地震荷载作用下顺层岩质边坡安全系数分析

结合强度折减法的思想,并考虑到地震荷载特征以及离散元法和顺层岩质边坡的特点,提出一种求解地震荷载作用下顺层岩质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。在此基础上,利用UDEC初步分析地震荷载作用下坡高、坡度、岩层倾角以及地震波参数包括振幅、频率等因素对顺层岩质边坡安全系数的影响规律。     

岩质边坡稳定性分析方法及应用

介绍了岩质边坡稳定性研究的发展历程和现状及常用稳定性分析方法.结合工程实例,分别用极限平衡法和有限元数值法,综合考虑两种方法的优缺点,对红砂岩高陡边坡进行全面的稳定性分析,并针对性的提出经济合理的治理方案.     

滑面正应力分布对边坡安全系数的影响

极限平衡法计算边坡安全系数的结果依赖于滑面正应力分布的假设，研究滑面正应力分布对安全系数的影响具有重要的理论意义。采用五点插值三次样条函数构造出滑面正应力多种分布形式，分别求解对应的满足整体力和力矩平衡条件的安全系数，比较其差别，并验证其内力分布的合理性。算例研究表明，滑面正应力分布的不同对边坡安全系数影响差别达19％左右；验证条间力分布合理性后，其差别可减小到7％以内。     

滑面正应力假设的边坡安全系数计算方法的适用性探讨

对滑面正应力假设的安全系数计算方法中滑面初始应力的假定方法进行了探讨,利用随机变量模拟了不同的滑面正应力初始值分布,通过对典型算例的计算分析发现,该方法适用于圆弧滑动面的安全系数计算,其结果与其他极限平衡方法相差不大,对非圆弧滑动面,尤其是相邻条块存在较大转折的非圆弧滑动面而言,该法存在较大误差．     

求解边坡矢量和安全系数的三维条分法

 将潜在滑体划分成条柱,在对各条柱间力及条柱底滑面抗滑力合理假定的基础上,对条柱及滑体进行静力平衡分析,求解出各条柱的抗滑力和作用在底滑面的法向力,运用矢量和安全系数的定义,提出一种求解边坡实际受力状态的矢量和安全系数的三维条分法。算例分析表明,对于单一平面滑面或对称滑面矢量和安全系数三维条分法与相应于条间力假定的强度折减的三维极限平衡方法计算结果一致。当边坡的滑面为一般情况时,矢量和安全系数比相应于条间力假定的强度折减法的结果都要略小。     

基于模拟退火算法的边坡最小安全系数全局搜索方法

基于改进的模拟退火算法和边坡稳定计算的简化Bishop算法，建立了边坡稳定分析最小安全系数全局搜索方法，该方法能够同时搜索出边坡的最小安全系数和与之相对应的临界滑移面的位置，可以应用到任意边坡几何形状，不同岩土分层，伴随孔隙水压力以及有外荷载的情况，研究表明，所建立的方法能够解决边坡最小安全系数全局搜索问题，从而有效避免最优问题。     

顺层岩质边坡稳定性影响因素综合分析

基于正交试验设计方法,采用极限平衡法借助理正岩土分析软件中的岩质边坡稳定性分析模块,分析了边坡高度H、结构面倾角α、结构面粘聚力c、结构面摩擦角ρ、张裂隙距坡顶距离L、裂隙水的埋深Hw、地震作用E、水平外荷载Px、竖向外荷栽Py 等9种因素对顺层岩质边坡稳定性的影响,每个因素考虑了4个水平,利用理正岩土分析软件计算出各种组合下的安全系数,最后利用极差分析得出各影响因素的影响程度由大到小排序为:H>ρ>α>L>Hw>c>E>Py>Py.     

地震作用下边坡的稳定性探讨

地震作用下边坡的稳定性会显著降低,从而导致边坡失稳破坏。根据相关设计规范确定了地震荷载,用强度折减法分别求解了自然工况下以及地震工况下水平地震惯性力和竖直地震惯性力不同组合方式下边坡的稳定性。通过对求解结果的分析表明:当水平地震惯性力方向朝向边坡外时,无论考不考虑竖直地震惯性力,边坡的稳定性系数都明显低于自然工况下边坡的稳定性系数;而且当竖直地震惯性力向下时,边坡最不稳定。因此,建议以此种工况来评估边坡的稳定性和进行边坡的抗震设计。     

边坡地震稳定性分析的拟静力方法适用性研究

针对拟静力方法是否适用于水平设计加速度值较大条件下的地震边坡稳定性分析问题,选取两个典型均质土坡,分别采用极限平衡毕晓普方法与FLAC 2D强度折减方法进行了不同水平设计加速度条件下,地震边坡抗滑稳定性安全系数以及临界滑动面的变化趋势,研究结果发现:对于粘聚力较小的均质土坡而言,无论是极限平衡毕晓普法还是FLAC 2D强度折减法,静力条件下的临界滑动面较浅,随着水平设计加速度值的逐渐增大,地震边坡抗滑稳定安全系数逐渐减小,极限平衡毕晓普法得到临界滑动面基本保持不变,FLAC 2D强度折减法得到的剪应变云图逐渐变窄;对于粘聚力较大而摩擦角较小的均质土坡而言,静力条件下的临界滑动面较深,两种方法下,随着水平设计加速度的增加,抗滑稳定安全系数逐渐减小,临界滑动面逐渐加深,当水平设计加速度值增加到一定程度后,拟静力方法不再适用于地震边坡稳定分析。     

岩质反倾边坡弯曲倾倒破坏分析方法研究

 弯曲倾倒破坏是岩质反倾边坡的一种主要失稳破坏模式,目前,岩质反倾边坡弯曲倾倒破坏稳定性分析中存在很多悬而未决的问题。通过对模型试验结果的分析,阐明岩质反倾边坡弯曲倾倒的破坏过程和破坏机制,基于极限平衡理论,建立岩质反倾边坡弯曲倾倒破坏的力学模型和稳定性分析方法,利用所建立的分析方法,以MATLAB为平台编写岩质边坡弯曲倾倒稳定性分析程序,通过2个工程实例边坡对所提力学模型和分析方法进行验证,并进行参数分析,得出的结论和规律更符合工程实际,对该类边坡的设计施工具有指导意义。     

岩石边坡动力稳定安全系数的块体单元法分析

 将动力分析的块体单元法应用于岩石边坡地震稳定时程分析。将黏弹性人工边界条件的思想与块体单元理论相结合,建立块体系统的人工边界条件,用以模拟地基的弹性恢复能力和地基对散射波能量的吸收,从而消除波动在计算区域边界上的反射。黏弹性边界具有稳定性好,易于与计算程序结合的优点。通过动力计算所得的块体加速度计算块体的惯性力,并由此判断块体可能的滑动模式,进而根据滑动模式将惯性力分解为块体滑动力和垂直于滑动方向的作用力,由此作用力计算块体的抗滑力。块体抗滑稳定安全系数即为抗滑力与滑动力之比,从而可以得到地震过程中块体稳定安全系数时程曲线。小湾水电站进水口边坡算例体现了该方法的工程应用能力。     

三种边坡安全系数计算方法对比研究

 针对广泛使用极限平衡法和有限元强度折减法,提出基于改变重力加速度的重力比例自动加载法,从计算原理和安全系数计算成果上对其进行对比分析,分析得出各方法的优缺点。计算分析表明,重力比例自动加载法计算的边坡安全系数随坡角增加而递减的速率要远大于强度折减法,且一定程度上大于极限平衡法的计算成果,该方法得出的边坡安全系数对坡体几何条件变化最为敏感,在量化坡体安全程度上优于其余2种方法;对单层且坡角小于45°的土质边坡,推荐采用极限平衡法,若要采用基于有限元的安全系数分析法,需对土坡进行分层处理;对3层岩土边坡而言,推荐采用极限平衡法和重力比例自动加载法,有限元强度折减法不适用。此外,3种方法中,极限平衡法用时最短,5层岩土边坡计算时强度折减法在计算耗时为重力比例自动加载法的10倍,该差异随着岩层层数的增加还有提高趋势。     

基于滑面正应力修正的边坡安全系数解答

首先，对边坡滑动面正应力分布作初始假设：然后，用含有2个待定参数的修正函数对其修正，使滑体整体满足所有力与力矩平衡条件，推导出边坡安全系数计算公式。该法计算过程简单，无需迭代，适合任意形状滑动面，且为严格的极限平衡解，值得在工程中推广应用。     

可拓方法在岩石边坡整体安全评价中的应用

 建立多层次多指标的岩石边坡整体安全综合评价体系,并给出岩石边坡整体安全等级标准以及相应评价指标的量值。应用物元的概念和可拓集合的关联函数,建立基于物元和关联函数的岩石边坡安全可拓评价方法,给出具体实现步骤并编程加以实现。将该方法应用于锦屏一级水电站左肩槽岩石高边坡的整体安全评价,经计算得出该边坡整体安全综合评价的级别特征值为4.001,安全等级为IV级,介于稳定与极稳定之间。岩石安全可拓评价方法全面综合地反映岩石边坡工程的整体安全状态,评价结果合理,该方法适用于岩石边坡施工期和运行期的安全评价。     

支护岩体滑移安全系数分析

确立了综合考虑滑移层面滑移及滑移面夹层拉裂、屈服的本构模型，针对该模型，确定了按应力安全方式表达的支护岩体整体滑移安全系数，并与按极限平衡理论确立的滑移安全系数进行对比分析。     

基于时程分析的岩质高边坡开挖爆破动力稳定性计算方法

提出一种计算岩质高边坡爆破开挖情况下动力稳定性安全系数的时程分析方法。根据爆破振动峰值速度衰减规律和爆破振动速度或加速度时程曲线，可计算得到特定时刻作用在各条块上的爆破振动惯性力，并根据其相位确定惯性力作用方向，然后施加到各条块上。结合刚体极限平衡分析方法中的Sarma方法，即可求得对应于该时刻边坡的稳定性安全系数。以某一时间步长进行整个爆破过程的计算，可得到相应的爆破动力作用下的边坡动力稳定性安全系数时程曲线。该法综合考虑爆破振动的幅值衰减、频谱特性和相位角的变化，突破了拟静力法中用综合影响系数折减爆破荷载的局限性，得出的边坡爆破振动稳定性安全系数随时间的变化规律，可较好地反映边坡稳定性在爆破过程中的变化过程，为优化边坡爆破开挖设计提供依据。     

三维简化Janbu法分析边坡稳定性的扩展

对三维简化的Janbu法进行了扩展，使得离散后在同一行上的各条块在水平横向的安全系数相等以及在同一列上的条块在水平纵向的安全系数相等，得到不同行(列)的安全系数，最后通过各条块底滑面的几何特性与受力分析给出其独立的安全系数以及各条块潜在的滑动方向。该方法拓展了传统极限平衡方法只给出坡体总体安全系数的思路，可对坡体局部稳定性和潜在滑动方向进行判定。该方法可适用于任意形状的滑面，还可分析包括考虑孔隙水压力、地质体分层、上覆载荷以及地震力等其他形式的外载。