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。     

边坡可靠性耦合分析方法及其应用

在建立耦合模型之初对随机性较强的参数进行了敏感性分析,达到了简化边坡可靠性耦合分析模型的目的.在保证计算精度的条件下,推导了模拟次数的计算公式.利用勘测资料及岩土样测试数据对四川省雅安市峡口滑坡进行了不同外力条件组合下的可靠性分析,相对于单纯计算边坡安全系数来说,可靠性分析在得出中值安全系数的同时也能得出安全系数的分布情况,计算结果更为科学、精确.计算证明,耦合极限平衡法与Monte-Carlo法的边坡可靠性分析方法,是一种从不确定角度更科学分析边坡稳定性的方法.     

基于强度折减的岩质开挖边坡加固效果三维分析

结合盐津变电所岩质开挖边坡实例,将稳定性分析的强度折减法与边坡的开挖、加固过程模拟相结合,对三维条件下边坡开挖和加固后的稳定性进行了计算评价.计算中应用了FLAC30软件.研究表明,基于强度折减法的数值计算可以像数值模拟方法那样既考虑三维效应明显的地形地貌、地质结构和加固方式等,又考虑岩土体的本构关系和支挡结构与坡体的相互作用,还可以像极限平衡法那样计算安全系数,却不用指定滑面.同时采用强度折减法计算安全系数时,还能够考虑开挖、回填及加固等施工效应.计算结果还表明,在计算中应根据岩土体的应力应变关系、边坡的变形情况及工程的使用期限等恰当的选择岩土体抗剪强度参数,其结果将直接影响到强度折减法计算安全系数的精度.     

考虑岩土体应变软化效应的边坡稳定性分析方法

大多数岩土材料均具有应变软化特性,若视岩土材料为理想弹塑性,基于岩土材料峰值强度的边坡稳定性分析往往会高估边坡的稳定安全系数,可能会导致边坡偏于危险;而材料参数取残余强度时,计算的安全系数又较实际偏小,其分析结果偏于保守。笔者提出的考虑岩土体应变软化效应的边坡稳定性分析方法,可较好地解决该问题,同时可以模拟边(滑)坡的渐进破坏特征。     

考虑参数不确定性的边坡稳定分析

在分析了计算参数不确定性对边坡稳定分析结果影响的基础上,运用模糊集理论考虑计算参数的不确定性,提出了模糊参数的具体构造方法和边坡稳定的不确定性分析思路。该方法可以根据不同隶属度下的参数截集区间,计算出相应隶属度下的安全系数区间,并可由此得到安全系数的建议值。     

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。     

基于强度参数非等比例相关折减的边坡下滑推力求解

现有求解边坡下滑推力的方法未考虑材料强度的弱化规律问题，为了弥补不平衡推力法求解边坡下滑推力时同比折减强度参数的不足，基于强度参数分布服从线性衰减规律的假定，采用强度参数非等比例相关联折减法求解边坡的下滑推力，并以强度参数对抗滑力的贡献为权重求解综合安全系数，最后通过简单算例验证了上述方法的合理性。研究成果符合边坡岩土体应变软化的真实情况，能够较为合理反映边坡岩土体下滑推力分布的规律，为下滑推力求解提供一种新方法。     

考虑暂态饱和区的边坡稳定性极限平衡分析方法

降雨入渗导致边坡表层出现暂态饱和区并形成暂态水压力。为了研究暂态水压力对边坡稳定性的影响,通过文献研究,总结归纳了边坡暂态饱和区存在形态类型及暂态水压力分布特点,并定义了暂态水压力分布比例系数。基于费伦纽斯条分法,改进了条分假定,提出了考虑条块侧向已知水荷载影响的安全系数计算方法,推导了边坡潜在滑动面位于暂态饱和区与非饱和区两种情形下的安全系数计算公式,编写并验证了可以考虑暂态水压力影响的边坡稳定性分析程序,并进行算例分析。研究表明:边坡安全系数随暂态饱和区厚度的增大而减小,超过一定深度后安全系数将基本维持不变;暂态饱和区厚度相同条件下,暂态水压力分布系数越大边坡安全系数越小;随着暂态饱和区厚度增加,边坡最不利潜在滑动面位置深度呈现减小→增加→减小→增加的变化规律;由于忽略了条间荷载影响,传统费伦纽斯条分法安全系数计算值偏大。     

用强度折减法分析锦屏水电站高边坡的稳定性

边坡稳定性分析常用的方法主要有极限平衡条分法、有限元法和有限元强度折减法等.而有限元强度折减法是一种边坡稳定分析方法,它是强度折减技术与有限元法相结合,在给定的评判指标下,通过调整折减系数对边坡的稳定性进行分析,求得边坡的最小稳定安全系数.采用有限元强度折减法对锦屏水电站高边坡的稳定性进行分析,得到相应的边坡安全系数,并给出了可能的滑面.     

坡面不规则楔体稳定性分析方法研究

岩质边坡三维极限平衡方法包括楔体极限平衡方法和三维条分法,两种方法在实用性方面都存在一定的局限性。从虚功原理出发可以推出楔体极限平衡状态下的能量耗散方程。通过假定不同的楔体起始滑动方向,进一步推导了楔体极限平衡方法的上限解公式和经典解公式。上限解公式和经典解公式均表明给定滑动面产状以及滑动面强度参数的情况下,楔体安全系数值与滑动面面积和楔体的体积有关,与楔体坡面的具体形状分布无关。据此原理可以计算坡面形态起伏变化较大楔体的稳定性。本方法克服了在坡面起伏变化较大和多结构面切割楔体的情况下,传统楔体计算方法不能适用的弱点。结合某工程边坡稳定性分析,应用上述楔体稳定性计算方法可得到合理可靠的常规楔体的稳定性计算结果,为工程设计提供参考。     

断层力学与几何参数对岩质边坡稳定性的影响

采用FLAC^3D强度折减法并对比slide极限平衡法,分别研究断层破碎带岩土体的泊松比、抗拉强度、内聚力和内摩擦角等力学参数及断层的断距、厚度、倾角、相对临空面的距离等几何参数对岩质边坡破坏模式和稳定性的影响。结果表明:边坡的稳定性随内聚力的增大而增大,且基本不受泊松比和抗拉强度的影响,2种方法得出的内摩擦角对边坡的稳定性影响规律有所不同;断层的几何参数对边坡的破坏模式和稳定性有较大的影响,并且影响程度大于其力学参数的影响。     

边坡坡面浅层加固稳定性分析及设计参数探讨

基于有限差分的强度折减法,探讨坡面浅层土体加固边坡的稳定性,并针对地基与边坡土质相同和采用岩石地基2种工况,综合分析边坡加固区宽度和土体黏聚力、加固区进入地基土深度和边坡几何参数等因素对稳定性和滑动面的影响。结果表明:当地基与边坡土质相同时,不同加固宽度下边坡安全系数随加固区土体黏聚力增加均呈先减少后增加的趋势,且当土体黏聚力达到临界值时安全系数趋于稳定;随着加固区土体黏聚力的增大,边坡由浅层滑动变成深层滑动并最终完全不通过加固区,通过将加固区适当深入地基土可以提高边坡安全系数;当采用岩石地基时,随加固区土体黏聚力增加,安全系数总体上呈现先减少后近似线性增加,相同几何尺寸和土质条件下边坡安全系数比地基与边坡土质相同时整体上提高了0.5~1倍,加固区土体黏聚力越大即抗剪强度越高时,边坡安全系数越高。     

土坡失稳破坏机理浅析

通过改写的边坡稳定分析程序,对单个特定圆弧,分析土坡坡度、上下游水位及圆弧中心角等多种因素变化时,对边坡下方部分土体滑动安全系数变化的影响。研究结果表明,存在安全系数局部小于整体的情况,并且当坡度越陡时,边坡更容易出现坡脚处土体首先滑动而非整体失稳破坏。同时,在土坡稳定分析条分法计算过程中,考虑采用反向递推模式进行土条累加计算更为合理。     

竹筋土钉支护电气设备房基坑边坡的研究

为了探究竹筋土钉对基坑边坡的支护作用,在 ABAQUS 中建立某电气设备房基坑边坡的三维数值模型,利用有限元强度折减理论计算出该边坡在自重条件下的安全系数,发现存在安全隐患。于是模拟用常见的竹子代替传统钢筋制成土钉对其进行支护。对支护后的边坡仍然按先前的工况条件进行稳定性分析。结果表明竹筋土钉有效地提高了边坡的整体稳定性,而且其承受的轴向拉应力均未超过竹子的抗拉强度,不会出现被拉断的现象。该研究为竹筋土钉作为临时支护措施加固边坡提供了可靠的依据。     

多种因素作用下非饱和黄土边坡稳定性分析

通过拟静力法和Mogernstern-Price法结合计算地震工况下边坡的安全系数。考虑非饱和土基质吸力和渗透系数函数,运用SEEP/W模块计算降雨入渗时土体的孔隙水压力变化,并耦合SLOPE/W模块进行降雨工况和降雨地震耦合工况下的安全系数的计算。分析结果表明黄土边坡安全系数对水平地震荷载和坡度的变化更加敏感。降雨入渗条件下边坡的稳定性系数随降雨强度的增大先减小后缓慢增加。对归一化的曲线图进行分析可以发现,降雨量相同情况下水平地震荷载在0 g~0.3 g,坡度在15°~45°,拟静力法分析结果安全系数对坡度和地震的敏感性十分接近,且随坡度和水平地震荷载的变化趋势相同。     

降雨入渗条件下非饱和黄土边坡稳定的可靠度分析

根据雨水入渗在土坡内引起的土壤容重和土体的强度变化,得到体积含水量与强度指标的拟合公式,对非饱和黄土边坡的稳定进行了可靠度分析,求得了土坡的失效概率,对工程的安全可靠性做出了评价。计算表明,降雨入渗条件下非饱和黄土边坡失稳的概率远大于不考虑降雨时的正常情况,因此,非饱和黄土的边坡稳定性应充分考虑降雨的影响,需通过试验来测定含水量与土的强度参数关系。     

基于对数螺旋破坏机制的三维边坡稳定性分析

为研究三维边坡在对数螺旋破坏机制下的稳定性,基于极限分析上限法提出了非相关联流动法则下的速度场及安全系数的求解方法,可有效的解决相关联法则中摩擦角过大可能导致速度场不收敛的问题。基于Michalowski构建了考虑体积应变的均质三维边坡的对数螺旋线破坏机制,并利用MATLAB编制计算程序计算不同内摩擦角φ、不同边坡倾角β工况下边坡的稳定系数,分析内摩擦角、边坡倾角对稳定系数和破坏模式的影响规律,引入强度折减技术计算边坡安全系数,通过与Michalowski方法对比发现计算结果接近。研究结果表明:在三维边坡对数螺旋破坏机制下相对于一定宽度的边坡适用,且经过计算稳定系数符合规律。研究成果为边坡的设计计算提供参考。     

岩土体边坡在降雨入渗作用下的稳定性及影响因素分析

为合理评价降雨入渗对边坡稳定性的影响,选取西南地区某工程边坡建立模型,并结合区内实际降雨工况,运用GeoStudio等软件进行模型建立及参数选取,利用有限元法对考虑降雨历时、强度、主降雨类型、前期降雨的边坡稳定性进行分析。结果表明：短时强降雨在作用时间内会造成边坡稳定性短时间内剧烈下降,给边坡的安全性带来巨大威胁;降雨入渗作用对边坡安全系数有滞后的影响。再通过单因素分析法对边坡稳定性影响因素的敏感度进行对比分析,得出不同岩土层不同影响因素间的敏感性大小关系,可为实际工程中的边坡稳定性分析提供参考。     

降雨入渗过程中土质边坡稳定性计算

在室内试验资料基础上,提出了土体抗剪强度与降雨入渗时间以及土体含水率的函数关系,修正了考虑土条间相互作用力的简化毕肖普方法,使之能够体现边坡土体含水率变化引起的土体强度降低现象。采用Fortran语言设计平台,开发了耦合饱和-非饱和渗流有限元计算与边坡稳定极限平衡方法(修正的简化Bishop方法)的计算程序,考虑边坡土体抗剪强度参数随着降雨入渗发展、含水率变化而变化,采用饱和-非饱和渗流计算降雨期间边坡土体含水量变化以及扩展过程。计算了物理试验模型在降雨条件下,土坡内部渗流发展过程,以及边坡安全度的变化情况。计算结果与试验结果吻合,与修正前简化Bishop方法计算得到的边坡安全系数相差35%左右。本文提出的计算方法为降雨诱发土质滑坡研究提供了一种新的可供参考的定量分析方法。     

水库区均质边坡安全可靠度实用分析方法

在水库建设和运行期,库区边坡安全对水库施工和运行影响显著,合理评价水库区边坡的安全性,在保证水库安全和评估环境影响等方面均有重要意义。通过合理简化水库区边坡的强度参数不确定性和水位变化随机性,建立了水库区边坡安全可靠度的实用分析方法。该方法包括2个算法:①通过分析,提出了基于土强度参数二维正态分布的边坡安全系数概率分布算法;②采用Weibull分布描述水位变化规律,提出相关算法,得出了水位变化条件下边坡安全系数的一维先验分布;该方法共有6个参数。采用提出的方法对典型算例进行了计算分析,结果验证了该方法的有效性。该方法对水库区边坡安全评价等方面的研究具有参考意义。