基于灰关联理论的围岩参数敏感性分析

针对围岩参数存在不确定性的问题,采用灰关联理论,分析了参数在一定范围内变化时对围岩稳定的影响,并以大渡河上某电站泄洪洞闸室为例,选取围岩体积模量、剪切模量、内摩擦角、粘聚力等为敏感性影响参数,确定点安全系数为评价指标,对开挖完成后洞室典型断面点安全系数的影响因素进行敏感性分析。结果表明,围岩参数变化对开挖后洞室断面的特征点安全系数影响程度由大到小依次为内摩擦角、粘聚力、剪切模量、体积模量。     

基于灰关联度Monte-Carlo法的下坪滑坡稳定敏感性及可靠度研究

为定量研究影响滑坡不同因素的敏感性大小,同时考虑滑坡材料的空间变异性,提出了一种基于灰关联度Monte-Carlo法的滑坡评价方法,对下坪滑坡的渗透稳定敏感性及失效概率进行了数值模拟。结果表明,不同影响参数对滑坡稳定性影响大小排序为库水位水平h>降雨强度q>内摩擦角φ>粘聚力c,降雨与库水位水平是影响滑坡稳定的主要因素,而粘聚力与内摩擦角是影响滑坡稳定的次要因素;当库水位水平越低而降雨强度越高,滑坡的破坏概率呈现直线式上升。因此在低水位遇高降雨情况下,需对滑坡进行实时监测,以便及时采取措施。研究结果为评价滑坡稳定性提供了一个新思路。     

岩石力学参数对地下洞室群围岩变形的敏感性分析

岩石力学参数的不确定性是影响地下洞室群围岩稳定性分析的主要因素。以某水电站地下厂房为例,结合工程区域的地质条件,建立三维弹塑性有限元模型,通过单因素敏感性分析方法分析了岩石块体和断层的弹性模量、粘聚力、内摩擦角和泊松比对洞室开挖完成后典型机组断面关键点位移的敏感性。结果表明,顶拱处岩石块体内摩擦角为最敏感参数,其次为块体弹性模量;边墙区域岩石块体弹性模量、内摩擦角敏感性最大;而断层参数的敏感性均较小。因此对该工程进行参数选取时,需对岩石块体弹性模量和内摩擦角加以评估并进行精细化测定,提高数值模拟结果的可靠性。研究成果可为类似工程提供借鉴。     

基于双折减系数法的边坡动力稳定分析

鉴于传统强度折减法对岩土体强度参数(粘聚力和内摩擦角)进行等系数折减,难以真实反映岩土体稳定性的缺点,以某库岸复杂岩质边坡为例,运用大型有限元软件ADINA,建立边坡有限元模型进行动力分析,采用双折减系数法计算地震荷载作用下边坡的地震响应,研究粘聚力和内摩擦角的折减关系,得出了边坡的动力稳定安全系数,并与传统的强度折减动力分析法进行对比。结果表明,传统的强度折减动力分析法可能稍有夸大边坡的安全裕度;采用双折减系数法进行动力稳定分析可行且更合理。研究成果可为边坡动力稳定分析提供参考。     

强度折减法中不同力学参数适用性论证

在分析比较各岩土体物理力学参数(包括抗剪强度参数、弹性模量、泊松比、剪胀角、抗拉强度)对均质土边坡稳定性及滑带的影响基础上,发现弹性参数和剪胀角、抗拉强度对边坡的稳定性影响较小,粘聚力和内摩擦角的影响较大,但各力学参数对滑动面的影响尚不足以改变土坡的整体破坏模式,同时得出坡角取34.5°是均质土坡中粘聚力和内摩擦角发挥作用程度相等时的临界坡角。     

基于正交试验—蒙特卡罗法的边坡破坏概率研究

研究边坡稳定性的影响因素对边坡治理具有重要意义,提出将正交试验法和蒙特卡罗法相结合,确定影响边坡稳定性的主要因素及其相应影响程度。首先采用正交试验法分析各相关因素对边坡稳定性影响的敏感性,给出影响因素的排序,以得出稳定性主导因素;然后考虑次要因素的随机性,运用蒙特卡罗法进一步研究边坡在主要因素作用下失稳破坏的概率,并揭示主要因素对边坡稳定性的影响规律。以某边坡为例,研究了地震、库水位、岩土体内摩擦角和粘聚力等4个因素对边坡动力稳定性的影响。结果表明,对该边坡稳定性的影响由大到小排序依次为地震、库水位、内摩擦角、粘聚力;边坡破坏概率随地震水平加速度系数或库水位的增加而逐渐增大,当地震、库水位叠加作用时,边坡极度危险。研究成果可为边坡支护方案选择提供依据。     

黄河上游十大孔兑苏达尔沟坡沟稳定性因素的敏感性分析

影响覆沙坡沟稳定的因素复杂多样,坡沟对不同因素变化的敏感性亦不同。为此,以苏达尔沟流域为例,基于强度折减理论利用岩土工程有限元分析软件GEO5(2018)测出不同工况粘聚力、内摩擦角、地下水位下覆沙坡沟安全系数值,并将模拟数据进行归一化的无量纲处理,进而定量分析单因素变化中坡沟稳定性对粘聚力、内摩擦角、地下水位的敏感性。结果表明,覆沙坡沟对粘聚力的变化最为敏感,其次是内摩擦角、地下水位;随着土体粘聚力、内摩擦角的增大,坡沟稳定性逐渐增强,与之不同的是随着地下水位的抬升,坡沟安全系数却逐渐下降,且降幅越来越明显,研究结果为水土流失综合治理提供了参考。     

对均质土坡滑裂面位置变化规律的定性分析

针对在土坡稳定性分析中最危险滑面的位置受众多因素的影响,采用临界滑动场理论分析了粘聚力、内摩擦角、土体重度、边坡高度及水平地震系数对不同坡比时均质土坡最危险滑面位置的影响.结果表明,滑面位置随粘聚力增大、内摩擦角减小而逐渐变深,坡高愈大滑面位置浅,重度影响轻微,随水平地震系数的增加坡顶处深度增大、在坡脚处深度减小.     

基于大型三轴排水剪切试验的粗粒土强度特性研究

鉴于粗粒土强度受内外因影响往往随时间和空间而变化,选取塔城砂砾石试样做了大型三轴试验,研究了轴对称应力条件下粗粒土的强度特性。结果表明,体变增量为零对应于屈服强度,此时体缩变形达最大值;体变增量与轴向应变增量之比的最小值与破坏强度相对应,此时剪胀性最大;破坏强度一般比屈服强度大,且应力应变曲线软化特征越强,破坏强度与屈服强度之间的差异越大;屈服强度参数粘聚力小于破坏强度参数粘聚力,但屈服强度参数内摩擦角大于破坏强度参数内摩擦角。     

红石河水库枢纽区膨胀土饱和度对抗剪强度的影响

膨胀土遇水膨胀失水干缩,对工程构筑物危害巨大,以云南省瑞丽市畹町经济开发区红石河水库枢纽区膨胀土为试样土,通过一系列不同饱和度的原状土和重塑土直剪试验发现,随着饱和度的增大,膨胀土的剪切强度、内摩擦角和粘聚力均逐渐降低,但剪切强度和粘聚力的降低趋势较内摩擦角更加明显,且当饱和度逐渐增大时,内摩擦角的降低趋势逐渐减缓最终趋于稳定,同时原状土对外部因素的敏感性低于重塑土。土体的力学特性是土体内的矿物种类、矿物含量、水分及土体内部结构等综合作用的结果,并据此提出了一个考虑水分和土体自身性质的剪切强度计算模型,对比计算结果与试验结果,验证了该模型的有效性。研究成果可为类似工程提供参考依据。