考虑土体强度参数深度依赖性的非平稳随机场边坡滑动深度和体积分析

基于随机有限元方法（RFEM）和Monte-Carlo模拟,建立了能够模拟具有深度依赖性的土体强度参数边坡或具有软弱夹层边坡的非平稳随机场模型。通过辐射扫描方法获取最危险滑动面,得到非平稳随机场边坡滑动深度和滑动体积。将该方法与均质边坡和平稳随机场边坡获得的滑动深度和滑动体积进行对比,研究土体强度参数深度依赖性的非平稳随机场边坡的不同坡度和各向异性对滑动深度和滑动体积的影响。结果表明：基于RFEM的非平稳随机场滑动深度和滑动体积结果为地质灾害风险及后果评估提供了一个参考分析的新角度;参数的深度依赖性程度越高(变化率b越大),则边坡平均滑动深度和滑动体积越小;在大坡度滑坡风险后果评估中,可以基于均质边坡分析结果进行初步预估;在非平稳随机场中,随着各向异性的增大,所有坡度边坡的滑动体积变异系数增大;不同坡度下,水平方向的相关程度越大,则土坡内软弱夹层的不确定性越强,滑动体积的变异系数也不断增大。     

LDP曲线数值求解中波浪形发展问题的解决

围岩纵剖面变形曲线(LDP,longitudinal displacement profile)是采用收敛-约束法进行地下洞室围岩支护设计的基础,针对数值模拟求解LDP曲线时存在的曲线形态波浪形发展变化所带来的围岩收敛位移难以准确把握的问题,从开挖步长与剖分精度的角度对解决这一问题进行了研究,同时分析了岩体开挖模拟方法、岩体自重设置对于围岩收敛变形的影响。结果表明:开挖步长对于围岩纵向变形曲线形态具有较大影响,选择不合适时会存在明显波浪形变化问题,求解LDP曲线时开挖步选择需要与数值计算网格剖分精度紧密结合;岩体开挖的模拟方式对于LDP曲线形态无影响,但对于围岩真实收敛位移具有较大影响;岩体自重对LDP曲线形态及围岩最终位移基本无影响。在求解实际工程LDP曲线时建议采用与网格剖分长度相等的开挖步长,此时对于LDP曲线形态及收敛绝对量值均无影响。研究成果可为地下洞室支护设计中围岩纵剖面曲线的求解提供一定的借鉴和参考。