基于水平条分与斜条分相结合的边坡稳定性解析计算

由于传统水平条分法并不能考虑边坡滑动面经过坡角这一情况,在边坡稳定性分析时,所计算 的安全系数常常偏小。考虑一般的边坡潜在圆弧滑动面,采用拟静力法对地震作用下的边坡稳定性进 行分析,将水平条分与斜条分结合起来分析了地震作用下土条的受力情况,考虑水平和竖向地震效应的 影响,引入竖向中心角,建立了边坡安全系数关于竖向中心角的解析表达式。采用ＭＡＴＬＡＢ中Ｆｍｉｎｃｏｎ 函数（序列二次优化方法）对安全系数目标函数进行优化求解,通过算例验证了其方法和优化程序的正 确性。分析了水平地震效应影响系数ｋｈ、竖向地震效应影响系数ｋｖ及比例系数ξ 对边坡稳定性影响, 结果表明:安全系数Ｆｓ随着ｋｈ的增大而减小;随着比例系数ξ 的减小、水平地震效应系数ｋｈ的增大, 边坡潜在滑动面逐渐变深,边坡失稳的范围越来越大,且分别随着ｋｈ的增大、ξ 的减小,这种趋势越明 显。     

基于GGSO和有限元的土坡稳定性计算研究

针对传统土坡稳定性系数试算过于粗糙、未考虑岩土体应力应变特征的不足等问题,以提出一种更为合理的边坡稳定性计算方法为目标,对标准的萤火虫算法(Glowworm Swarm Optimization,GSO)进行改进,加入高斯白噪声扰动策略,增强了算法的全局寻优能力,提出一种改进萤火虫算法(Gauss Glowworm Swarm Optimization,GGSO)。通过标准函数测试表明了新方法的有效性。三个标准函数的测试结果显示:GGSO的寻优效果较GSO大幅度提升;通过有限元应力法计算土坡稳定性系数,并以圆心和半径为自变量,将边坡稳定性计算转化为一个完备的数学优化问题,该优化问题可通过GGSO求解。通过均质土坡和非均质土坡算例验证提出方法的有效性,结果表明:提出的边坡稳定性计算方法能够获得合理的边坡稳定性系数值。最后将提出的边坡稳定性计算方法用于许卡滑坡土质边坡的稳定性计算之中。研究成果对土坡稳定性分析具有一定的参考价值。     

引入渗透力对边坡稳定性的分析

在剩余推力法中引入渗透力，建立渗透力简化计算方法，并优化边坡稳定性评价，为更合理评价边坡稳定性提供一种思路。通过长江河道岸坡稳定性分析实例，在稳定性计算中作重组并加以分析对比，总结了河流岸坡在几种工况下的稳定性，取得更合乎实际的稳定性计算结果，据此提出在水位涨落条件下，渗透力是影响边坡稳定性的比较重要的因素。     

边坡稳定性的有限元评价

边坡稳定性的有限元评价Ｉ·Ｂ·ＤＯＮＡＬＤ（澳大利亚墨尔本ｍｏｎａｓｈ大学土木工程系）１前言由于极限平衡法计算简单，因此，在边坡稳定性分析中，已广泛地应用了这种方法。然而，当边坡由非均质和各向异性材料组成时，用极限平衡法计算则是不可靠的，不能得到令人...     

基于强度折减法的分步施工边坡稳定性分析

工程上常采用极限平衡法分析边坡的安全稳定性,但由于极限平衡法的局限性,使得计算结果 只能反映边坡安全系数的大小,不能确定边坡在施工各个阶段的变形稳定情况,因此以永宁高速公路边 坡为研究对象,通过ＰＬＡＸＩＳ有限元强度折减法对边坡施工过程中可能产生的变形、位移进行模拟分析, 得到分步施工状况下,施工各阶段边坡的变形图以及整体的安全系数,并将结果与极限平衡法计算结果 进行对比分析。结果表明:边坡的安全系数随着坡体的逐级开挖会不断降低,需及时进行支护加固,强 度折减法所确定的边坡最终滑动面形状与极限平衡法计算结果较为一致,且安全系数差值仅为3％,从 而也验证了强度折减法对于分步施工边坡安全稳定性分析的适用性与正确性。     

基于双参数强度折减法的优化研究

针对传统强度折减法未充分考虑粘聚力ｃ和内摩擦角φ 差异衰减的实际，基于岩土体理想强度软化模型，结合综合安全系数的最新研究，推演了包含ｃ、φ 折减先后间隔的双折减公式，并通过Ｄａｗ- ｓｏｎ等人所述的边坡算例讨论了稳定性安全系数及其增率随着衰减次序间隔系数ａ的变化规律，试探性地提出了一种弹性评价边坡稳定性的方法。研究表明:稳定性敏感区内ｋｓ范围的确定对弹性评价边坡稳定状况具有十分重要的意义，岩土体差异衰减的计算方法更加符合边坡岩土体实际的破坏机制，为更加准确的评价边坡稳定性问题提供了参考。     

一种考虑土条侧向强度的边坡稳定性分析新方法

为得到边坡的稳定性系数,借鉴极限平衡法的思想,通过引入条块竖向抗剪强度发挥系数,并假定条块间的竖向力与横向力满足莫尔库伦强度准则,提出了一种严格的二维边坡稳定性分析方法。通过算例对新方法进行验证。结果表明:新方法得到的安全系数与其他算法较为接近,表明该方法是可行且合理的;条块间的竖向力对边坡稳定性的贡献高于横向力;新算法满足了条块间所有作用力的平衡条件,计算结果相比于只满足部分平衡方程的结果偏大,但相对误差在工程允许范围内。     

基于完全耦合理论的涉水边坡地震响应分析

基于完全耦合理论和Ｐａｓｔｏｒ－Ｚｉｅｎｋｉｅｗｉｃｚ－Ｃｈａｎ（ＰＺＣ）弹塑性模型,采用三维弹塑性动力有限元 程序ＤＹＮＥ3ＷＡＣ对涉水边坡的地震动力响应进行非线性时程动力分析。该分析方法考虑三维涉水边 坡的水土耦合作用,因此能够更加准确的描述涉水边坡的地震加速度响应、超静孔压和竖向永久变形 等。计算结果表明加速度在涉水边坡先稍微减弱而后逐渐增大,呈现出鞭梢效应,超静孔隙水压力随地 震动波动变化并逐渐累积,竖向永久位移的最大值发生在坡顶处,均满足一般规律。通过对时间水位竖 向永久变形的三维曲面分析可知,随着水位的增加,涉水边坡在地震作用下的沉降值不断增加,坡顶的 大变形极易引起边坡失稳,因此抗震设计时须对此处引起重视。     

考虑倾斜侧滑面的高陡岩质边坡块体稳定性分析

边坡稳定影响因素中较少考虑侧滑面对稳定性的影响。针对东庄水利枢纽水垫塘右岸区段高陡岩质边坡为研究对象,考虑坡内块体倾斜侧滑面的影响,采用ＡＮＳＹＳ软件模拟施工开挖和支护,并选用强度折减法对规范规定的三种工况下边坡的变形情况进行分析和整体稳定性评价。结果表明:坡内的潜在滑动块体在不支护的条件下,地震工况的安全系数均满足要求,正常运用工况和泄洪雾雨工况的安全系数不满足要求。采用系统锚索加固后,三种工况下的块体安全系数均满足设计标准。     

岩质顺层破碎采石场开挖边坡稳定性分析

以宜昭B4取料场边坡为实例，选取边坡单级坡高、开挖坡度、支护方式等3个典型影响因素进行分析，利用ABAQUS建立边坡三维有限元模型，模拟了边坡开挖、支护施工过程，计算出各开挖支护方案下坡体的水平及竖向位移随开挖时步的变化情况，并结合强度折减法，将安全系数作为边坡稳定性评判标准。结果表明：同一边坡在工况相同时，支护方式对边坡稳定性影响最大，其次是边坡坡度，单级坡高影响最小。经优化后降低单级坡高（10m）、减缓边坡坡度（1∶1）、采用喷锚联合支护，此方案下边坡支护结构面上最大竖向位移为3.67mm，最大拉应力为0.73MPa，最大水平位移出现在边坡坡脚与平台上，为1mm；边坡开挖支护后的安全系数为1.46，大于规范中边坡稳定安全系数1.35。     

基于 ＡＡＦＳＡ－ＬＳＴＭ的大坝变形预测模型

对大坝变形情况进行预测，明确大坝的实际状况是保证其长期安全稳定运行的关键之一，目前 研究中普遍存在预测精度不足以满足实际需求的问题。为此，将长短时记忆网络（ＬｏｎｇａｎｄＳｈｏｒｔ ｔｅｒｍ ＭｅｍｏｒｙＮｅｔｗｏｒｋ，ＬＳＴＭ）模型引入大坝变形预测的研究，并利用自适应人工鱼群算法（ＡｄａｐｔｉｖｅＡｒｔｉｆｉｃｉａｌ ＦｉｓｈＳｃｈｏｏｌＡｌｇｏｒｉｔｈｍ，ＡＡＦＳＡ）对模型的参数进行优化，以实际工程的数据对模型进行了实例验证，并将 该模型与 ＬＳＴＭ模型的性能进行对比，结果表明，优化后模型的平均绝对误差、平均相对误差、平均绝对 百分比误差、均方根误差以及拟合度分别为 0．2259、0．0316、0．2892、0．0547以及 94．51％，即优化后 的模型预测精度最高且误差最小，稳定性最好，从而为大坝的安全分析提供了新的借鉴。     

考虑预应力损失的锚索加固条件下边坡长期稳定性分析

实际工程中,岩土体存在的蠕变性质使得加固于边坡上的锚索其预应力随时间而发生损失,从而引发边坡长期稳定性问题。为了正确评估预应力锚索加固边坡的长期稳定性,基于滑动面底面应力假设,并融入锚索预应力损失模型,建立一种新的预应力锚索加固条件下边坡长期稳定性极限平衡计算方法,以此来求出预应力锚索加固条件下不同时期边坡安全系数大小,进而反映边坡稳定状况的动态变化。通过工程实例分析,验证了该方法的可行性,并证实了锚索预应力损失可使得边坡长期稳定性变差。同时,经锚索预应力损失对边坡长期稳定性影响的多参数研究,表明提高锚索的初始预应力值是改善边坡长期稳定性的一种可靠有效途径。     

块体理论在岩质边坡设计中的应用介绍

以宜兴铜官山抽水蓄能电站为例，应用块体理论和相关分析技术，通过ＦＯＲＴＲＡＮＡ计算语言，进行岩质边坡设计，确定边坡几何参数。     

不排水条件下开挖边坡稳定性极限分析

为了在初期勘察阶段少量室内和现场试验基础上准确快速地对开挖边坡进行稳定性评价,提出了一种新的边坡稳定性评价方法。基于极限分析上限定理,推导不排水条件下开挖边坡二维稳定性极限分析理论,根据理论公式编程计算,得到不排水条件下开挖边坡稳定系数图表及滑动面变化规律,从而建立不排水条件下开挖边坡稳定性评价方法。结果表明,以极限分析上限定理为依据确定边坡稳定系数和不排水抗剪强度比值的关系、滑动面与限制深度的关系来评价边坡稳定性,其物理意义明确,计算结果客观,相比于极限平衡法和数值分析法,极限分析法更适合于开挖边坡的稳定性评价。     

Ｂｉｓｈｏｐ法的半解析解及其广义数学模型

为提高边坡稳定性分析精度,降低其计算量并扩大其适用范围,基于Ｂｉｓｈｏｐ法利用微分分析工 具,将传统Ｂｉｓｈｏｐ法的连接数学模型转化为积分数学模型。将隐式积分数学模型转化为显式的积分数 学模型,即将边坡的最小安全系数表示为滑弧位置和半径的函数。利用多元函数求极值的数学原理,得 到该函数取最小值时应满足的方程组,将求解边坡最小安全系数的问题转化为方程组求解问题,从而有 效的避免了浩繁的计算量和函数发散的风险。为了进一步提高半解析Ｂｉｓｈｏｐ法的适用性,基于广义积 分数学模型,对于异形边坡和非连续分层边坡进行了处理,使得其计算量较少,得到的结果精度较高、适 用性较广。     

利用有限元计算成果进行边坡稳定计算探讨

在大多数工程的建设及施工中，通常是采用传统的极限平衡法进行边坡的稳定性计算及校核，用直观的安全系数来评价边坡的稳定性。随着有限元理论的问世及发展，很多大型工程的边坡稳定问题引入了有限元理论。但有限元计算成果通常是作为一种稳定性校核的手段。利用有限元计算成果，我们同样可以对边坡的稳定性作一个传统的定量评价，其计算出来的安全系数通过大量工程验证，证明其结果优于简化的极限平衡计算法，具有一定的应用价值。     

百色水电站尾水隧洞明满交替流动计算研究

百色水电站运行时，尾水隧洞中有可能出现明满交替流动而使尾水系统对电站运行的稳定性和过渡过程都带来复杂的影响，因此建立合理可行的明满交替流动数值模型是完全必要的。针对现有明满交替流动的数值解法中存在稳定性差的缺点，提出了一种新的计算方法——特征隐式格式法，其主要思路是将动量方程和连续方程转化为双曲型方程组的标准形式进行差分，并通过尾水隧洞水工水力学模型试验专门对该方法进行验证，表明该计算方法是正确的。将谊方法应用于百色水电站的尾水系统动态仿真计算中，并对尾水隧洞洞型进行优化，得到了满意的结果。     

基于无人机影像的边坡精细化建模及稳定性分析

藏东南地区由于其特殊的地质、气候条件，滑坡灾害频发。为评估藏东南地区天摩沟内部边坡 的稳定性，采用无人机飞行数据对研究区进行三维建模，将三维建模结果导入ＣＡＤ截取多个剖面进行 极限平衡法数值分析。结果表明无人机三维建模可以在人迹罕至或不具备人工现场勘查条件的地区快 速形成三维影像，具有较高的效率和准确性；将无人机影像的边坡精细化建模技术应用于边坡稳定性分 析，通过对多个断面的模拟，可以更快速的反映边坡的稳定性情况。     

不同块石含量下典型土石混合体边坡稳定性研究

运用ＦＬＡＣ3Ｄ数值模拟软件建立典型尺寸的边坡模型,然后将模型中的块石单元随机分布排列,继而利用软件内置的强度折减法对不同含石量下的边坡稳定性进行研究,并选取四个关键点的总位移值、竖向应力值进行定量分析,同时对剪切带的分布规律和安全系数大小进行比较。研究结果表明:块石含量的增大会显著改变土石混合体边坡的总位移场、竖向应力场以及剪切带的分布特征,其中:总位移等值线呈现出明显的锯齿状;而竖向应力等值线呈现出极不均匀的特征,且局部存在应力集中现象;剪切带呈现出明显的不规则特征并伴有绕石现象,且在含石量为40％ ～60％时,上述特征最为显著;安全系数随着含石量的增大而有不同程度的提高,这主要取决于块石结构的稳定性。     

引入退火机制的复合形法在边坡最小安全系数搜索中的应用

针对基本复合形法在搜索复杂边坡最小安全系数的过程中可能会陷入局部极小值的问题，在其寻优过程中第一次出现关于最坏点映射失败时，将最坏点作为模拟退火算法的初始寻优点进行一次模拟退火搜索，用寻找到的最优值替换当前复形中的最坏点，构成新的复形继续进行基本复合形法的寻优至结束，从而形成一种新的、更加优异的优化算法。通过对算例的复杂边坡最小安全系数的搜索表明，这种引入退火机制的复合形法是一种全局搜索能力很强的算法。