基于离散元强度折减法的五盂高速公路边坡稳定性分析

采用离散元强度折减方法对岩质边坡的稳定性进行有效分析, 选择滑面位移统计值作为边坡失稳判据。先根据该判据计算一个简单岩质边坡的安全系数, 通过传统强度折减分析方法验证了该判据的有效性。以五台-盂县高速公路边坡作为工程实例, 根据此判据确定了该边坡的安全系数, 即在天然条件下边坡处于欠稳定状态, 而在降雨条件下边坡处于失稳状态。计算结果表明: 基于滑面位移统计值作为边坡失稳判据的离散元强度折减法有效地确定了复杂岩质边坡稳定性, 数值模拟结果与现场监测结果基本保持一致, 进一步验证了基于滑面位移统计值作为边坡失稳判据的准确性。     

FLAC软件在边坡稳定性分析中的应用

利用基于强度折减法的FLAC软件对某高速公路边坡采用摩尔～库仑模型进行数值模拟计算,分析土质边坡的稳定性,将滑坡体的位移突变和剪应变的变化情况作为判别滑坡体稳定状态的依据,通过FLAC软件计算滑坡稳定系数,找出边坡的临界滑动面。     

南水北调南干渠边坡有限元稳定性分析

采用有限元强度折减法,对南水北调南干渠典型断面进行稳定性分析。计算采用邓肯非线性弹性模型,对渠道边坡的实际开挖施工过程进行模拟。以最大水平位移作为失稳判据,建立最大水平位移和折减系数之间关系曲线,得到不同折减系数下土坡应力变形分布规律和边坡安全系数。计算结果表明,有限元强度折减法,能够较真实地考虑土体应力应变关系和施工过程影响,所得边坡稳定系数略大于毕肖普法计算结果,计算断面稳定安全系数满足规范要求。     

基于光纤传感的边坡实时监测位移转换研究

对测斜管所监测的应变提出一种新的位移转换方法,基于等截面悬臂梁模型构造位移函数,根据位移和应变的关系建立矩阵方程,采用Moore-Penrose广义逆方法,通过光纤Bragg光栅应变传感器获取的一系列测点应变值,得到方程各待定系数的最佳最小二乘解,从而方便、准确地获得测斜管所在处边坡任意高度位移值。通过等比例数值模型以及室内缩尺模型验证了文中位移转换方法的准确性,并将其应用于吊水岩边坡的稳定性实时监测,与局部有限元强度折减法相结合来评定边坡的稳定安全性,进一步验证了该转换方法的有效性。     

有限差分-强度折减法在边坡稳定分析中的应用

Zienkiewicz等在1975年首次在土工弹塑性有限元数值分析中提出了强度折减法的概念。由于数值模拟技术的发展,强度折减法与有限差分法的结合展现出其在边坡稳定计算中的优势。利用有限差分-强度折减法,通过数值模拟软件FLAC3D对工程实例黑龙江鹤岗某边坡进行稳定分析。同时,采用基于传统的刚体极限平衡法的Geo—Slope软件进行对比验证。得出有限差分一强度折减法无论在稳定系数还是滑动面位置与传统方法相比均较吻合,验证了该方法的可行性。     

流固耦合作用下节理岩质边坡失稳过程的RFPA模拟分析

利用基于强度折减法的RFPA-Slope对渗流与应力耦合作用下的软弱互层岩质边坡稳定性进行了数值模拟分析,数值模拟不但直观形象地给出了边坡的渗流场、应力场、破坏区分布,而且得到了边坡滑移破坏面的萌生、扩展、贯通以及坡体整体失稳的渐进破坏过程,同时求得安全系数。并与无地下水的稳定性作了比较,结果表明,地下水渗流的作用使坡体位移增大,边坡安全系数减小,明显加大了滑坡范围。对实例的分析说明,RFPA-Slope能够较为准确地预测边坡潜在破坏面的形状与位置及计算相应的稳定安全系数,本文方法对于边坡,特别是对于复杂边坡的稳定性分析具有实用性。     

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.     

开挖边坡变形和稳定性有限元分析

采用有限元方法对边坡开挖进行数值计算,得到开挖后边坡的变形情况,并通过抗剪强度折减技术对开挖后的边坡材料进行强度折减,得到边坡破坏时的临界滑面和安全系数。有限元方法的计算结果不但能评价边坡的稳定性,还可得到潜在的危险区域,对边坡开挖施工有一定指导意义。     

基于连续-非连续方法的高填方边坡变形稳定性分析

为研究高填方边坡的稳定性,基于连续-非连续耦合分析理论,采用边界墙耦合方法建立了高填方边坡的连续-非连续耦合分析模型,利用强度折减的方法来简化降雨工况,参照实际滑坡工程案例,土体参数应折减15%,进行了降雨影响下的高填方边坡稳定性分析;对细观参数进行折减,求解得到边坡的安全系数为1.60,分析了边坡在极端工况下可能的变形破坏情况。通过该案例探究了连续-非连续耦合方法进行边坡稳定性分析的可行性。结果表明,连续-非连续耦合方法能够快速高效且直观地评估高填方边坡的稳定性。     

基于SVM-GEP岩质边坡可靠性分析

由于岩质边坡通常存在节理、裂隙等不连续面,边坡滑动模式的稳定性系数是一个隐函数,导致了在其相应的可靠度研究中建立显式的极限状态方程是不可能的.为了解决这一问题,本文提出了基于SVM-GEP岩质边坡的可靠性分析方法.该方法中,以节理面性质参数及几何参数为随机变量,采用离限元结合强度折减法计算岩质边坡的稳定性系数,通过SVM对已有数据进行训练,然后对检测数据预测,采用最小二乘法对这些数据进行拟合,得到显示的极限状态函数,并应用GEP方法计算可靠度及相应的验算点,以消除经典方法在可靠度指标求解过程中方程线性化带来的误差.研究表明:应用SVM-GEP方法分析岩质边坡的可靠性是可行的.     

基于FLAC3D的膨胀土边坡渐进变形失稳机理研究

以安徽省北沿江高速公路（马鞍山至巢湖段）的膨胀性黏土边坡为对象,通过分析边坡变形失稳特点探究了此类边坡变形失稳机理,并基于FLAC3D软件针对某典型边坡开展了边坡稳定性的数值模拟分析。分析结果表明：该类膨胀土边坡失稳受水作用影响显著,膨胀性黏土遇水膨胀,且强度参数折减程度较大,膨胀土路堑边坡浸水后的破坏主要是发生在坡面浅层,且浸水程度愈深,边坡稳定系数愈低,这表明膨胀土路堑边坡的稳定性受浸水湿化效应的控制,通过在坡脚设置支挡工程防护,使得坡体的水平位移发生了显著的减小,加强了坡体的整体稳定性。     

基于ABAQUS的边坡失稳综合判据法

在分析有限元计算不收敛、坡体位移突变和潜在滑移面塑性区贯通这3种边坡失稳判据优缺点的基础上,提出边坡失稳的综合判据法,即先进行小变形有限元计算,以计算不收敛为边坡失稳判据,后进行大变形有限元计算,以位移突变为判据。采用综合判据法、运用ABAQUS有限元软件对一个标准算例和一个工程实例进行边坡稳定性分析,并与常用的简化Bishop法进行比较,二者所得安全系数接近,证明了边坡失稳综合判据法的合理可行。     

碎石土边坡稳定性及影响因素的数值模拟研究

结合工程实例,采用有限差分强度折减法对碎石土边坡进行稳定性数值模拟求得安全系数,并与传统分析方法进行计算比较.同时,分析边坡土性及计算模型参数对稳定性的影响.结果表明,FLAC3D分析边坡的稳定性可行且具有较好的优越性,内聚力、内摩擦角及土体密度对边坡稳定性的影响更加显著.     

Directly searching method for slip plane and its influential factors based on critical state of slope

In order to determine the slip plane of slope directly by the calculation results of strength reduction method, and analyze the influential factors of slope stability, a numerical model was established in plane strain mode by FLAC3D for homogeneous soil slope, whose parameters were reduced until the slope reached the critical state. Then FISH program was used to get the location data of slip plane from displacement contour lines. Furthermore, the method to determine multiple slip planes was also proposed by setting different heights of elastic areas. The influential factors for the stability were analyzed, including cohesion, internal friction angle, and tensile strength. The calculation results show that with the increase of cohesion, failure mode of slope changes from shallow slipping to the deep slipping, while inclination of slip plane becomes slower and slipping volume becomes larger; with the increase of friction angle, failure mode of slope changes from deep slipping to shallow slipping, while slip plane becomes steeper and upper border of slip plane comes closer to the vertex of slope; the safety factor increases little and slip plane goes far away from vertex of slope with the increase of tensile strength. Foundation item: Project(20060533071) supported by the Doctoral Program Foundation of Higher Education of China; Project (20060400264) supported by China Postdoctoral Science Foundation; Project (50774093) supported by the National Natural Science Foundation of China; Project (1343-74236000014) supported by Graduate Student Innovation Foundation of Hunan Province, China     

岩质边坡上基桩数值模拟与正交试验设计

目的研究岩质边坡上基桩的受力及变形特性,考虑多种因素的复合作用下基桩的受力及变形的影响.方法结合正交试验设计原理对岩质边坡上桥梁基桩进行设计,并采用大型通用非线性有限元分析软件MSC.Marc对其进行数值模拟,以分析这些因素变化对基桩的变形及受力的影响规律.结果运用正交设计及有限元法得到的结果与一般工程经验相符,具有一定的可靠性.其中各个因素对水平位移的贡献主次顺序为：内摩擦角〉竖向荷载〉均布荷载〉水平荷载〉边坡坡度〉黏聚力〉桩径,而对最大弯矩值的贡献主次关系为：内摩擦角〉桩径〉黏聚力〉边坡坡度〉水平荷载〉均布荷载〉竖向荷载.结论桩周岩体的强度对基桩的位移和内力影响最大,在施工中应尽量保护桩周岩体的完整性和强度.此外,岩质边坡上基桩表现出被动桩的特性,坡顶分布荷载对基桩位移影响也较大,在施工过程中也应尽量避免在坡顶产生较大堆载.     

井工开采对边坡稳定性影响的有限元分析

边坡下方井工开采是一个露天煤矿普遍存在的问题。本文采用有限元方法针对某一具体实例进行了数值模拟。模拟考虑了岩体力学特性及岩体结构特征,并模拟了井采过程。通过井采前后边坡岩体应力分析、位移分析,对边坡下方井工开采对边坡稳定性影响获得了一些认识。     

基于强度折减法对水电站坝头边坡稳定性分析

首先对利用有限差分强度折减法判断边坡失稳的准则进行了分析,以某拟建水电站坝头岩石高边坡变形体为实例,在现场勘察的基础上,利用Flac3D数值模拟对该高边坡蓄水前后的稳定性进行了分析,并利用强度折减法求出安全系数。结果表明,实例高边坡在蓄水前后整体上处于稳定,另外验证了利用有限差分强度折减法可以定量地解决岩体边坡的稳定问题。     

求解边坡安全系数的离散元法

结合强度折减法的思想和离散元法的特点,提出一种求解岩体边坡安全系数的方法.采用关键点位移/速度时程曲线的变化趋势对边坡的临界状态进行判断,采用失稳状态时坡体的速度/位移矢量图来判断与安全系数对应的滑动面.将上述方法运用到钟家湾顺层边坡的稳定分析中,并将所得结果与极限平衡法计算结果进行了对比,发现二者的计算数值相差较小,对比结果表明该方法是合理可行的.