基于灰色关联度的黄土边坡稳定性因素敏感性分析

敏感性分析是黄土边坡稳定性研究的一个重要方面。基于灰色关联分析理论,以兰州地区的黄土边坡为工程实例,采用灰色关联度分析坡高、坡率、重度、黏聚力、内摩擦角和地震作用6个不相关因素对黄土边坡安全系数敏感性的影响。研究结果表明:黏聚力和内摩擦角的变化对黄土边坡稳定性的影响最敏感,其次是重度和地震作用,而坡高和坡率对其影响则相对较小。灰色关联度法可较精确直观地表示各参数对稳定性系数的影响程度,能将分析结果定量化,并能清楚地显示出主要因素和次要因素,是一种既简单又实用的分析方法。研究成果为兰州地区类似黄土边坡的防护治理和设计提供重要参考。     

基于尖点突变理论的土质边坡稳定性分析

边坡稳定性判断历来是工程的重点内容,通过实用化的正交设计原理进一步对边坡试验方案进行优化,采用黏聚力c、内摩擦角φ、坡角β、坡高H、容重γ、以及孔隙水压比γw六类因素以及相对应的五水平进行试验,然后通过强度折减法计算边坡的安全系数大小,最后通过用尖点突变理论中的突变级数法进一步判断分析边坡稳定性,发现单一基于有限元强度折减法计算安全系数的值来判断边坡稳定性的局限性,从而得出基于尖点突变理论与有限元强度折减法综合判断边坡稳定性的准确性、实用性。     

基于ANSYS的边坡稳定性关键参数分析

基于ANSYS有限元分析,采用不同边坡综合安全系数进行数值模拟分析,即假定黏聚力和内摩擦角按不同折减系数进行强度折减,依据算例结果探讨黏聚力和内摩擦角对边坡安全系数计算的影响规律,结果表明:①黏聚力c与内摩擦角φ的折减系数之间不存在惟一确定的函数关系,且黏聚力的变化对岩质边坡的影响较小,内摩擦角φ对岩质边坡的稳定性影响较大;②通过假定黏聚力c和内摩擦角φ按某一比例进行强度折减的处理方法可以为提高边坡支护设计效率;内摩擦角φ值对边坡稳定性分析有较大影响,准确测量φ值对边坡稳定性设计与节约成本具有重要意义。结果可为实际工程的支护设计提供参考。     

黄河下游堤防边坡多因素敏感性分析

采用多因素正交直观敏感性分析方法,对影响黄河下游堤防边坡稳定性的基本因素及其交互作用(黏聚力与内摩擦角的交互作用)进行了研究.结果表明:土体黏聚力和内摩擦角之间呈现负相关性,黏聚力和水位对堤防边坡稳定性的影响高度显著,内摩擦角的影响显著,容重的影响较小,在边坡稳定性分析中可以忽略黏聚力与内摩擦角的交互作用.     

考虑含水率变化影响的红黏土边坡双强度折减法研究

针对双折减系数法分析红黏土型滑坡过程中的两个关键问题:(1)如何确定黏聚力和内摩擦角两个折减系数的比例关系;(2)如何通过两个不同的折减系数确定边坡的综合安全系数。考虑到含水率变化对红黏土黏聚力与内摩擦角的折减效应,提出一种基于含水率变化影响的双折减系数法。通过拟合含水率控制下红黏土黏聚力与内摩擦角衰弱曲线,设计对应配套折减方案,并以抗剪强度参数衰减的程度作为权重定义综合安全系数,表征边坡整体安全储备。借助FLAC 3D平台自编FISH折减程序,通过均质算例与实际边坡验证了方法的可行性。结果表明,该方法有效地解决了双折减系数法如何确定折减路径与折减比例的问题,计算综合安全系数较同步折减法更为合理,与极限平衡法相比误差更小。同时,为双折减系数法应用于边坡防治工程提供了一种新思路。     

基于敏感度的灰色关联及AHP修正方法

以某边坡为实例,分别进行了灰色关联法与层次分析法修正的灰色关联法的敏感度计算,对比可以发现,层次分析法修正的灰色关联模型中,土体的内摩擦角与粘聚力对安全系数的影响排序结果与未修正结果相同,但坡高、容重与坡率的排序发生了变化,经分析,认为修正的结果更具有参考性。     

岩质边坡稳定坡角影响因素及其确定方法

目前研究岩质高边坡稳定性的方法很多,但研究边坡开挖后稳定性及边坡坡角与结构面倾角的关系却较少,且多运用数值分析方法确定岩质高边坡的稳定性,很少用解析解的方法。基于块体的极限平衡理论,岩质高边坡发生整体破坏,其滑移面为顺层直面,推导出岩质高边坡受结构面控制的最小安全系数解析解。分析解析表达式中各个参数对确定影响边坡稳定性的敏感性因素,表明受结构面影响的岩质高边坡安全系数与岩体的黏聚力、内摩擦角成线性正比关系,与岩体重度、边坡高度和边坡坡角成反比,随着结构面倾角的增加而呈先减后增的趋势,据此得出在既定的安全系数下岩质高边坡稳定坡角的解析解,分析得出受结构面控制的岩质边坡稳定坡角与黏聚力、内摩擦角、边坡坡高和安全系数等的关系曲线。通过对已有工程实例的计算分析,比较理论公式和数值模拟计算结果的差异,证明理论公式可以应用于实际工程之中。     

岩质边坡稳定性影响因素敏感性分析

通过有限元计算软件ADINA建立边坡二维平面应变模型，分析了岩质边坡稳定性影响因素粘聚力C、内摩擦角φ,岩石重度γ、弹性模量E、岩石抗拉强度σt和边坡高度h等对边坡安全系数的影响。计算结果表明：粘聚力C、岩石重度γ和边坡高度h等对一般岩质边坡稳定性的影响较为敏感；内摩擦角φ较粘聚力C对岩质边坡稳定性的影响不太敏感。对岩质边坡稳定性分析研究有一定的应用价值和参考价值。     

土体物理力学指标对黏土边坡变形的影响

利用有限元软件ABAQUS中的Mohr—Coulomb模型,分析了土体密度、黏聚力、内摩擦角、变形模量、泊松比等指标对黏土边坡变形的影响。结果表明:边坡位移随土体密度的增大而增大,随变形模量和泊松比的增大而减小;当黏聚力在25~65 kPa变化时和内摩擦角在15°~18°变化时,对边坡位移没有影响。     

边坡稳定性影响因素显著性分析

利用正交设计试验和方差分析方法,对影响陡边坡稳定性土体的内摩擦角、黏聚力和重度3个因素进行了对比分析。利用基于强度折减法的有限差分软件对各种水平下的边坡安全系数进行了分析求解,并对模拟结果进行方差分析。结果表明,土体内摩擦角对边坡安全系数影响最为显著,土体黏聚力对安全系数影响较小,土体重度对安全系数影响最小。     

基于均匀设计的边坡敏感性灰色关联分析

传统的敏感性分析方法试验次数多,不能够反映边坡破坏的非线性规律。采用均匀设计对边坡稳定性进行数值试验,用灰色关联模型对试验结果进行数据处理,可以减少试验次数,并能用非线性的数据评价模型来分析试验数据。以一均质土坡为例,选取容重、内摩擦角、粘聚力、坡角、地震加速度等5个因素进行数值试验和灰色关联分析。结果表明,在抗震设防烈度为7度以下的均质土坡或松散堆积体岩土质边坡中,各因素对稳定性的关联度大小依次为粘聚力、内摩擦角、地震加速度、重度以及坡角。     

K-means聚类神经网络在边坡稳定性评价中的应用探究

边坡稳定性研究内容具有非线性,复杂性,影响因素繁杂等特点,为了寻求对于边坡稳定性更加准确的评价,提出基于K-means聚类及神经网络的边坡稳定性评价模型,并发现K-means神经网络运用在边坡稳定性分析中具有可行的预测性及良好的精确度。针对K-means聚类对数据内在结构高效分层归并能力及神经网络自学习能力的优缺点,选定45组实验数据,并选择其中容重、内摩擦角、黏聚力、坡角、坡高、孔隙水压力比6个影响因素,通过改进的K-means聚类方法进行分析并筛选出有效数据,再通过神经网络对输入的数据进行大量训练不断调整权值,输出稳定性评价安全系数。预测结果显示,此模型对边坡稳定性评价预测能力高于同类型分析方法。     

冻融作用下多年冻土区路堑边坡稳定性评价

为阐明冻融作用对多年冻土区路堑边坡稳定性的影响，首先建立粉质黏土黏聚力、内摩擦角与冻融次数之间的定量关系，其次探索冻融作用对粉质黏土抗剪强度的影响机制。最后，建立考虑冻融界面强度参数变化的边坡安全运营预测模型。研究发现:随着冻融次数的增加，粉质黏土的抗剪强度、黏聚力和内摩擦角均呈现下降趋势，黏聚力对冻融作用相对更敏感。冻融15次后，边坡安全系数降幅达４7％。当边坡冻融影响深度从2．70ｍ增加至3．20ｍ时，边坡安全系数降低12％。基于室内、外冻融环境转换关系，将室内冻融试验数据直接应用于现场冻融条件下的边坡安全运营年限预测，为边坡稳定性定量化预测提供参考。     

基于强度折减法的岩土边坡稳定性影响分析

建立岩土边坡物理模型,选择强度折减法进行混合土边坡稳定性判别,对梯型边坡进行流变特性分析。结果表明,边坡抗剪强度参数随着黏聚力和内摩擦角呈现线性增长趋势,随着剪胀角增大呈现先增大后减小的趋势,随着弹性模量和泊松比增大基本保持不变,随着坡角增大呈现不断减小的趋势,为实际工程建设提供了理论指导。     

复杂地质水库边坡滑动带的强度参数反演及其稳定性研究

复杂地质水库边坡因其覆盖层厚、地质岩土层多等特点一直成为边坡治理的难点。采用Morgenstern-Price法对长江中下游某水库复杂地质边坡滑动带强度参数进行反演,基于反演参数,分析蓄水深度、抗滑桩加固形式及开挖削坡减载等工况对边坡稳定性影响。研究结果表明:①该复杂地质水库边坡滑动带强度反演参数内摩擦角为10.4°,黏聚力为22 kPa,内摩擦角的敏感度要比黏聚力更高;②边坡稳定安全系数随着水库蓄水深度增加而降低;③设立抗滑桩对该边坡的安全加固作用没有显著效果,而开挖削坡对提高该边坡安全稳定作用效果明显,开挖削坡后的边坡安全系数达到1.262,处于安全稳定状态。研究成果可为复杂地质水库边坡的加固治理研究提供参考。     

基于弹塑性区间有限元的边坡稳定性分析

区间分析法是工程中对不确定问题进行分析的方法之一。现有区间分析法大多采用区间参数摄动法求解,其存在明显的局限性,特别对于弹塑性问题需采用增量法计算时,很难得到有效的解答。在边坡稳定性计算中采用区间变量来描述工程中的不确定性,将区间数学与弹塑性有限元相结合,建立了弹塑性区间有限元,推导了基于弹塑性区间有限元方法的边坡稳定性区间安全系数计算公式,这一方法能有效的避免区间参数摄动法的局限性。通过工程实例,验证了该方法的可行性和有效性。在此基础上探讨了岩土体参数对区间安全系数的影响。结果表明,内摩擦角对边坡安全系数的影响明显,重度、黏聚力影响较大,弹性模量和泊松比影响小。     

饱和度变化对粉质黏土抗剪强度影响试验研究

粉质黏土在三峡库区滑坡体中分布较广,基于分析库水位升降对三峡地区库岸边坡稳定影响的需要,通过三轴试验对库区粉质黏土在不同饱和度条件下的抗剪强度变化规律进行研究。结果表明,粉质黏土的抗剪强度、黏聚力、内摩擦角均随饱和度的增大而衰减。其中,黏聚力、内摩擦角和饱和度之间呈现良好的指数关系,且黏聚力比内摩擦角受饱和度的影响更大。综合上述试验结果,建立了一个考虑饱和度影响的抗剪强度模型,可用于库水位升降对三峡地区库岸边坡稳定性影响的分析中。     

基于均匀设计的边坡稳定性敏感性分析

在边坡敏感性分析中,试验方法的选择对试验次数和试验效果起决定作用。均匀设计能使试验点在试验范围内均匀分布,将此试验方法引入到边坡敏感性分析中,可以大大减少试验次数,获得较好的试验效果。以一均质土坡为例,选取容重、内摩擦角、黏聚力、坡角、地震加速度等5个因素来设计数值试验,对边坡进行了敏感性分析。结果表明,在常见的均质土坡或松散堆积体岩土质边坡中,黏聚力、坡角和内摩擦角为最敏感因素;在抗震设防烈度为7度以下的一般岩土体地区,土的重度和地震加速度为不敏感因素。该结论对边坡的综合治理、安全监测和灾害预报具有一定意义。     

密白么滑坡体滑带参数敏感性分析

对密白么滑坡体滑带参数与滑坡体稳定安全系数的关系进行研究,通过敏感性分析理论从定量角度分别分析了参数粘聚力 c、容重γ和内摩擦角φ对边坡安全系数的影响程度。分析结果表明内摩擦角φ对安全系数的影响最大,粘聚力 c影响次之,容重γ影响最小。对滑带参数的反算分析提出了建议。     

强度参数对边坡稳定性影响分析

在研究材料强度对边坡稳定影响机理的基础上,结合简单的均质边坡、非均质边坡算例,分别采用基于强度折减法的Plaxis软件及基于极限平衡法理论的Geo-Studio软件进行计算,采用Mohr-Coulomb弹塑性本构模型,分析各材料参数对安全系数及边坡滑裂面的影响。结果表明:(1)当λcr为定值时,改变黏聚力c及内摩擦角对滑裂面位置没有影响;当λcr由小变大时,滑裂面由浅变深,进出口逐渐远离边坡坡顶和坡底;当λcr由大变小时,滑裂面由深变浅,进出口逐渐靠近边坡坡顶和坡底;(2)安全系数与黏聚力c近似呈线性增大关系,与内摩擦角呈非线性增大关系;(3)安全系数随着坡角或坡高的增大不断减小,但其对滑裂面的影响同结论(1)。