用于边坡稳定分析的改进通用条分法

在极限平衡理论的基础上,考虑外部因素（水、拉裂缝、外荷载）与加固措施（锚杆、锚索、土工织物、土钉）对边坡的作用,推导出能模拟各种极限平衡方法的改进通用条分法（IGLE）理论体系,并编写了相应的计算程序-Rslope。运用改进通用条分法（IGLE）模拟了不平衡推力法,并对不平衡推力法（强度储备法）与不平衡推力法（超载法）的安全系数与剩余下滑力进行了精度分析,给出了使用建议。针对工程人员容易混淆剩余下滑力与条间力的情况,对条间法向力与剩余下滑力的水平分力进行对比分析,结果表面二者没有必然联系或者规律。运用Rslope程序与商品化软件slide、SLOPE/W进行了算例分析,对比了自动搜索圆弧滑面、折线型滑面、加固后的边坡安全系数,结果具有很好的一致性。     

强度储备法在岩质高边坡稳定性分析中的应用

强度储备法抓住影响边坡稳定因素中最关键最难确定的强度指标,通过研究不同强度参数所对应的破坏区域的演变关系来分析边坡的稳定性和潜存的破坏机理,是切实可行的。受材料及试验水平限制,以往在该方面的研究仅局限于少数数值分析。本文结合具体边坡工程实践探索强度储备法在岩质高边坡稳定性分析中的应用。在边坡稳定性三维非线性有限元分析中用强度储备法求解边坡在各种工况下的稳定安全系数,并在三维地质力学模型试验中用该方法寻求边坡的稳定安全系数及破坏机理获得成功。数值计算与模型试验所得结果相近。研究成果在工程实践中得到成功的应用。表明强度储备法是岩质边坡稳定分析的有效方法。     

利用不平衡推力法分析昭山地区边坡稳定性

不平衡推力法作为一种重要的边坡稳定性分析的确定性方法,普遍应用于工程实际中.针对牵引式破坏和推移式破坏2种模式下土体条块间力的传递方式不同及相应安全系数的计算方式也存在差异的问题,引入条分法的概念,假定各条块间的相互作用力方向一致,根据这2种失稳模式下各条块间力和力矩的平衡关系,推导出相应边坡安全系数的计算公式.结合具体边坡实例,分析了这2种不同的潜在失稳模式下安全系数的差异,证实了潜在失稳模式对利用不平衡推力法评价边坡稳定性的结果影响较大.     

基于矢量和法的矿山边坡稳定性分析

基于矢量和法的矿山边坡稳定分析方法在边坡的荷载和滑面已知的情况下,运用有限元法计算滑裂面上的真实应力分布,得出滑裂面上各处静滑动摩擦力合力方向的反方向即安全系数的计算方向θ,并在此方向上由抗滑力与滑动力的矢量和得出矢量法安全系数F(θ).本文运用矢量分析法计算出大冶东露天采场F9断裂带内某边坡的安全系数,将计算结果与极限平衡法和有限元强度折减法计算结果进行了分析和比较,分析表明该法与已得到工程验证的有限元强度折减法模拟该边坡渐进破坏的定向分析结果相吻合,说明了矢量分析法的可行性和工程实用性.     

基于矢量和法安全系数的边坡稳定性分析

针对极限平衡法和有限元强度折减法在计算边坡安全系数中存在的问题,结合某工程实际采用矢量和法安全系数对边坡稳定性进行分析,并将其计算结果与传统分析法计算结果进行比较。结果表明,采用边坡矢量和法得到的计算结果与极限平衡法和有限元强度折减法之间的计算结果最大相对误差为9.7%,误差范围为4.2%~9.7%,而与有限元强度折减法计算结果的相对误差仅为5.9%。由此表明采用矢量和法安全系数用于求解边坡的稳定性是可行的。     

破碎岩体隧道洞口开挖诱导滑坡与古滑坡耦合分析

以大栗树高速公路隧道洞口施工为工程背景,研究了在考虑古滑坡因素下洞口工作面边坡失稳及其加固技术。利用钻孔测斜数据（BCD）和Midas GTS折减强度有限元分析模型,分别推测了最危险滑动面,得知两者滑动面位置相似。并采用不平衡推力传递法,基于BCD推断滑动面计算安全系数。以BCD和有限元法的滑动面为基础,将滑动面近似假设为对数螺旋线,考虑地形因素,建立考虑多台阶边坡上限分析模型,研究了不同加固措施对边坡稳定的影响。结果表明,3种方法计算出的边坡安全系数结果相近。     

边坡稳定分析的三维剩余推力法

基于剩余推力法提出了一种边坡稳定分析的三维方法.该法可用于计算具有任意形状滑动面的边坡在复杂荷载作用下三维稳定安全系数.首先将边坡用铅直面离散为柱条,然后采用剩余推力法的原理,基于摩尔库仑准则,根据条柱的静力平衡条件,并考虑条柱间作用力的影响,推导出边坡稳定系数.算例验证了该方法的有效性和可行性.     

考虑整体力矩平衡的改进不平衡推力法

为了提高常用的剩余推力法的精度,通过引入比例因子确定条间力作用倾角,建立同时考虑力平衡和力矩平衡的联立方程组,求得边坡安全系数,并通过算例验证了其可靠性。研究表明:不平衡力矩和边坡安全系数均随着比例因子的变化而接近线性改变;相对于常规不平衡推力法而言,改进法求解安全系数时具有更高的精度和更快的收敛速度;在不考虑水平地震力时,条间力方向与条底滑面基本平行;考虑较大地震力作用时,条间力倾角变化主要集中发生在边坡后部的少数几个条块中。当比例因子为零时,改进不平衡推力法与常规不平衡推力法是一致的,故其可以视作常规法的扩展形式。     

几种常用边坡稳定性分析方法的比较

基于仿真软件Geo-Slop,应用Morgenstern-Price法、Spencer法、Janbu法和Bishop法,分别对深圳外环高速公路某路堑边坡在天然状态和饱和状态下进行稳定性分析,计算得到最危险滑裂面以及相应的边坡安全系数。同时,根据现场调查,基于不平衡推力法分析出边坡最可能的滑裂面,并计算得到沿该滑裂面的安全稳定系数。通过数值分析和现场调查结果对比,得出以下结论:坡体在天然状态的安全系数大于1.0,接近1.2,边坡是稳定的,而在饱和状态下其安全系数小于1.0,坡体不稳定;数值计算分析得到的滑裂面位置与现场调查分析得出的滑裂面的位置一致,证明了结果的可靠性;最后,考虑到该地区雨水多发,坡体在饱和状态下安全系数小于1.0,建议及时对坡体进行支护,防止边坡失稳。     

基于地震作用下传递系数法的边坡稳定性分析

传递系数法是中国建筑边坡工程技术规范中推荐的边坡稳定性计算方法,适用于滑面为结构面的土质边坡和岩质边坡.地震对边坡稳定性有重要影响.规范中只考虑水平地震力的影响,这里研究不同地震力方向的影响.基于传递系数法,可以很方便地将求安全系数问题转换为一个优化问题,通过数值算例表明,安全系数关于地震力的水平方向是对称的.算例还将地震力方向对剩余下滑力的影响可视化地展示出来.     

传递系数法在边坡抗滑桩设计中的应用

以逸家小区边坡防护为案例,综合边坡现场实况,使用传递系数法,将逸家小区边坡平均分成18个条块并对边坡的安全系数和下滑推力进行计算。传递系数法假定上一条块对本条块的推力与上一条块的底滑面相平行,并在计算时忽略力矩的平衡,仅依据力的平衡,参照滑坡的倾向依次向下推算推力,直到最后一条块的剩余推力为零。依据传递系数法对边坡进行稳定性计算分析,可以为边坡的抗滑桩设计提供理论依据。     

基于强度折减法的边坡稳定性有限元工程实例分析

将强度折减法应用于边坡稳定性分析中,折减土体强度,代入有限元程序进行计算,直至计算不收敛,此时的折减系数即为安全系数.结合工程实例,对比强度折减法的边坡稳定性有限元法和传统极限平衡法的计算结果,表明基于强度折减法的边坡稳定性有限元分析是可行的.     

横观各向同性在抗滑桩加固边坡中的应用

讨论了土体强度横观各向同性和非均质性,分析了考虑强度横观各向同性与非均质性边坡的计算方法。采用极限平衡法推导出考虑强度横观各向同性与非均质性边坡稳定计算公式,对安全系数计算方法中土体抗滑力矩与抗滑桩抗滑力矩计算公式进行了修正,得到了同时考虑土体强度横观各向同性与非均质性抗滑桩加固边坡的计算方法。通过实例验证,得到当假定水平粘聚力不变,在考虑土体强度横观各向同性时计算安全系数相对误差小于不考虑土体强度横观各向同性边坡。在实际抗滑桩加固边坡工程中考虑土体强度横观各向同性是必要的。     

溪洛渡高拱坝渐进破坏过程仿真分析与稳定安全度研究

采用三维弹塑性有限元方法，模拟施工程序和加载过程，考虑坝体基础相互作用，利用强度储备系数法、超载系数法和能量法等，对坝体－坝基系统进行渐进破坏过程计算分析。计算结果表明，模拟破坏的方法不同，其渐进破坏过程和失稳模式不同，相应强度储备安全系数和超载安全系数也不同，而用强度分析法和稳定分析法求得的极限承载能力完全一致，大坝的稳定安全度满足要求。     

基于GIS的边坡三维稳定性计算

根据高速公路高边坡的钻孔资料,利用ArcMap建立进行三维边坡稳定性分析的TIN数据层和栅格数据层,将栅格数据模型的各层对应栅格块视为一个滑坡单元体,通过读取相应栅格值进行稳定性计算.针对顺层滑坡的特点,采用ArcGIS集成的VBA开发环境,提出了一种三维折线法分析边坡的稳定性.该方法通过对栅格数据的重采样,可以计算任意滑动方向三维边坡的安全系数,通过选择最小安全系数来确定边坡的主滑动方向.结合某高速公路大型岩质滑坡的工程实例,通过比较三维折线法计算结果与某典型剖面的二维不平衡推力法计算结果,讨论该方法对工程滑坡治理的指导意义.     

对称破坏机制下的边坡稳定三维滑动场分析方法

针对现有边坡三维极限平衡分析方法,提出了一种对称破坏机制下的边坡稳定三维滑动场分析方法,该方法基于剩余推力法原理,采用优化控制理论求解危险滑面并进行评价.同时,结合矿山人工开挖边坡的特点,应用三维滑动场方法进行反向搜索,即在指定安全系数下计算最大允许坡角,从而实现边坡优化设计.     

基于FLAC~(3D)的边坡稳定安全系数的计算

安全系数是边坡稳定判别的重要标准,能精准、快速地获得相应的安全系数,一直是边坡稳定性分析的重点。基于FLAC3D计算软件,将最小二乘法与强度折减法相结合,建立了安全系数与边坡物理力学参数的非线性关系,提出了一种快速获得边坡安全系数的搜索方法,并对其进行了验证。     

抗滑桩设计推力计算研究

设计推力曲线是进行抗滑桩初步设计的重要依据,抗滑桩应满足的基本条件是使所研究边坡的抗滑稳定安全系数提高到设计值,能够直接得到边坡条间设计推力的计算方法只有剩余推力法。目前,水电工程边坡稳定分析比较流行的刚体极限平衡法商业软件,如Geo-SLOPE/W、STAB,都不包含剩余推力法。虽然Geo-SLOPE/W可以直接得到边坡现状的闭合条间推力曲线,但不能得到满足设计安全系数的非闭合条间推力曲线,即不能直接得到条间设计推力,这就不便于进行抗滑桩初步设计。针对这一问题,对Geo-SLOPE/W软件进一步开发,结合自编程序,实现了既可通过Geo-SLOPE/W平台方便地得到边坡抗滑稳定安全系数,又可同时得到Bishop法、Janbu法、Sarma法、Morgenstern-Price法(简称M-P法)以及Spencer法等各方法的条间设计推力曲线,为抗滑桩初步设计提供便利。通过工程算例,验证了方法的合理性与有效性。     

基于传递系数法确定支护桩设计推力的新方法

针对目前传递系数法用于计算桩后滑坡推力是可行的,但不能计算桩前抗力确定支护桩设计推力的问题,提出了一种基于传递系数法支护桩设计推力计算的新方法：利用传递系数法的思想,在工程安全要求条件下,从上往下分析各条块的剩余下滑力,同时逆向计算各条块的剩余抗滑力,支护桩设置处剩余下滑力与剩余抗滑力在水平方向上的差值即为支护桩的设计推力值,并给出了相应设计推力表达式,通过与其他计算方法比较,证明了该方法的合理性。该法不需要考虑推力传递系数或修正量,直接给出了设计推力的表达式,计算简便,实用性强。     

基于有限元极限平衡法的生基坪滑坡稳定性分析

依据有限元法计算得出的边坡应力状态,应用极限平衡法的原理对边坡进行稳定性分析,既可考虑岩土体变形对边坡稳定性的影响,又能给出工程上易于接受的安全系数.应用有限元极限平衡法对重庆生基坪滑坡进行了稳定性分析,并将计算结果与刚体极限平衡法、强度折减法的结果进行对比.结果表明:有限元极限平衡法计算所得的安全系数比刚体极限平衡法的计算结果稍低,与Janbu法计算值的相对差值最小,为0.85%,与Spencer法计算值的相对差值最大,为6.11%;比强度折减法的计算结果稍高;有限元极限平衡法的计算结果介于刚体极限平衡法和强度折减法之间.