有限元强度折减法在土石坝边坡稳定分析中的应用

在指出传统边坡稳定分析方法的缺点和不足的同时,重点研究了有限元强度折减法的理论背景、突出优势、计算结果的影响因素、边坡失稳判据方法,探讨了该方法应用于土石坝边坡稳定分析中的可行性。采用摩尔-库仑屈服准则、非关联流动法则,在已知渗流场的前提下,基于有效应力原理逐步进行强度折减,直至满足力和位移不收敛的失稳判据,从而得到相应强度折减法的土石坝坝坡稳定安全系数。结果表明,无论是关键滑裂面位置还是最小安全系数,有限元强度折减法的计算结果与刚体极限平衡法的计算结果都相当接近,从而表明此法在土石坝边坡稳定分析中的可行性,拓宽了该法的应用范围。     

单滑动面岩质边坡数值计算影响因素分析

介绍了确定边坡稳定安全系数和判别边坡临界稳定状态的方法.为便于强度折减法与刚体极限平衡法进行比较,以典型单滑动面边坡数值计算为例,比较分析了滑动面材料屈服准则、自重应力场施加方法、计算模型单元网格尺寸和边界范围对边坡稳定安全系数的影响规律,提出了数值模拟建议,以提高已知滑动面岩质边坡数值计算的精度.结果表明,强度折减法较为合理,超载法在特殊情况下可能无法得到安全系数.     

基于变分原理的三维土坡稳定分析方法研究及应用

采用变分方法研究了三维非均质土坡的稳定性．并编制了二、三维土坡稳定计算程序。将该程序应用于糯扎渡大坝的稳定计算,得到了各种工况下的安全系数及对应的最危险滑裂面．与传统的极限平衡法计算结果相比较得到了较为理想的解。说明基于变分原理的三维土坡稳定分析方法在实践应用中的合理性。     

进化策略在搜索边坡任意形状最危险滑裂面中的应用

将进化策略与边坡稳定极限平衡法相结合，建立了边坡任意形状最危险滑裂面及相应最小安全系数的全局优化搜索方法。该方法适用于任意几何形状、不同岩土材料分层以及多种荷载作用的复杂边坡。通过典型算例分析，证明应用进化策略搜索边坡任意形状最危险滑裂面是可行和高效的，并且具有较强的鲁棒性。     

岩体边坡形态对安全系数的影响

以双折线滑动面边坡为例,将FLAC3D软件作为数值计算工具,采用基于强度折减法的数值计算方法计算了不同滑动面几何形态下的边坡稳定安全系数,并与刚体极限平衡法的计算结果进行了比较。结果表明,滑动面上折线倾角和下折线倾角的变化对安全系数影响较大,而滑动面上折线高度的变化对安全系数的影响不太明显。     

基于改进有限元重度增加法的抗滑桩加固边坡稳定性分析

针对目前抗滑桩设计中存在的计算结果主观性较大,且常规的有限元重度增加法的计算结果偏大的问题,基于理论推导对常规有限元重度增加法进行了改进,并将该改进方法应用于某边坡工程中,建立了自然边坡三维有限元模型,计算了该自然边坡的整体安全系数,并与极限平衡法和强度折减法进行对比分析,验证了改进方法的有效性,进而将其应用于抗滑桩加固边坡稳定性分析中,通过与相同安全系数下通用理正软件的计算结果相比,表明该改进方法在计算抗滑桩加固边坡稳定性中具有可行性。     

基于有限元强度折减法边坡失稳的数值试验研究

有限元强度折减法经过研究发展已经成为边坡稳定性分析的一种有效数值分析方法。在有限元计算结果的基础上,如何判别边坡达到极限破坏状态已经成为边坡稳定性分析的关键问题。目前,有限元计算是否收敛、特征部位位移是否发生突变以及塑性区是否贯通成为了判别失稳的3种主要判据。利用ANSYS有限元软件。对2个典型算例,按照3种判据分别进行稳定分析,并与极限平衡法进行对比,得出3种判据的适用性．从而说明强度折减法的可行性。     

某沿海吹填土堤边坡稳定的颗粒流细观模拟分析

针对浙江省宁波市沿海某围垦吹填土堤边坡稳定问题,引入颗粒流方法,借助颗粒流双轴试验标定吹填土细观参数,给出了颗粒流法土堤边坡失稳的判据,建立吹填土堤颗粒流分析模型,分别利用强度折减法和重力增加法分析了该土堤边坡的稳定性。结果表明,可直接观察土堤的失稳破坏过程和滑动面的形成;发现整个堤坡表现出上部受拉、中部受剪、底部受压的破坏形式;颗粒流法中的重力增加法的安全系数和强度折减法一致,但其边坡破坏表现为浅层滑动;对比颗粒流法与刚体极限平衡法的计算结果,两者滑坡面形状相似,但安全系数有所偏差。该方法可为沿海吹填土堤边坡设计提供参考依据。     

金坪子Ⅱ区蠕滑边坡三维稳定性分析

针对金坪子Ⅱ区蠕滑边坡体三维形态显著问题,为获得稳定性评价,基于地质勘察资料构建了三维计算模型,采用三维极限平衡法计算了各工况下的安全系数,分析了各指标对安全系数的影响程度,并提出采取降低地下水位方法以提高边坡的稳定性。结果表明,该方法有效、合理,与实际相吻合。     

边坡稳定性分析方法简述

对边坡稳定性的极限平衡法与有限元方法进行了对比分析,并将这两种方法相结合考察边坡的稳定性,这是边坡稳定性分析的一个重要发展方向.根据有限元计算得到的近似真实应力场,利用数学手段(如动态规划法)计算得到边坡的最小安全系数及其相应的临界滑裂面的确切位置,还有待推出较成熟的商业计算软件.     

天然土岩分层边坡扶壁式挡土墙的土压力及稳定分析

针对复杂条件下挡土墙的土压力无法按照传统土压力理论计算的问题,提出了天然土岩分层边坡扶壁式挡土墙的土压力分析方法。结合某水库左岸边坡扶壁式挡土墙工程,采用三维数值方法及强度折减法,计算出边坡的最小抗滑稳定安全系数及相应滑动面,从而求得边坡滑动体作用于挡土墙的作用力和作用方向,并依此计算了挡土墙的抗滑及抗倾覆稳定安全系数,实现了挡土墙的稳定安全评价。计算结果表明,该挡土墙在不同工况下抗滑和抗倾覆稳定安全系数均大于允许值,符合实际情况,可为类似工程提供参考。     

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。     

砂岩蠕变力学特性及流变模型研究

水利枢纽工程中库岸高边坡流变现象显著,是工程长期稳定性的潜在隐患。以某大型水利枢纽工程近坝库岸高边坡石英砂岩为例,采用RLW-2000岩石三轴流变试验系统进行不同应力状态下的蠕变力学试验。结果表明,岩石瞬时应变、蠕应变随围压的增加而逐渐增大,初始、稳态和极限加速蠕变速率随围压的提升而递增;围压促进砂岩蠕变变形发展,高围压下的初始蠕变速率可能大于低围压下的极限加速蠕变速率;砂岩在围压5、10、15MPa下的长期强度分别为24.8、32.3、39.7MPa,长期强度随围压的增强而逐渐增大。结合试验成果,分析砂岩的流变性态为粘性-粘弹性-粘塑性,基于统一流变力学模型理论,确定H-H|N-N-N|S模型结构。由于传统元件模型难以辨识不同加速蠕变阶段曲线形态,引入SN和SP非线性元件改进传统模型,得到一个新的非线性蠕变力学模型,并将其拓展到三维情形。辨识蠕变试验数据,对比预测曲线和试验数据,证明了所建模型的可行性和合理性。研究成果可为水利枢纽工程的长期稳定性分析提供参考。     

白鹤滩水电站左岸边坡动力稳定数值计算分析

针对白鹤滩水电站左岸边坡存在多个潜在滑动块体的问题,建立了左岸边坡的三维有限元计算模型,采用拟静力法、动力时程安全系数分析法和动力降强法研究了左岸边坡的主要块体和整体的动力稳定性。结果表明,以C3-1为底滑面的潜在滑动块体的动力稳定性能满足设计规范要求,而以LS337为底滑面的块体#1-1、#2和#3的动力稳定安全系数偏小,整体稳定安全系数亦偏低,需采取必要的加固措施。