基于数值强度折减法的边坡失稳判定方法

利用有限元强度折减法进行边坡稳定分析时,对边坡稳定状态的判断影响到强度折减有限元法得到的折减系数,进而影响安全系数的计算结果。以Griffiths边坡为算例,在Abaqus软件中分别对采用数值迭代不收敛、特征部位位移突变、广义塑性应变或等效塑性应变贯通3类判据作为判断失稳的标准进行了计算。结果表明数值计算结果是否收敛与边坡是否失稳存在对应关系,计算因不收敛而终止时的强度折减系数变化不大,有限元收敛条件的设置对结果影响不大,建议利用有限元计算收敛作为失稳判定的依据。     

观音岩滑坡潜在失稳模式及成灾规模数值模拟

基于颗粒接触的无网格方法(PCMM)以颗粒离散元的几何构型为依托,将研究区域用一系列颗粒进行离散,而后基于颗粒间复杂丰富的接触信息构建三角形单元,并在单元中引入Mohr-Coulomb理想弹塑性本构模型。计算过程中,随着颗粒间接触信息的变化,一些畸变单元将会被自动删除,一些新单元将会被自动创建。通过单元的删除及重建,即可解决滑坡数值模拟中因网格畸变导致的系统能量发散问题。利用PCMM方法结合强度折减思路,对重庆黔江观音岩滑坡的潜在失稳模式及成灾规模进行了探讨。计算结果表明,观音岩滑坡为典型的土质推移式滑坡,滑体后部先出现失稳破坏,并出现局部张拉裂缝;剩余下滑力的转移导致滑体前部出现剪切破坏;最后滑体中部出现破坏;滑移面形成的顺序为后部、前部、中部。观音岩滑坡失稳后,滑体涌入黔江河道的方量与强度折减系数呈线性关系,随着强度折减系数的增加,滑体涌入量线性增加。强度折减系数为1.3时,滑体涌入量约为3万方;强度折减系数为2.0时,滑体涌入量约为25万方。     

有限元强度折减法中边坡失稳判据研究

研究了应用有限元强度折减法分析边坡从稳定逐步发展到破坏过程中，土体水平位移和等效塑性剪应变随荷载增加的变化特征曲线经历的4个特征区段。发现以广义塑性应变或者等效塑性应变区从坡脚到坡顶贯通作为边坡失稳的判据不够充分，土体产生很大且无限的水平位移和塑性应变才是导致边坡失稳的根本原因。提出了以土体水平位移和等效塑性剪应变随荷载增加的变化曲线作为有限元强度折减法中边坡失稳的判据。     

基于SPH的边坡稳定性计算中失稳判据研究

在用强度折减法进行边坡稳定性分析时,失稳判据的选择对安全系数有着直接的关系。光滑粒子流体动力学法(SPH)是一种新型的无网格法,由于其在大变形等领域的优势而逐渐发展起来,并扩展至边坡稳定性分析领域。然而,目前对于该方法在边坡稳定性分析中失稳判据的研究尚未见报道。首先通过Fortan语言编写了基于SPH强度折减法的边坡稳定性分析程序,然后通过一个经典边坡案例,讨论了不同失稳判据对安全系数的影响,并提出了一种新的位移变化失稳判定方法。结果表明,在基于SPH的边坡稳定性分析中,以塑性区贯通或以位移变化为判定准则时各有优劣,但得到的安全系数均与极限平衡法及有限元法得到的安全系数十分接近,均可作为失稳判据。而当采用位移变化准则进行分析时,采用"两步走"的方法即可以减小计算量,又可以得到较准确的安全系数,是一种值得推荐的方法。     

对强度折减法中折减系数的讨论

c,φ在边坡失稳破坏时的发挥程度与发挥秩序以及衰减速度与程度并非完全相等,两者应该具有各自的安全储备.就此,提出在强度折减法中c,φ应采用不同的折减系数,而非同一折减系数.以一边坡为例,借助FLAC 3D软件,采用强度折减法,分别就折减系数不同和相同的情况,对边坡稳定性进行分析,并对比研究分析结果,得出每种折减方法对应不同的安全系数和滑动带,从而使边坡的可能滑动位置变成为一个可能滑动区域;同一折减系数只是诸多折减方法中的一种特例,从而论证了上述提出的观点.     

基于突变理论的高拱坝失稳判据研究

高拱坝的整体安全主要取决于拱坝支撑岩体的稳定.由于高拱坝稳定分析的复杂性,其失稳判据至今没有统一的认识.首先讨论了拱坝整体稳定有限元分析失稳判据的基本原理,分析了失稳考察量尖点突变模型的建立方法,随后结合具体工程实例,分析比较了塑性区贯通、位移突变和塑性区总应变能突变判据的优势和不足.实例表明:位移突变判据与敏感测点的...     

地下溶洞路床路堑失稳--强度折减反分析

针对地下溶洞路床路堑工程变形与失稳问题,本文提出了基于非均质弹性损伤模型的有限元失稳-强度折减反分析法,认为材料参数服从统计分布来描述材料的非均匀性。对处于岩溶地区的地下溶洞路床路堑工程实例进行分析,通过强度折减,再现了地下溶洞路床路堑工程的破裂与失稳过程,并得出了失稳时的强度参数,对工程有一定的指导意义。     

有限元强度折减法分析边坡的失稳判据研究

针对目前强度折减法所使用的三个失稳判据的不足,提出了以塑性应变的突变性作为失稳判据的方法,分析结果表明,该方法合理可行,为边坡的稳定性分析提出了新的失稳准则,从而促进边坡的稳定性研究。     

土体强度折减法存在的问题及其讨论

为深入了解土体强度折减法所存在的问题,对土体强度折减法的提出、发展和应用进行系统的研究和总结。分类概述了强度折减法的理论概念、边坡破坏面的位置和方向以及基于强度折减法数值分析等方面的研究进展及存在的问题,重点对强度折减法用于分析成层土及带有结构物边坡的合理性、边坡失稳判据和安全系数等三个方面存在的不足进行评述,并对其进一步的研究和应用提出了建议。     

基于动态和整体强度折减法的边坡稳定性分析

基于强度折减法的边坡稳定性评价只能获得静态单一的安全系数。为获得边坡渐进失稳过程中的稳定性状况,提出基于动态和整体强度折减法的边坡动态稳定性评价方法,利用动态强度折减法搜索出渐进扩展的滑动面,并结合整体强度折减法计算安全系数的优势,在边坡渐进失稳过程中计算动态安全系数,从而实现对边坡失稳全过程的分析和调控。首先,利用动态强度折减法确定出一系列扩展的滑动面,然后,在每一步折减中降低滑动面的强度参数,随后采用整体强度折减法计算此刻的安全系数。最后进行滑动面扩展–安全系数的对应分析,根据安全系数的动态变化规律对边坡进行稳定性评价和支护。两实例计算表明,动态强度折减法获得的滑动面与实际监测数据相吻合,合理反映边坡(滑坡)的变形破坏特征。利用动态和整体强度折减法的各自优势,获得边坡渐进失稳过程中的一系列动态安全系数,更利于边坡的稳定性判断及支护措施建议。相比于极限平衡法,动态强度折减法也更适合于非均质边坡的稳定性评价,能搜索出正确的潜在滑动面。     

强度折减法在单洞室稳定性分析中的失稳判据比较

针对应用强度折减法对单洞室稳定性分析中临界失稳判据不统一的现状,基于Flac 3D软件建立围岩、埋深、洞室断面形状不同的模型,对强度折减法中广泛使用的计算不收敛判据、特征点位移突变判据、塑性区贯通判据加以比较.结果表明:单洞室塑性区围绕开挖面成片存在,不宜直接作为临界失稳的判据;在土质围岩和岩质围岩中三种断面形式的洞室...     

基于动态和整体强度折减法的边坡稳定性分析

 基于强度折减法的边坡稳定性评价只能获得静态单一的安全系数。为获得边坡渐进失稳过程中的稳定性状况,提出基于动态和整体强度折减法的边坡动态稳定性评价方法,利用动态强度折减法搜索出渐进扩展的滑动面,并结合整体强度折减法计算安全系数的优势,在边坡渐进失稳过程中计算动态安全系数,从而实现对边坡失稳全过程的分析和调控。首先,利用动态强度折减法确定出一系列扩展的滑动面,然后,在每一步折减中降低滑动面的强度参数,随后采用整体强度折减法计算此刻的安全系数。最后进行滑动面扩展–安全系数的对应分析,根据安全系数的动态变化规律对边坡进行稳定性评价和支护。两实例计算表明,动态强度折减法获得的滑动面与实际监测数据相吻合,合理反映边坡(滑坡)的变形破坏特征。利用动态和整体强度折减法的各自优势,获得边坡渐进失稳过程中的一系列动态安全系数,更利于边坡的稳定性判断及支护措施建议。相比于极限平衡法,动态强度折减法也更适合于非均质边坡的稳定性评价,能搜索出正确的潜在滑动面。     

路基工程失稳-强度折减有限元反分析探讨

针对路基工程变形与失稳问题,本文提出了基于非均质弹性损伤模型的有限元失稳-强度折减反分析法,认为材料参数服从统计分布,并以此来描述材料的非均匀性。对同一计算模型,分别采用均质的弹塑性本构模型和非均质的弹性损伤本构模型,对比两种情况下的计算结果,分析了材料非均匀性对稳定性的影响。对处于岩溶地区路基工程实例进行分析,通过强度折减,再现了路基工程的破裂与失稳过程,并得出了失稳时的强度参数,对路基工程具有重要的指导意义。     

基于突变理论的水封储油洞室稳定性分析

据洞室围岩破坏的非线性特点,考虑到储油洞室失稳破坏问题是一种突变问题,运用Hoek-Brown强度折减法及突变理论,得到了洞室围岩强度折减系数与突变特征值的关系,然后根据突变特征值给出了水封储油洞室围岩的稳定性安全系数,最终建立了基于Hoek-Brown强度折减法的水封储油洞室稳定性分析的突变模型,克服了Mohr-Coulomb强度折减法不能描述岩体非线性破坏特征,以及单纯使用强度折减法计算中不能精确量化失稳判别准则的缺点,提高了洞室安全系数模拟计算精度。将本文所建立模型的结果与已有模型的计算结果进行了对比,并利用上述模型分析了洞室埋深、孔隙水压力、洞室间距和蠕变时间等因素对水封储油洞室稳定性的影响。计算结果表明:基于Hoek-Brown强度折减法建立的突变模型具有很好的实用性,可以满足实际工程计算精度要求;水封储油洞室的安全系数随着洞室埋深、孔隙压力、蠕变时间增加而降低,随着内洞室间距的增加而增加。     

路基工程失稳—强度折减有限元反分析探讨

针对路基工程变形与失稳问题，本文提出了基于非均质弹性损伤模型的有限元失稳—强度折减反分析法，认为材料参数服从统计分布，并以此来描述材料的非均匀性。对同一计算模型，分别采用均质的弹塑性本构模型和非均质的弹性损伤本构模型，对比两种情况下的计算结果，分析了材料非均匀性对稳定性的影响。对处于岩溶地区路基工程实例进行分析，通过强度折减，再现了路基工程的破裂与失稳过程，并得出了失稳时的强度参数，对路基工程具有重要的指导意义。     

基于突变理论的矿山转采隔离顶柱稳定性分析

以高陡边坡下露天转地下开采过程中隔离顶柱安全厚度的留设为背景,建立了基于突变理论的隔离顶柱稳定性强度折减法,通过FLAC^3D有限差分软件不断折减隔离顶柱强度参数,得到不同折减系数下隔离顶柱的最大竖向位移,建立其竖向位移与折减系数的尖点突变模型,并以此作为隔离顶柱是否失稳的判据,得到了隔离顶柱安全系数与其厚度之间的对数拟合函数,发现隔离顶柱的安全系数随厚度的减小而降低,且在顶柱厚度较小时,隔离顶柱的安全系数劣化加剧。     

土石坝失稳的尖点突变模型与临界条件

土石坝是一个复杂的非线性系统,其失稳过程的力学行为是一个不可逆的非线性动力学演化过程。根据土石坝的特点,应用突变理论,建立了一个考虑坝体材料应变软化效应和水致弱化效应的尖点突变模型,通过对模型进行平衡分析,获得了坝坡失稳的力学判据。通过对失稳判据的分析得出,土石坝发生突变失稳的必要条件,取决于坝体材料特性、库水位及库水位变化情况,高洪水位或由高水位骤降时因坝坡上部材料刚度降低而容易发生突滑失稳,是坝坡稳定的控制工况。最后,根据系统突变条件得出了坝坡失稳的临界位移和临界几何—力学参数,为土石坝稳定分析和安全评价提供新的途径。     

对“基于突变理论的采空区重叠顶板稳定性强度 折减法及应用”的讨论

1引言贵刊2010年第7期刊登了题为基于突变理论的采空区重叠顶板稳定性强度折减法及应用的文章(以下称为原文),原文通过累次折减重叠顶板强度折减系数F,由顶板的跨度、厚度及顶板岩石力学参数算得顶板中点竖向位移     

降雨条件下非饱和土高边坡预警与失稳判据

为解决强降雨条件下高边坡的安全预警问题,结合强度折减与渗流分析原理建立有限元模型,考虑孔隙水压力及渗透系数随饱和度的变化,基于坡顶位移曲线提出预警与失稳点选择判据。研究结果表明:强度折减系数改变对坡顶位移的影响曲线中,以水平和竖向位移发生突变点作为高边坡失稳破坏判据,边坡破坏值可以按水平位移变化率大于500%,竖向位移变化率大于150%考虑;边坡失稳破坏预警值可以按水平位移变化率大于40%,竖向位移大于10%考虑。     

基于突变理论的采空区重叠顶板稳定性强度折减法及应用

 建立基于突变理论的采空区重叠顶板稳定性强度折减法,研究重叠顶板的安全储备。提出采空区重叠顶板安全系数的概念,通过不断折减重叠顶板强度参数,得到不同折减系数下重叠顶板中点的竖向位移序列,建立其竖向位移序列与折减系数的尖点突变模型,以此作为采空区重叠顶板是否失稳的判据。以双层长方体采空区重叠顶板为例,得到不同顶板跨度下,重叠顶板安全系数和厚跨比之间的对数拟合函数,表明重叠顶板安全系数受顶板厚跨比和跨度双重影响。采用基于突变理论的采空区重叠顶板稳定性强度折减法对多层采空区重叠顶板进行稳定性分析,得出上层采空区重叠顶板不稳定会促使下层采空区重叠顶板向不稳定演化。对高峰矿区105#矿体多层复杂采空区重叠顶板稳定性进行分析后可知：除1#,2#采空区重叠顶板外,其余重叠顶板基本稳定,其安全系数在1.50以上。基于突变理论的采空区重叠顶板稳定性强度折减法为研究采空区稳定性提供一种新的研究途径。