據(jù)法[J];武漢科技大學(xué)學(xué)報(bào);2011年05期

4 曾逸;;溫控參數(shù)有限元法在邊坡穩(wěn)定分析中的應(yīng)用[J];四川水利;2010年05期

5 張緒濤;;ABAQUS強(qiáng)度折減法在邊坡穩(wěn)定分析中的應(yīng)用[J];人民長(zhǎng)江;2009年09期

6 才慶祥;周偉;舒繼森;劉勇;彭洪閣;;大型近水平露天煤礦端幫邊坡時(shí)效性分析及應(yīng)用[J];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2008年06期

7 王振剛;趙法鎖;王輝;何青峰;王雷;;坡面侵蝕破壞對(duì)黃土邊坡穩(wěn)定性影響分析[J];水利與建筑工程學(xué)報(bào);2007年01期

8 曹先鋒;徐千軍;;邊坡穩(wěn)定分析的溫控參數(shù)折減有限元法[J];巖土工程學(xué)報(bào);2006年11期

9 曹先鋒;徐千軍;;溫控參數(shù)有限元法在邊坡穩(wěn)定分析中的應(yīng)用[J];巖土力學(xué);2005年S2期

10 鄭穎人,趙尚毅;巖土工程極限分析有限元法及其應(yīng)用[J];土木工程學(xué)報(bào);2005年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 左治興;露天轉(zhuǎn)地下開(kāi)采過(guò)程中高陡邊坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)與控制技術(shù)研究[D];中南大學(xué);2009年

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 Gao Shiyou;Zhou Wei;Shi Xuyang;Cai Qingxiang;Crusoe Garmondyu E.Jr.;Jisen Shu;Huang Yuejun;;Mechanical properties of material in a mine dump at the Shengli #1 Surface Coal Mine,China[J];International Journal of Mining Science and Technology;2017年03期

2 石光耀;趙登娟;;平朔東露天礦東北幫滑坡區(qū)邊坡穩(wěn)定性分析與治理[J];露天采礦技術(shù);2017年05期

3 馬文成;張娟霞;郭獻(xiàn)章;楊治華;袁名家;;雨水反復(fù)浸蝕對(duì)露天礦邊坡穩(wěn)定性影響分析[J];金屬礦山;2017年04期

4 周磊;朱哲明;李元鑫;;基于有限元強(qiáng)度折減法分析主應(yīng)力方向?qū)λ淼婪�(wěn)定性的影響[J];現(xiàn)代隧道技術(shù);2017年02期

5 曹蘭柱;王珍;王東;宋子嶺;;露天煤礦端幫逆傾軟巖邊坡穩(wěn)定性研究[J];煤炭科學(xué)技術(shù);2017年03期

6 Zhang Tianwen;Cai Qingxiang;Han Liu;Shu Jisen;Zhou Wei;;3D stability analysis method of concave slope based on the Bishop method[J];International Journal of Mining Science and Technology;2017年02期

7 吳明輝;盛建龍;張晶;;抗滑樁位置對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響程度的研究[J];化工礦物與加工;2017年03期

8 李亞勇;張桂鳳;靳曉光;;基于流固耦合的強(qiáng)度折減法研究地下水滲流對(duì)隧道穩(wěn)定性的影響[J];鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào);2017年03期

9 喬燕珍;張周愛(ài);馬力;;露天煤礦拋擲爆破與端幫靠幫開(kāi)采應(yīng)用研究[J];煤炭技術(shù);2017年02期

10 候玲;薛海斌;周澤華;劉海偉;潘峰;;基于ABAQUS二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)的邊坡有限元強(qiáng)度折減法研究[J];西安理工大學(xué)學(xué)報(bào);2016年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 孫琦;膏體充填開(kāi)采膠結(jié)體的強(qiáng)度和蠕變特性研究及應(yīng)用[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2013年

2 薛錦春;礦山邊坡巖體非線性力學(xué)分析與安全預(yù)警系統(tǒng)研究[D];中南大學(xué);2012年

3 王東;露井聯(lián)采逆傾邊坡巖移規(guī)律及穩(wěn)態(tài)分析研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2011年

【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 丁立明;才慶祥;劉雷;馬力;周偉;;軟弱夾層對(duì)露天礦邊坡穩(wěn)定性的影響[J];金屬礦山;2012年04期

2 呂金星;舒繼森;韓流;舒應(yīng)秋;;內(nèi)排土場(chǎng)對(duì)露天礦端幫穩(wěn)定性的影響[J];金屬礦山;2012年03期

3 張緒濤;;ABAQUS強(qiáng)度折減法在邊坡穩(wěn)定分析中的應(yīng)用[J];人民長(zhǎng)江;2009年09期

4 才慶祥;周偉;舒繼森;劉勇;彭洪閣;;大型近水平露天煤礦端幫邊坡時(shí)效性分析及應(yīng)用[J];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2008年06期

5 姜兆華;李繼祥;段文付;;有限元強(qiáng)度折減法在邊坡穩(wěn)定分析中的應(yīng)用[J];武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);2008年02期

6 蔣斌松;康偉;;邊坡穩(wěn)定性中BISHOP法的解析計(jì)算[J];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2008年03期

7 才慶祥;周偉;車(chē)兆學(xué);劉勇;彭洪閣;;近水平露天煤礦端幫靠幫開(kāi)采方式與剝采比研究[J];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2007年06期

8 O@峗;皇甫軍;;有限元強(qiáng)度折減理論求安全系數(shù)及存在的問(wèn)題[J];西部探礦工程;2007年02期

9 劉勇;車(chē)兆學(xué);李志強(qiáng);才慶祥;;露天煤礦端幫殘煤開(kāi)采及邊坡暴露時(shí)間分析[J];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2006年06期

10 ;Study of Slope Reinforcement Force Based on FLAC[J];Journal of China University of Mining & Technology(English Edition);2006年02期

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;國(guó)際邊坡工程會(huì)議會(huì)訊[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2004年06期

2 徐偉;華錫昌;;論環(huán)境邊坡工程的設(shè)計(jì)與防治措施[J];資源環(huán)境與工程;2009年04期

3 孫秀華;毛國(guó)瑞;;燃燒劑在邊坡控制爆破工程上的應(yīng)用[J];爆破器材;1987年02期

4 亞南，趙其華，王蘭生，羅光遠(yuǎn);邊坡工程的爆破效應(yīng)分析[J];地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù);1995年01期

5 王在泉;邊坡工程系統(tǒng)泥化夾層置換監(jiān)測(cè)與分析[J];礦冶工程;1999年02期

6 王在泉;邊坡工程系統(tǒng)穩(wěn)定性薄弱部位的預(yù)測(cè)與控制[J];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1999年06期

7 譚文輝,蔡美峰;邊坡工程研究中的新理論和新方法評(píng)述[J];有色金屬(礦山部分);2001年01期

8 解殿春;;蘭尖鐵礦蘭山南幫邊坡工程處理[J];金屬礦山;1989年09期

9 夏元友,朱瑞賡;邊坡工程集成式智能輔助決策系統(tǒng)研究[J];自然災(zāi)害學(xué)報(bào);1999年01期

10 王在泉,王建波;復(fù)雜邊坡工程穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)及信息施工[J];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2000年06期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 張四維;;邊坡工程及計(jì)算機(jī)管理技術(shù)研究[A];面向21世紀(jì)的科技進(jìn)步與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展（下冊(cè)）[C];1999年

2 潘曉東;丁伯陽(yáng);彭衛(wèi)兵;;高速公路高邊坡數(shù)據(jù)庫(kù)及防護(hù)決策數(shù)字化管理系統(tǒng)研究[A];工程設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)技術(shù)：第十五屆全國(guó)工程設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

3 劉建軍;裴桂紅;薛強(qiáng);;邊坡排水效果的有限元數(shù)值模擬[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2005論文摘要集（下）[C];2005年

4 張梅英;;微束分析應(yīng)用于邊坡工程的研究[A];第六次全國(guó)電子顯微學(xué)會(huì)議論文摘要集[C];1990年

5 高艷平;王余慶;辛鴻博;;預(yù)測(cè)邊坡地震穩(wěn)定性的灰色關(guān)聯(lián)計(jì)算實(shí)用方法[A];第九屆全國(guó)巖石動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

6 葉萬(wàn)軍;陳志新;邢嬌秀;張俊;;黃土高邊坡優(yōu)化設(shè)計(jì)[A];全國(guó)巖土與工程學(xué)術(shù)大會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2003年

7 何滿潮;姚愛(ài)軍;姚磊華;;邊坡體內(nèi)地下水排水模式與邊坡穩(wěn)態(tài)關(guān)系研究[A];第六屆全國(guó)工程地質(zhì)大會(huì)論文集[C];2000年

8 柴賀軍;唐勝傳;李海平;;公路邊坡三維可視化建模系統(tǒng)研究[A];中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)工程地質(zhì)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)、貴州省巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)2005年學(xué)術(shù)年會(huì)暨“巖溶·工程·環(huán)境”學(xué)術(shù)論壇論文集[C];2005年

9 王恭先;馬惠民;鳳懋潤(rùn);王園;;中國(guó)鐵路與公路建設(shè)中的邊坡工程[A];第二屆全國(guó)巖土與工程學(xué)術(shù)大會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2006年

10 李長(zhǎng)鳳;杜文學(xué);李世文;;邊坡工程穩(wěn)定性分析的可靠性方法研究與應(yīng)用[A];隨機(jī)振動(dòng)理論與應(yīng)用新進(jìn)展——第六屆全國(guó)隨機(jī)振動(dòng)理論與應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2008年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 浙江水文隊(duì)擔(dān)綱 張定章　黃慧琴;浙江首個(gè)公路邊坡檢測(cè)項(xiàng)目完工[N];地質(zhì)勘查導(dǎo)報(bào);2009年

2 張定章　黃慧琴;浙江首批公路邊坡檢測(cè)項(xiàng)目圓滿完工[N];中國(guó)礦業(yè)報(bào);2009年

3 申新山;柔性生態(tài)邊坡工程系統(tǒng)(上)[N];中國(guó)花卉報(bào);2009年

4 申新山;柔性生態(tài)邊坡工程系統(tǒng)（下）[N];中國(guó)花卉報(bào);2009年

5 本報(bào)記者 劉遠(yuǎn);種下“生態(tài)袋”,收獲“綠表情”[N];南京日?qǐng)?bào);2008年

6 張桐 段立媛;北京:生態(tài)袋“鎖”土滲水固邊坡[N];中國(guó)交通報(bào);2010年

7 記者 羅雪燕;今年將投8億多元治理隱患點(diǎn)及邊坡[N];深圳特區(qū)報(bào);2010年

8 本報(bào)記者　沈勇;一味追求暴利的經(jīng)營(yíng)不會(huì)長(zhǎng)久[N];深圳特區(qū)報(bào);2006年

9 袁會(huì)暢邋本報(bào)記者 柴國(guó)榮 徐祖賢;生態(tài)型公路：浙江公路可持續(xù)發(fā)展的必然選擇[N];中國(guó)經(jīng)濟(jì)時(shí)報(bào);2008年

10 本報(bào)通訊員 曉新;廊坊環(huán)城水系主體工程即將完成[N];石油管道報(bào);2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 聶春龍;邊坡工程風(fēng)險(xiǎn)分析理論與應(yīng)用研究[D];中南大學(xué);2012年

2 徐興華;公路邊坡信息綜合管理與安全評(píng)判決策[D];浙江大學(xué);2011年

3 呂慶;邊坡工程災(zāi)害防治技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2006年

4 Aref Mohammed Othman Al-Jabali（阿里夫）;遼寧本溪工源水泥5000t/d熟料生產(chǎn)線邊坡地質(zhì)環(huán)境工程研究及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)[D];吉林大學(xué);2010年

5 喻和平;區(qū)間分析理論及其在邊坡工程中的應(yīng)用[D];河海大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王飛;滇西南地區(qū)高速公路高邊坡調(diào)查及抗震穩(wěn)定性分析[D];長(zhǎng)安大學(xué);2015年

2 楊耀宗;地震荷載作用下江北區(qū)頭塘小學(xué)泥巖邊坡的安全性分析[D];重慶交通大學(xué);2015年

3 安永昌;山區(qū)公路擋墻防護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)與應(yīng)用[D];重慶交通大學(xué);2015年

4 孫國(guó)慶;地震和降雨影響下松散堆積體邊坡的穩(wěn)定性研究[D];重慶大學(xué);2015年

5 方明宇;豎向加筋技術(shù)在邊坡工程中的應(yīng)用研究[D];重慶大學(xué);2015年

6 劉治興;高速公路邊坡植物不同生長(zhǎng)期防護(hù)效果研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2016年

7 曾鋒;降雨對(duì)邊坡滲流場(chǎng)及穩(wěn)定性影響分析[D];華南理工大學(xué);2016年

8 李克;土質(zhì)邊坡動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的機(jī)理及有限元分析[D];沈陽(yáng)建筑大學(xué);2016年

9 徐善常;鐵路邊坡樁錨結(jié)構(gòu)受力特性研究及工程應(yīng)用[D];蘭州交通大學(xué);2016年

10 李振;降雨條件下路堤邊坡穩(wěn)定性研究[D];安徽建筑大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2580903