福建高速公路边坡岩土体质量评价方法

福建省高速公路边坡上部为土下部为岩,整体稳定状态良好,为对在开挖后及支护前后出现局部滑塌现象的岩土边坡进行快速、准确的稳定性评价,基于极限平衡法,提出一种适合于岩土边坡岩土体质量评价的方法,首次综合岩和土的质量评价方法对边坡稳定性进行分析,扩充了边坡岩体分级的范畴．用该法评价福建省7条高速公路的102个边坡,结果与实际...     

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.     

边坡支挡结构岩土荷载的分项系数计算方法

岩土参数的变异特性给边坡支挡结构岩土荷载的确定带来困难,分项系数法考虑了可靠度,且计算简单,为此提供了解决方案。基于极限状态方程,将抗剪强度参数视为正态分布,采用一般分离法,通过分项系数的求解,推导了边坡支挡结构岩土荷载的分项系数以及荷载值计算公式;对单一滑面和折线型滑面两类典型滑面边坡案例分析表明:利用该方法能较容易地获得不同边坡目标可靠度指标值对应的支挡结构岩土荷载值;根据分项系数法计算得到的荷载值所设计的边坡,其由蒙特卡罗法获得的可靠度指标与目标可靠度指标存在一定偏差;其中,单一滑面边坡主要是负偏差,偏差最大约6%,对于折线型滑面边坡,当目标可靠度指标为1.65时,是负偏差,偏差约7%,但当目标可靠度指标大于1.65时出现正偏差。由分项系数法计算得到的支挡结构荷载值总体上安全可控。     

参数特性及分布形式对边坡稳定可靠性的影响分析

边坡工程中存在着大量的不确定性因素,常用的定值安全系数法不能反映不确定性因素的影响。本文采用概率方法研究了极限状态方程、土性参数变异性及其分布形式对边坡稳定可靠性的影响,并进行了参数敏感性分析,比较了概率可靠度与非概率可靠度所计算的可靠指标的差异。结果表明,在基于概率的边坡稳定性分析中,简化Bishop法比瑞典条分法更合理;土性参数变异性及分布形式对边坡稳定可靠性影响较大,当参数分布形式无法准确描述时可保守假设参数c、φ分别服从对数正态分布和学生-T分布。非概率可靠度分析方法能简单有效地解决参数样本少、分布形式难于确定的问题,是概率可靠度分析方法的有效补充。     

基于风险评价的边坡防灾决策分析

目的进行边坡工程方案风险决策，解决评价过程中人为等不客观影响问题．方法运用安全与经济相平衡的原则，采用可靠度理论与风险评价相结合，考虑边坡工程费用和方案的预期灾害风险损失，采用决策树为手段，以代价最小为判别准则。对边坡方案进行风险决策．结果建立了基于风险评价的边坡风险决策树模型．明确了决策准则，通过算例分析给出工程决策方案．结论以边坡可靠性分析为基础，从经济风险分析的角度出发解决边坡方案评价问题，可在一定程度上消除决策过程中的人为因素影响，使工程决策更加客观科学．     

楔形体边坡的系统可靠度分析

楔形体边坡工程中存在着材料及几何参数的不确定性,而且具有多种失稳模式,需要进行楔形边坡的系统可靠度分析。视楔形体边坡为4个失稳模式组成的串联系统,再将每个失稳模式视为由3个元件组成的并联子系统,由系统可靠度分析的条件余量法及界限法进行了楔形体边坡稳定的可靠度分析。在进行并联子系统的可靠度分析时,提出了对非线性功能函数进行线性化的改进方法。计算表明:将楔形体边坡视为串并联系统进行可靠度分析是可行的;本文的线性化方法能够较准确地模拟原失效域,具有较高的计算精度;可靠度分析与定值法分析得到的边坡最可能失稳模式不一致;进行边坡的设计及治理时应进行边坡的可靠度分析。     

非线性Mohr-Coulomb破坏准则下边坡可靠度上限

传统边坡可靠度分析往往在岩土参数服从线性Mohr-Coulomb（简称线性M-C）破坏准则的假设条件下进行,并且常常采用极限平衡法或有限元法计算安全系数。然而,岩土介质破坏准则具有一定的非线性。为能更加实际地描述岩土破坏机理和得到严格精确的解,基于非线性Mohr-Coulomb（简称非线性M-C）破坏准则,结合极限分析上限法和蒙特卡洛法,进行边坡可靠度上限分析。当非线性参数m=1时,与等效的线性M-C破坏准则进行对比计算,验证了方法的可行性。同时,将初始粘聚力、内摩擦角arctan（c₀/σ_t）和非线性参数作为随机变量且服从截断正态分布,进行了参数变异性和敏感性影响分析。研究表明：非线性M-C破坏准则下,边坡可靠度随初始粘聚力、内摩擦角arctan（c₀/σ_t）和非线性参数变异性的增大而减小;边坡可靠度随初始粘聚力和内摩擦角arctan（c₀/σ_t）的增大而增大,随非线性参数的增大而减小。     

可靠度理论在边坡工程中的应用研究

为减少或最大程度地消除边坡稳定分析中的不确定性,研究了起源于不确定性的工程结构可靠度理论,并分析了其基本原理。从边坡稳定性分析的特征出发,类比结构可靠性分析方法,建议分别使用两种适用于边坡稳定及可靠性分析的状态方程以研究功能函数形式对边坡可靠性分析的影响。然后,对结构可靠性分析中常用的蒙特卡洛模拟法、一次二阶矩中心点法和罗森布鲁斯法的基本原理及应用特点进行了研究。最后,基于边坡稳定性分析的平滑动面法,分别运用三种可靠性分析方法对实例边坡在不同应力状态下的可靠度及稳定系数均值进行了计算分析。分析结果表明:蒙特卡洛法、一次二阶矩中心点法和罗森布鲁斯法计算的边坡可靠度能够较好地描述不同应力状态下实例边坡的可靠性与稳定性的变化规律;其中,罗森布鲁斯法基于安全系数功能函数计算的可靠度值最小。     

确定岩质边坡地震安全系数的新方法

地震作用下岩质边坡安全系数是一个随时间变化的函数,如何依据岩质边坡安全系数时程给出边坡在地震作用下的稳定性评价指标,这是一个尚未很好解决的工程难题.基于显式波动有限元方法,给出了岩质边坡动力安全系数时程的计算方法,并引入可靠度的概念,提出了新的边坡动力稳定性评价指标-可靠度动力安全系数,给出了相应的计算方法,即边坡的可靠度动力安全系数等于边坡安全系数时程的平均值减去边坡安全系数时程的标准差与工程可接受的可靠度的乘积,使边坡的动力稳定性评价与工程可接受的风险紧密结合起来.将其应用于某岩质边坡,并与拟静力法的结果进行了比较.结果表明,所提出的边坡动力稳定性评价指标能够较好地考虑工程风险,其计算方法是可靠的,可直接应用实际工程.     

极限平衡Morgenstern-Price法与有限元ABAQUS法在边坡稳定性评价中的应用

极限平衡Morgenstern-Price法(M-P法)与有限元ABAQUS法是边坡稳定性分析的常用方法。但是,两者对边坡岩土材料的假设和失稳判定准则完全不同。一般情况下,两者的分析结果相差不大。但对于某些特殊土质,极限平衡法的精确性还有待考查。倘若设计中不假思索地使用极限平衡法,将对边坡的安全性评价造成严重误差,影响工程永久性。为了探求2种分析方法的适用性,对计算结果进行了比较和分析,对工程中边坡稳定性分析的方法选择提出了建议,还探求了2种方法稳定性分析结果差异产生的原因。     

边坡失稳和稳定性分析方法的探讨

边坡稳定性是土木工程实践活动重点考虑的问题,造成边坡失稳的原因是多方面的,稳定性分析方法也不同。分析了边坡失稳的破坏过程和原因,讨论了工程地质分析法、刚体极限平衡分析法和数值分析法等各种边坡稳定性分析方法的特点,提出采用综合法研究边坡稳定性,以寻求有效的边坡稳定治理措施。     

坡面冲刷的临界坡度的计算分析

分析了土质边坡临界坡度理论．通过坡面流拖曳力法、坡面流量法和坡面流挟砂力法对临界坡度进行了详细地分析计算,得出了坡面冲刷临界坡度范围,并由此分析得出目前公路边坡冲刷问题严重的一个原因就是由静力稳定性设计方法计算得到的安全坡度与临界坡度十分接近．     

双层结构边坡降雨入渗与坡面径流耦合分析

天然土质边坡在地质和人为因素的作用下,通常呈现一定层状结构,在强降雨作用下会产生入渗和坡面径流。研究降雨条件下坡面径流与地表入渗相互影响过程,对山地洪水和滑坡灾害防治具有重要意义,然而,目前为止对层状土边坡地表与地下渗流的相互作用机制的研究理解还极为有限。本文针对上粗下细型层状土边坡降雨入渗研究中忽略坡面径流影响导致入渗分析不符合实际这一问题,基于Moore双层入渗和坡面径流控制方程建立耦合模型,并通过Python编制相应的计算程序分析耦合条件下双层结构边坡降雨产流及停雨后雨水重分布全过程。数值分析结果表明边坡土体降雨入渗过程与坡面径流深度有关;降雨初期降雨强度<坡面入渗能力,入渗速率等于降雨强度,坡面产流后入渗速率随降雨持时逐渐减小趋于稳定;当湿润锋跨过土层交界面时入渗速率急剧减小,最终等于次层土的渗透率,意味着上粗下细型层状土入渗速率主要由次层土控制同时降雨停止后径流快速衰退,已入渗的雨水在重力和湿润锋下方土体基质吸力的作用下继续向下推移,湿润锋入渗深度随雨水重分布历时趋于平缓。算例表明,该计算模型与计算方法可行,能够较好地反映实际层状土边坡的降雨入渗过程,为类似的层状土边坡研究提供计算依据。     

露天煤矿端帮残煤开采及边坡暴露时间分析

为了提高露天开采的煤炭资源回收率，掌控露天煤矿端帮残煤开采工程安排，提出了水平和近水平大型露天煤矿汽车运输内排条件下，露天煤矿端帮露井联采、端帮陡帮开采、减少露天煤矿端帮边坡暴露时间的措施．结果表明：采掘工作帮帮坡角越大、内排土场工作帮帮坡角越大、工作线推进强度越大、内排土场下部水平排土台阶高度越大、采场坑底宽度越小露天煤矿端帮边坡的暴露时间越短；当露天煤矿端帮实行陡帮开采时，汽车运输内排通路可设在采场中部回填搭建。     

公路边坡坡度与坡面生态修复关系研究

通过公路边坡坡度对坡面受水、太阳辐射及植物根系的影响,分析了坡面小气候与坡面生态修复之间的关系,并通过工程实践加以印证,得出坡面生态修复工程经验性结论。     

观音岩水电站铅厂沟滑坡体参数反演分析

利用反演分析的方法,结合观音岩水电站铅厂沟滑坡体工程地质条件,根据滑坡体稳定现状,假定滑坡体处于临界状态,根据相关工程经验C、φ的合理取值范围,采用Sarma法计算得到了滑坡体参数C、φ值.     

土质边坡的加固治理

在工程的建设过程中会遇到各种各样的场地边坡稳定治理问题,在山区的工程建设中更是常见。如果场地不稳定,主体工程建得再好也是白费;只有场地的稳定尤其是边坡的稳定治理好了,才不会影响主体建筑的使用。地质情况非常复杂,根据不同的地质情况采取相应的治理措施,因地制宜,才会将边坡的稳定治理好,做到一劳永逸。     

超长边坡渠道削坡开槽机的自适应切削设计

南水北调工程施工中,渠道削坡工程量大,建设工期紧.由于渠道边坡表面平整度要求严格且不易控制,水泥改性土的加工处理对刀具的转速影响较大.为适应南水北调工程的施工要求,开展大跨度削坡开槽机关键技术的研究显得尤为重要.文中研究了一种自适应切削控制系统,该系统能使刀具在复杂的工作环境下始终保持匀速切削,其采用单片机为核心控制部件,具有变频器、变频电机、霍尔传感器等器件.该系统的自动化程度高,维修简单,故障率低,经济与社会效益明显.     

岩坡稳定性破坏概率分析

系统地阐述了岩石边坡稳定性评价的破坏概既率分析原理。通过实例分析后认为，只要所建立的地质模型可靠，选取的计算参数具有代表性，破坏概率分析能较好地应用于岩石边坡稳定性评价。     

生态护坡中植被防护边坡浅层稳定性的研究

生态护坡是一个复杂的动态系统,目前,对边坡稳定性的研究大多集中在边坡整体稳定性方面,而对生态边坡的浅层稳定性分析较为少见。以张家口地区某公路生态边坡为研究对象,针对狗尾草植被防护边坡开展植被根系固土护坡的力学效应研究,进而研究植被对边坡浅层稳定性的影响。研究发现边坡浅层稳定性与边坡含水率、坡角、滑体深度呈负相关,与含根量呈正相关,即随着边坡含水率、坡角和滑体宽度的增加,安全系数降低;随着边坡含根量的增加,安全系数增加。