基于有限元分析法的河道生态岸坡治理稳定性探析

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边坡有限元稳定性分析方法应用浅析

边坡有限元稳定性分析方法应用浅析

边坡有限元稳定性分析方法应用浅析本文以具体工程为案例,采用不同的线弹性有限元分析方法,对某工程区边坡进行稳定计算,并将结果对比分析,为工程设计提供理论支撑。

标签:边坡;线弹性有限元;变形;应力0 引言目前,边坡稳定性的分析方法主要有极限平衡法、塑性极限分析法和有限元法等。

极限平衡法目前应用最为广泛,该方法视潜在滑体为刚体,未考虑应力—应变关系,不能求得边坡的真实受力状况。

塑性极限分析法虽克服了上述不足,但也只能给出假设滑动面上的应力场和位移场,同样不能考虑整体变形对其稳定的影响。

而有限元法其优势在于可计算土坡的变形和应力分布,大致确定潜在滑动面的位置,为工程设计提供更可靠的依据。

本文以具体工程为案例,采用两种不同的有限元方法对其稳定性进行研究分析,得出的结论可供工程设计参考。

1、工程及边坡概况某工程位于甘肃省境内,属三等中型工程,左岸坝肩边坡属枢纽区A类Ⅱ级边坡,区域地震基本烈度为Ⅶ度,设防烈度为Ⅶ度。

工程坝址位于峡谷进口处,两岸山体相对高差大于150m。

坝址左岸为岩质岸坡,自然坡度70~80°,局部近直立,岩体中未发现顺河向断层和缓倾角软弱结构面,中陡倾角结构面规模较小;岸坡岩体强风化(或卸荷)厚度5~10m,局部15m,弱风化带厚度一般15~20m,局部达25m左右;透水性小于3Lu的岩体埋深35m左右。

2、边坡稳定分析2.1 计算模型由于天然边坡顺河向地质情况及边坡体形变化不大,计算模型可以简化为平面应力应变问题进行计算。

按照实际地形进行建模,横河向宽度约170m,铅直向高度约300m。

模型左右边界施加对应方向的法向约束,模型底部边界施加竖向约束。

计算模型采用ANSYS平面有限元单元划分为四节点四边形单元,模型单元17472个、节点17849个。

采用PHASE2离散网格划分为三节点的三角形单元,模型单元3004个、节点1699个。

计算模型及划分网格见图2.1-1。

按照左岸坝肩边坡不同时期,分为天然工况、正常蓄水工况、正常蓄水工况+暴雨、正常蓄水工况(天然工况)+地震荷载。

基于极限平衡法及有限元法的边坡稳定性综合分析

基于极限平衡法及有限元法的边坡稳定性综合分析

基于极限平衡法及有限元法的边坡稳定性综合分析边坡稳定性是岩土工程中一个非常重要的问题,直接关系到边坡的安全运营和人民生命财产的安全。

为了研究边坡的稳定性,可以采用极限平衡法和有限元法进行综合分析。

极限平衡法是一种常用的边坡稳定性分析方法,它基于边坡在达到稳定状态时受到的平衡力原理。

其基本思想是,在边坡稳定过程中,边坡的抗滑力应该大于或等于外力作用在边坡上的附加抗滑力,从而实现边坡的稳定。

通过极限平衡法可以计算边坡的安全系数,如果安全系数大于1,则说明边坡稳定;否则,需要采取相应的加固措施。

有限元法是一种数值计算方法,可以对边坡进行力学分析。

有限元法将边坡划分成许多小的单元,通过对单元进行应力分析,然后再将各个单元的结果进行耦合,得到边坡整体的稳定性。

有限元法能够考虑材料的非线性、边坡的复杂形状以及边坡上的各种工况,具有较高的精确度和灵活性。

在边坡稳定性综合分析中,可以结合极限平衡法和有限元法的优点,进行更加精确的分析。

可以利用极限平衡法对边坡的整体稳定性进行初步评估,得到边坡的安全系数。

然后,可以使用有限元法对边坡进行更加详细的力学计算,考虑材料的非线性特性以及复杂的边界条件,得到边坡的应力、变形等参数。

将有限元法得到的结果与极限平衡法的结果进行对比,验证极限平衡法的合理性,并根据需要进行相应的修正。

综合分析可以更全面地评估边坡的稳定性,为边坡的设计和加固提供科学依据。

可以根据有限元法的分析结果,确定边坡上的最不稳定部位,并进行有针对性的加固措施,提高边坡的安全性。

基于极限平衡法和有限元法的边坡稳定性综合分析能够结合两种方法的优点,提高边坡稳定性分析的精确度和可靠性,对于岩土工程的设计和施工具有重要意义。

基于极限平衡法及有限元法的边坡稳定性综合分析

基于极限平衡法及有限元法的边坡稳定性综合分析

基于极限平衡法及有限元法的边坡稳定性综合分析随着城市建设的快速发展,边坡工程在现代土木工程中扮演着重要的角色。

边坡工程的稳定性分析是边坡设计的基础,对于预防边坡灾害和保障工程安全具有重要意义。

目前,常用的边坡稳定性分析方法主要有极限平衡法和有限元法。

本文将结合这两种方法,进行边坡稳定性的综合分析。

极限平衡法是一种经验法,它基于土体的界面平衡原理和力学基本原理,运用边坡倾覆和滑动的平衡条件,来判断边坡的稳定性。

极限平衡法根据土体的内摩擦角和抗剪强度,计算边坡的安全系数,并判断边坡的稳定性。

在进行极限平衡法分析时,需要确定土体的物理性质和工程参数,如土体重度、土体摩擦角和土体的抗剪强度等。

还需要确定边坡的几何参数,如边坡的高度和坡度等。

通过计算这些参数,可以得到边坡的稳定状态。

有限元法是一种数值分析方法,它基于土体的弹性力学和塑性力学原理,通过将边坡划分为无数个小单元,利用节点间的位移和应力关系,求解边坡的力学行为和变形情况。

有限元法需要建立边坡的有限元模型,并进行边界条件的设定,如边坡的支撑情况和外载荷等。

通过求解有限元模型的位移和应力场,可以得到边坡的力学行为和变形情况。

根据土体的破坏准则(如 Mohr-Coulomb准则),可以计算边坡的稳定系数,并判断边坡的稳定性。

与极限平衡法相比,有限元法可以更准确地描述边坡的力学行为和变形情况,同时考虑了土体的非线性和复杂边界条件。

有限元法需要建立复杂的有限元模型,并对模型的参数和边界条件进行合理的设定,需要较多的计算资源和时间。

在实际工程中,通常将极限平衡法作为快速预估和初步设计的工具,将有限元法作为精细分析和优化设计的工具。

基于极限平衡法和有限元法的边坡稳定性综合分析,可以充分考虑土体的力学行为和变形特性,得到较为准确和可靠的边坡稳定性评价结果。

在进行边坡工程的设计和施工中,可以根据不同的需求和精度要求,选择合适的分析方法,并结合实际工程经验,进行边坡稳定性的评估和优化设计,以确保工程的安全可靠性。

如何进行边坡稳定性分析和治理设计

如何进行边坡稳定性分析和治理设计

如何进行边坡稳定性分析和治理设计导语:边坡是指山体或路基的斜坡部分,其稳定性对于保障公共安全和预防自然灾害具有重要意义。

本文将介绍如何进行边坡稳定性分析和治理设计,以便为相关工程提供科学依据。

一、边坡稳定性分析边坡稳定性分析是衡量边坡是否具备抵抗外力和重力作用的能力的过程。

下面介绍几个常见的边坡稳定性分析方法。

1. 落石模拟法:通过模拟边坡上可能存在的落石情况,评估其对边坡稳定性的影响。

可以利用计算机软件进行模拟,根据模拟结果进行边坡设计和治理。

2. 有限元法:这是一种工程力学中经典的数值分析方法。

通过将边坡分割为离散的小单元,建立数学模型,模拟实际边坡的物理特性和受力情况,从而预测边坡的稳定性。

3. 土工试验法:通过对采集的边坡土样进行实验室试验,获取不同土体的物理力学参数,如摩擦角、内摩擦角和抗剪强度等。

这些参数可作为边坡稳定性分析的依据,进一步分析边坡的稳定性。

二、边坡治理设计边坡治理设计是指根据边坡稳定性分析的结果,制定相应的治理方案,以提高边坡的稳定性和安全性。

下面介绍常见的边坡治理设计方法。

1. 土保工程:减轻土质边坡的滑坡、塌方和泥石流等问题的治理措施。

如对边坡进行加固,采用挖槽、钢筋网片和喷锚等方法,提高土体的抗滑性能。

2. 扶坡工程:主要应用于边坡边沟的处理,通过修建围护墙、栅栏和截沟等手段,增强边沟的排水和保护作用,从而减少因坡脚冲刷引发的边坡变形。

3. 植被工程:通过种植具有较强根系的植物,如草丛、灌木和乔木等,增加边坡表面的抗蚀能力和固结性能。

植被工程是一种生态环境友好型的边坡治理手段。

4. 减负载措施:适用于边坡受到大型建筑物、岩石堆栈或河流水压等外力负载的情况。

可以通过调整建筑物的布置、排水措施和加固设计等方法,减轻边坡承载压力,提高边坡的稳定性。

结语:边坡稳定性分析和治理设计是工程建设中至关重要的环节,直接关系到公共安全和环境保护。

通过科学的分析和合理的设计,可以有效预防边坡灾害的发生,保障工程的安全运行。

基于三维有限元的凤亭河水库坝坡稳定性分析

基于三维有限元的凤亭河水库坝坡稳定性分析
*)基本理论与计算方法
! @G)))破坏比( ! > )))应力水平& > 的物理意义为土体中实际的主应力差 " %# I%Z $ 与极限状态下的主应力差 " %# I%Z $ G之比# > n# 表示土体已被剪坏#> _# 表示土体处于极限状 态#> o# 表示土体未被剪坏& 因此 > 是坡体内是否产 生极限平衡区的一项重要指标&
% 基金项目广西水利厅科技项目 145&$#&#Y
"*
何令祖等 \基于三维有限元的凤亭河水库坝坡稳定性分析! !!!!
!!工程上常用的土石坝坝坡稳定分析方法有!传统 刚体极限平衡法%基于有限元分析的刚体极限平衡法% 塑性极限分析和模糊极值理论& 刚体极限平衡法发展 较为成熟#因此目前在坝坡稳定分析的工程实践中基 本上都采 用 这 种 方 法& . 碾 压 式 土 石 坝 设 计 规 范/ " ld\*-ZY-)&$$%$ 中明确指出!坝坡抗滑稳定计算应 采用刚体极限平衡法#但按照刚体极限平衡的思想进 行力学分 析# 没 有 考 虑 土 体 本 身 的 应 力)应 变 关 系& 塑性极限分 析 和 模 糊 极 值 理 论 考 虑 了 土 体 本 身 的 应 力)应变关系#可以假定土体为刚塑性体#但计算较为 复杂& 基于有限元分析的刚体极限平衡法结合圆弧滑 动法进行分析#假定滑动面为圆弧面#仍采用条分法进 行计算#所不同的是滑裂面处的内力系由该处的应力 转化而成#这和土体的实际工作状态相符& 最危险滑 弧仍采用试算法#但如果试算的滑弧数目过多#则会出 现工作量大%效率低的现象& 为解决这个问题#在假定 滑面时#首先根据数值求解的应力分布成果分析坝体 可能的滑裂面位置#限定最危险滑裂面搜索的范围#可 减小工作量& 计算得到的安全系数与传统极限平衡法 相比略小,#- #这是因为在计算内力时充分考虑了土体 内部变形对滑裂面的影响& 该种分析方法可以为类似 工程的建设提供理论参考&

基于极限平衡法及有限元法的边坡稳定性综合分析

基于极限平衡法及有限元法的边坡稳定性综合分析

基于极限平衡法及有限元法的边坡稳定性综合分析边坡稳定性是地质工程领域中的一个重要问题,涉及到人民群众的安全和生产经济的稳定。

在边坡设计和施工过程中,需要进行稳定性分析,并采取合适的措施来保证边坡的稳定性。

在本文中,我们将介绍基于极限平衡法(Limit Equilibrium Method,LEM)和有限元法(Finite Element Method,FEM)的边坡稳定性综合分析方法。

1. 极限平衡法极限平衡法是边坡稳定性分析中最常用的方法之一,其基本思想是假设边坡体为刚体,计算其在重力作用下的平衡状态。

极限平衡法在计算边坡稳定性参数时,通常考虑两个重要因素:倾覆和滑动。

在极限平衡法中,我们假设边坡底部的土体是一块刚性基础,且边坡面与土体之间的接触面为光滑面。

图1为极限平衡法的计算模型。

![image.png](https:///upload/image_hosting/cr2styqr.png)根据极限平衡法的分析方法,我们可以通过下列公式计算出边坡倾覆的稳定性系数Fs:Fs = Fg / Fr其中,Fg为作用于边坡体上的重力分量,Fr为抵抗倾覆的倾覆力矩。

在实际工程中,我们通常采用Bishop法和Janbu法来计算边坡倾覆稳定性系数。

2. 有限元法有限元法是一种基于数值计算的边坡稳定性分析方法,它能够考虑边坡非线性状态和边坡变形情况,并在一定程度上弥补了极限平衡法的不足。

有限元法将边坡体分割成有限个小单元,在每个小单元中计算出施加载荷时的变形和应力状态,最终得出边坡稳定性。

有限元法的应用需要进行边坡体模型的建立,具体步骤如下:(1) 根据工程设计要求,确定边坡体的几何形状和通过该边坡体的荷载类型。

(2) 使用CAD软件绘制出边坡体三维模型。

(3) 初步确定边坡体的材料属性,并将其转化为有限元法计算所需的几何参数和物理参数。

(4) 将边坡体离散化,即将其分成有限个等大小的小单元,并进行网格划分和节点编号。

基于ANSYS有限元软件的边坡稳定性分析

基于ANSYS有限元软件的边坡稳定性分析摘要:随着计算力学、计算数学、工程管理学与计算机科学的快速发展,数值模拟的技术随之变得越来越成熟。

本文使用ANSYS有限元软件来模拟边坡,运用强度折减法,分析凝聚力和内摩擦角对边坡安全系数的影响,获得相应的位移云图。

把安全系数作为判断边坡稳定性的一个重要的指标,从而及时地发现和避免可能发生的滑坡、崩塌等自然灾害,尽可能地降低人民生命和财产的损失。

关键词:边坡;稳定性;有限元软件;数值模拟;强度折减法引言边坡是指地壳表面具有侧向临空面的地质体,由坡面、坡顶与其下方一定深度的岩土体构成。

边坡存在于大量的工程中,包括但不限于铁路、公路和水利工程等。

近年来,滑坡,泥石流,山体崩塌等灾害时有发生,严重危害了人民的生命及财产安全,给人们的生活造成了重大的威胁,边坡稳定成为社会各界广泛关注的一个问题。

不仅如此,边坡是否稳定会严重影响工程的施工安全、运营安全和建设成本,因此,边坡的稳定性有分析研究的充分必要。

运用数值模拟的方法研究边坡稳定性最早使用的就是有限元法,也是现在最常用的数值模拟方法。

有限元法充分考虑了介质的变形特征,能够正确地反应边坡的受力状态。

既能考虑到边坡沿软弱结构面破坏,还能分析边坡的整体稳定破坏。

1ANSYS有限元软件简介FEA(Finite Element Analysis)是一种高效的,常用的计算方法,它是将连续的对象离散化成若干个有限大小的单元体的集合,从而求解连续体的力学问题。

ANSYS有限元软件包含多中有限元分析类型,从简单的线性静态分析到复杂的非线性动态分析都能够进行计算求解。

2参数选取及计算模型建立2.1 选取背景参数本次数值模拟以国内某矿边坡为对象,采用有限元软件ANSYS分析该边坡结构在不同力学参数条件下的应力应变情况,并判断其稳定性。

边坡的材料属性如表1所示。

2.2 建立计算模型对于边坡这种纵向比较长的实体,计算模型可简化成平面应变问题,即认为边坡所受的外力不随Z轴变化,其在外力作用下所发生的位移和应变都只在自身平面内。

浅析有限元法在边坡稳定性分析中的应用

浅析有限元法在边坡稳定性分析中的应用作者:林兴元来源:《中国新技术新产品》2015年第10期摘要:本文以XXX厂址二分厂后山边坡为例,通过对二分厂后山的边坡基本特征和变形特征进行勘查,利用有限元分析方法进行测定,测定结果为:该边坡在工况一、工况二条件下整体稳定;边坡e-f段、e-l-g段、h-m-g段工况四条件下基本稳定,但安全储备不足;边坡e-m-g段在工况三、工况四条件下基本稳定,但安全储备不足。

最后提出二分厂后山边坡稳定的策略,旨在为边坡治理工程提供依据。

关键词:二分厂后山;边坡稳定;有限元分析中图分类号: P642 文献标识码:A1 二分厂后山边坡基本概况1.1 基本特征边坡区属低山地貌,平面上呈扇形。

坡顶最大高程约640m,坡脚最低高程约520m,相对高差约120m,平均坡向215°,边坡下部陡,平均坡度约45°,中上部较缓,平均坡度约30°,局部形成小平台,植被发育,坡脚为二分厂区。

该边坡在东南角处因基岩出露风化强烈,形成浅表剥落而致使上覆土层发生溜滑,面积约80m2,现已进行了简易的坡面治理。

边坡两侧各发育一条冲沟。

整个边坡高约120m,属于二元结构高边坡,边坡上部覆盖层厚度局部可达70m。

1.2 边坡地层结构勘查区位于龙门山构造带北东段,区内覆盖层主要为第四系崩坡积粘土、含碎石粘土和含粘土碎石,厚度可达50~70米,下伏基岩主要为薄层~中厚层志留系龙马溪组(S1ln)页岩及石炭系总长沟组灰岩(C1z)。

1.3 边坡变形特征根据现场调查,该边坡变形主要集中在边坡后缘和前缘。

边坡后缘变形主要以一些小规模浅层滑塌、拉裂为主。

边坡后缘发育4处小规模浅表滑塌,变形平均厚度2~3m,前缘宽5~10m,轴长约10~15m,平面形态呈扇形,滑塌方向与边坡坡向一致,滑塌方量约100~300m3。

边坡前缘左侧,主要为基岩出露,受多组结构切割形成的楔形体易发生浅表层掉块、崩落。

基于极限平衡法及有限元法的边坡稳定性综合分析

基于极限平衡法及有限元法的边坡稳定性综合分析边坡稳定性是土木工程中的一个重要问题,其稳定性评价也是设计和施工过程中必不可少的一项任务。

在评估边坡稳定性时,可以采用多种方法进行分析和计算,其中极限平衡法和有限元法是两种较为常见的方法。

极限平衡法是一种力学分析方法,其基本思想是在假设边坡破坏的临界状态下,对平衡方程进行分析,并根据达到平衡状态时的受力情况计算出边坡的稳定性。

该方法通常适用于边坡几何形状简单的情况,并且可以根据边坡、岩土土层及地下水的性质,计算出边坡破坏的临界状态。

该方法的优点是计算速度快、适用范围广,但缺点是假设较多,可能会对结果产生一定的误差。

有限元法是一种数值分析方法,基本思想是将研究对象划分成有限个元素,采用数值方法对每个元素内部的物理量进行计算,并将各个元素的结果进行组合,得到整个系统的解。

该方法适用于任意复杂的边坡形状和土层情况,并且可以考虑各种力之间的相互作用。

该方法的优点是精度高、适用范围广,但缺点是计算量大,需要高性能计算机的支持。

综合采用极限平衡法和有限元法的方法,可以更加准确地评估边坡稳定性。

具体分析步骤如下:1. 安排实地调查,收集有关地质、水文等方面的资料,并对边坡进行详细测量和观察。

2. 基于极限平衡法,根据边坡和土层的性质,假设不同的破坏模式,并计算出每种模式的稳定系数。

最后确定最可能的破坏模式,并计算出稳定系数。

3. 使用有限元法,将边坡划分成有限的元素,并进行模拟计算。

计算包括初始状态、荷载施加前后的应力、变形和位移等情况,并分析边坡的破坏机理和稳定性。

4. 根据极限平衡法和有限元法的计算结果,结合实地观察和调查的数据,评估边坡的稳定性,并制定相应的防护措施和工程设计方案。

综上所述,基于极限平衡法和有限元法的边坡稳定性综合分析方法是一种较为全面和准确的方法,有助于提高边坡设计和施工的安全性和可靠性。

基于有限元模拟的溢洪道边坡稳定性分析

河南科技Henan Science and Technology矿业与水利工程总第801期第7期2023年4月收稿日期:2022-10-17作者简介:王硕(1997—),女,硕士生,研究方向:岩土稳定性分析。

基于有限元模拟的溢洪道边坡稳定性分析王硕1冯巧云1田富银2许晖2(1.华北水利水电大学地球科学与工程学院,河南郑州450046;2.中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司,湖南长沙410014)摘要:【目的】重庆市南川区鱼枧水库工程中溢洪道边坡所处位置地质条件复杂,开挖规模较大,加之不确定因素较复杂,导致该工程溢洪道边坡存在安全隐患问题。

【方法】结合溢洪道左侧边坡的总体结构特征,研究选取两个典型剖面及相应的岩体力学参数,利用强度折减法对该边坡分别在不同工况和不同施工工序下进行稳定性分析。

【结果】研究表明:该边坡在未开挖及开挖支护两种工况下均满足稳定性要求,而在开挖未支护时处于不稳定状态;边坡采用边开挖边支护的施工工序比先开挖后支护工序产生的整体位移缩减15%。

【结论】本研究验证了边坡支护方式的合理性,具有一定的指导意义。

关键词:边坡稳定性分析;强度折减法;有限元;数值模拟中图分类号:TV651.1文献标志码:A 文章编号:1003-5168(2023)07-0061-04DOI :10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2023.07.012Stability Analysis of Spillway Slope Based on Finite Element SimulationWANG Shuo 1FENG Qiaoyun 1TIAN Fuyin 2XU Hui 2(1.College of Geosciences and Engineering ,North China University of Water Resources and Electric Power ,Zhengzhou 450046,China ;2.China Electric Power Construction Group Zhongnan Survey and Design Re⁃search Institute Company Limited ,Changsha 410014,China)Abstract :[Purposes ]The spillway slope of Yujian reservoir project in Nanchuan District of Chongqing cityhas complex geological conditions,large excavation scale,and complicated uncertain factors,which result in potential safety hazard the safety hidden trouble of the spillway slope.[Methods ]Combined with the overall structural characteristics of the slope on the left side of the spillway,two typical sections and corresponding rock mass mechanical parameters were selected in this study,and the strength reduction method was used toanalyze the three-dimensional stability of the slope under different working conditions and construction proce⁃dures.[Findings ]The result shows that the slope meets the stability requirement before excavation and after ex⁃cavation support,but it is in an unstable state when the excavation is not supported.The overall maximum dis⁃placement of slope with excavation and support is reduced by 15%compared with that of excavation before support.[Conclusions ]This study verifies the rationality of the slope support scheme,which has certain engi⁃neering application and guiding significance.Keywords :slope stability analysis;strength reduction;the finite element;the numerical simulation0引言近年来我国黔北地区水利产业不断兴起,由于建筑场地的快速扩张,依山傍水的项目也越来越多,导致工程所处环境愈渐复杂。

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从生态岸坡技术措施与理论方法的角度国内外 许多学者开 展 了 大 量 研 究,如 徐 大 建 等 [4]结 合 工 程 实例对比分 析 了 生 态 护 岸 与 传 统 护 岸 的 优 缺 点,结 果发现生态 护 岸 对 保 持 河 道 物 种 多 样 性、净 化 水 体 环境等具有 明 显 的 优 势;黄 岩 等[5]以 连 云 港 地 区 为 例,结合河道护岸工程对比选择了最优的方案;毕雪 峰等[6]对比分析了生态软体排结构在生态河道固滩 工程中的施 工 方 法 与 技 术 措 施,结 果 发 现 该 方 法 能
价的方法十 分 必 要,对 降 雨 与 坡 地 的 影 响 管 理 方 面 欧美、日本等国家的理论研究较为成熟,从而形成了 相对完善的 河 道 植 被 护 坡 技 术 体 系,其 中 较 为 常 用 的枝条篱墙、液 压 喷 播、树 枝 压 条、活 枝 捆 垛 以 及 三 维网植草护等技术方法,在多个国家的河川堤坝、公 路、铁路、开发 区 建 设、风 景 区 景 观 绿 化 和 库 区 护 坡 等方面得到 广 泛 的 应 用。 目 前,内 河 浮 式 和 柔 性 绿 色生态式 护 岸 为 我 国 常 用 的 新 型 生 态 岸 坡 设 计 形 式,结构形式如图 1所示。
摘 要:文章以上海市崇明区某河道治理工程为例探讨了生态岸坡治理稳定性受多种因素的 影响作用,利用有限元分析法对比分析了不同降雨、水位陡降、行船波及渗流等组合因素和单 因素下的稳定性状态。研究表明:对岸坡生态治理稳定性影响较为显著的因素为水位陡降和 降雨,行船波和渗流对稳定性的影响作用相对较弱。可为城市河道生态治理及护坡方案优选 决策提供一定参考依据。 关键词:城市河道;生态岸坡;稳定性分析;有限元分析 中图分类号:TV861 文献标识码:B
够有效发挥 生 态 护 岸 的 功 能 作 用;何 波 等[7]通 过 调 整与分析过 去 护 航 形 式,探 讨 分 析 了 适 应 于 现 代 化 发展的护岸 技 术 措 施,在 此 基 础 上 提 出 了 符 合 可 持 续发展要求 的 河 道 治 理 生 态 措 施。 鉴 于 此,文 章 结 合现有研究成果综合分析了影响河道生态护岸的各 项因素,从而 确 定 了 治 理 效 益 与 各 因 素 之 间 的 作 用 关系,以期为建设生态河道提供一定的理论依据。
[收稿日期]2019-07-18 [作者简介]吴育君 (1980-),男,江苏江都人,工程师。
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2019年 第 8期 (第 47卷)
黑 龙 江 水 利 科 技 HeilongjiangHydraulicScialNo47)
在生态护坡方案优选与综合评价方面国内许多 学者做了大量研究,但是还未形成系统、完善的决策 方法与评价 体 系,生 态 护 坡 模 式 在 河 道 工 程 规 划 决 策中可能出 现 判 断 失 误 的 情 况,从 而 使 得 无 法 全 方 面发挥生态护坡的作用与优势 。 [11] 在实际工程应 用中甚至存 在 因 缺 乏 科 学 的 评 价 体 系 与 方 法,从 而 使得护坡方 案 建 设 实 施 后 出 现 生 态 环 境 恶 化、护 坡 坍塌等现象。随着这项技术在河道治理工程中应用 的日趋频繁,探 讨 研 究 护 坡 方 案 优 选 决 策 与 综 合 评
0 引 言
城市河道不仅是水系统与生态环境之间物质、 能量交换的 重 要 媒 介,而 且 直 接 决 定 着 人 类 社 会 与 生态自然的 协 调 可 持 续 发 展,且 显 著 影 响 着 城 市 生 态文明建设 的 进 程。 近 年 来,河 道 岸 坡 受 多 种 因 素 的影响出现 了 渗 流、滑 坡 及 坍 塌 等 各 类 问 题。 传 统 河道治理模 式 以 河 道 排 水 能 力 为 根 本 目 标,因 此 比 较注重于城 市 河 道 形 态 布 局、结 构 调 整 和 艺 术 设 计 等内容,而涉 及 生 态 环 境 特 别 是 污 染 问 题 较 为 突 出 的城市河道 岸 坡 治 理 的 内 容 相 对 较 少,进 一 步 使 得 河道水生系 统 物 种 多 样 性、水 体 富 营 养 化 等 生 态 问 题更加突出。在河道岸坡整治过程中生态治理技术 的研究应用 已 成 为 未 来 的 发 展 趋 势,因 此 探 讨 分 析 生态岸坡技术在河道治理中的应用具有重要的现实 意义 。 [1-3]
1 生态岸坡治理
11 生态岸坡治理的内涵 生态护坡相对于传统的护坡技术主要是通过利
用生态系统 自 我 恢 复、能 量 与 物 质 交 换 以 及 相 互 协 调等功能,从 而 构 建 能 够 改 善 河 流 环 境、保 持 水 土、 提高河道 稳 定 性 以 及 景 观 观 赏 度 等 完 整 的 生 态 系 统。岸坡生态治理是指在保证河道排水能力和航运 条件等基本 功 能 的 条 件 下,通 过 合 理 化 设 计 岸 坡 结 构形式充分 利 用 植 被 景 观 措 施,因 地 制 宜 的 选 择 科 学的组织维护形式、管理方法、生态施工技术及护岸 材料,同时兼具人水和谐、景观性、生态性、绿色性及 安全性特征。 因 此,通 过 生 态 岸 坡 设 计 可 有 效 解 决 环境保护与 经 济 发 展 之 间 的 不 协 调 问 题,从 而 有 效 保护河流生 态 环 境 并 满 足 河 道 防 洪、排 涝 等 基 本 功 能需求 。 [8-10] 12 生态岸坡结构形式
2019年 第 8期 (第 47卷)
黑 龙 江 水 利 科 技 HeilongjiangHydraulicScienceandTechnology
文章编号:1007-7596(2019)08-0074-04
No82019 (TotalNo47)
基于有限元分析法的河道生态岸坡治理稳定性探析
吴育君
(上海市崇明区农村水利管理所,上海 202150)
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