基于数值应力场的加固边坡临界滑动场

传统的极限平衡法广泛用于边坡稳定性,计算出的边坡安全系数在工程界普遍接受。但边坡加固后的受力较为复杂,由于极限平衡法假设条件较多,加上计算加固边坡安全系数的合理性受到质疑,所以较多地采用数值分析方法,但数值分析法不易获取工程意义上的安全系数。为此,利用数值分析法计算加固边坡应力分布,再利用临界滑动场理论搜索基于数值应力的临界滑面和计算最小安全系数。通过两种常用边坡加固方式（锚杆框格梁加固和抗滑桩加固）的分析,说明本方法在加固边坡分析中的优势和适用性。     

基于离散元强度折减法的五盂高速公路边坡稳定性分析

采用离散元强度折减方法对岩质边坡的稳定性进行有效分析, 选择滑面位移统计值作为边坡失稳判据。先根据该判据计算一个简单岩质边坡的安全系数, 通过传统强度折减分析方法验证了该判据的有效性。以五台-盂县高速公路边坡作为工程实例, 根据此判据确定了该边坡的安全系数, 即在天然条件下边坡处于欠稳定状态, 而在降雨条件下边坡处于失稳状态。计算结果表明: 基于滑面位移统计值作为边坡失稳判据的离散元强度折减法有效地确定了复杂岩质边坡稳定性, 数值模拟结果与现场监测结果基本保持一致, 进一步验证了基于滑面位移统计值作为边坡失稳判据的准确性。     

基于不平衡推力法的边坡稳定性系数优化计算方法

对于滑面为沿岩基面的土质边坡和滑面为结构面的岩质边坡,可采用不平衡推力法计算安全系数.将求安全系数转换为一个优化问题,并采用内点法和遗传算法来寻找安全系数.算例表明:将求安全系数转化为优化问题进行求解是可行的,内点法计算速度快,但对初始值敏感,需要求梯度,而遗传算法不需要求梯度,可跳出局部极值,找到最优解.     

一种考虑波动效应的拟动力地震边坡稳定性分析方法

考虑地震波在坡体内的传播特征,基于拟动力法,结合传统静力边坡稳定性分析极限平衡法(瑞典条分法),推导了边坡地震力公式和地震边坡稳定性安全系数公式。在此基础上,借助MATLAB软件开发了最危险滑面搜索和安全系数求解程序,实现了一种考虑波动效应的拟动力地震边坡稳定性分析方法。通过探讨地震动特性对地震边坡稳定性的影响,得到了地震边坡稳定性安全系数随地震动参数的变化规律。对于既定边坡,其安全系数随地震波初始相位呈现周期性波动变化,存在最小安全系数; 并且此安全系数随地震系数和地震波波长与边坡坡高比的增大而减小。此外,从波动理论角度揭示了拟动力法与拟静力法的区别与联系,给出了两类方法的适用范围:当地震波波长与边坡坡高比大于10时,两类方法所得结果基本一致,均适用; 而当地震波波长与边坡坡高比小于10时,拟静力法所得结果较拟动力法相对保守,仅拟动力法适用。     

基于FLAC~(3D)的边坡滑面搜索法及动力稳定性分析

针对边坡动力分析中的滑面搜索及稳定性定量评价,基于FLAC3D弹塑性分析,提出一种剪应变增量搜索边坡滑面的方法,并用矢量和方法计算安全系数,采用FLAC3D的内置FISH语言,实现地震动力时程中滑面自动搜索和动力安全系数计算,即变滑面动力稳定分析。算例表明,该方法计算结果与强度折减法、刚体极限平衡法所得结果非常接近,并成功用于卡拉水电站上田镇滑坡体动力稳定性分析,表明所提方法的有效性和优越性。     

基于滑面应力状态的边坡安全系数确定方法探讨

边坡发生破坏时,岩土体的强度参数,黏聚力(c)和内摩角(φ),发生衰减的速度和程度均不相同,采用非等比折减方案进行边坡稳定性分析,为求取边坡的安全系数,引进参照边坡概念,根据边坡潜滑面上岩土单元体的应力状态,分别计算真实边坡和参照边坡潜在滑动面上各单元体的抗剪强度,然后以折减前后单元体抗滑力之比定义安全系数,进而根据滑面各单元体的安全系数提出确定边坡综合安全系数的算法.结合案例对比研究表明,等比折减方案下边坡安全系数的计算结果与极限平衡法的结果基本一致,验证了该算法的合理性,可应用于非等比折减方案条件下边坡综合安全系数的求解.     

基于FLAC3D的边坡滑面搜索法及动力稳定性分析

针对边坡动力分析中的滑面搜索及稳定性定量评价,基于FLAC^3D弹塑性分析,提出一种剪应变增量搜索边坡滑面的方法,并用矢量和方法计算安全系数,采用FLAC^3D的内置FISH语言,实现地震动力时程中滑面自动搜索和动力安全系数计算,即变滑面动力稳定分析。算例表明,该方法计算结果与强度折减法、刚体极限平衡法所得结果非常接近,并成功用于卡拉水电站上田镇滑坡体动力稳定性分析,表明所提方法的有效性和优越性。     

边坡稳定分析中不平衡推力法的两种解法

不平衡推力法是我国独创的边坡稳定分析方法,在滑坡稳定分析和治理中得到广泛地应用.然而当边坡滑面为圆弧形时,不平衡推力法的精度与Bishop法相当,但是当滑面为不规则折线时安全系数与Bishop法可能相差很大,这会对工程的安全带来隐患.由于上述原因,对非圆弧形滑面最好不要单独使用不平衡推力法,而应采取多种方法进行综合分析.     

基于地震作用下传递系数法的边坡稳定性分析

传递系数法是中国建筑边坡工程技术规范中推荐的边坡稳定性计算方法,适用于滑面为结构面的土质边坡和岩质边坡.地震对边坡稳定性有重要影响.规范中只考虑水平地震力的影响,这里研究不同地震力方向的影响.基于传递系数法,可以很方便地将求安全系数问题转换为一个优化问题,通过数值算例表明,安全系数关于地震力的水平方向是对称的.算例还将地震力方向对剩余下滑力的影响可视化地展示出来.     

边坡稳定性有限元分析中确定潜滑面及其安全系数的方法

本文提出了在边坡稳定性的有限元分析中,用模拟边坡垮落过程的方法确定边坡的潜滑面和安全系数。该法反映了边坡的渐过破坏过程和破坏过程中岩体应力场的变化,并把有限单元法和极限平衡法结合起来,既能给出一个总的滑落体和安全系数,又能展示边坡首先破坏的部位。     

基于余力矩的边坡临界滑动场方法及应用

基于常规极限平衡条分法的瑞典法、Bishop法以及不平衡推力传递法的条间力假定,将圆弧滑动面整体的滑动力矩与抗滑力矩之差定义为余力矩,在给定的安全系数下,利用简单有效的和声搜索算法寻求余力矩最大的滑动面作为给定安全系数下的危险滑动面,变化安全系数直至找到的危险滑动面的余力矩为零,该危险滑动面即为边坡的临界滑动面;鉴于取矩中心对计算结果的影响,对于非圆弧滑动面,采用滑面滑出端的余力替代余力矩作为控制指标,采用与圆弧滑动面下类似的寻找步骤即可得到非圆弧滑动面下的临界滑动面.通过两个典型土坡的算例分析证明了本文方法的可行性.     

几种常用边坡稳定性分析方法的比较

基于仿真软件Geo-Slop,应用Morgenstern-Price法、Spencer法、Janbu法和Bishop法,分别对深圳外环高速公路某路堑边坡在天然状态和饱和状态下进行稳定性分析,计算得到最危险滑裂面以及相应的边坡安全系数。同时,根据现场调查,基于不平衡推力法分析出边坡最可能的滑裂面,并计算得到沿该滑裂面的安全稳定系数。通过数值分析和现场调查结果对比,得出以下结论:坡体在天然状态的安全系数大于1.0,接近1.2,边坡是稳定的,而在饱和状态下其安全系数小于1.0,坡体不稳定;数值计算分析得到的滑裂面位置与现场调查分析得出的滑裂面的位置一致,证明了结果的可靠性;最后,考虑到该地区雨水多发,坡体在饱和状态下安全系数小于1.0,建议及时对坡体进行支护,防止边坡失稳。     

基于联合搜索法的3维土坡滑动面搜索方式及其程序实现

针对现阶段3维土坡滑动面搜索方式存在效率低、容易出现局部极值等问题,基于GIS栅格数据模型,提出以随机搜索确定初始滑动面、以模式搜索确定最终滑动面的3维土坡最危险滑动面搜索方式。结合该搜索方式,开发土坡稳定3维刚体法分析程序(Slope3D SCU),并通过算例对该程序的稳定性与合理性进行验证。研究表明：该搜索方法不仅避免了安全系数在临界滑动面搜索过程中出现局部极值的情况,同时能提高滑动面搜索效率;该程序计算精度高、稳定可靠。依托狮子坪水电站土石坝监测数据,调用渗透压力实时监测结果,利用该程序对其坝坡在运行工况下3维稳定性进行分析,揭示了该土石坝坝坡的3维稳定特性。研究结果表明,该坝坡在运行工况下安全系数较高,坝坡处于稳定状态。     

开挖边坡变形和稳定性有限元分析

采用有限元方法对边坡开挖进行数值计算,得到开挖后边坡的变形情况,并通过抗剪强度折减技术对开挖后的边坡材料进行强度折减,得到边坡破坏时的临界滑面和安全系数。有限元方法的计算结果不但能评价边坡的稳定性,还可得到潜在的危险区域,对边坡开挖施工有一定指导意义。     

Improved genetic algorithm freely searching for dangerous slip surface of slope

1INTRODUCTION Thestabilityofslopeisinvolvedinmanyengi neeringfields,suchasmineengineering,hydraulicengineering,civilengineeringandsoon.Thetheo ryoflimitequilibriumisalwaysusedtoanalyzethestabilityofslope[1,2],ofwhichthekeyissuesaretogetthemostdangerousslipsurfaceandthesafetyfactor.Atpresent,theprocessesofanalysisforthestabilityofslopeintheworldareasfollows:firstly,theslippatternofslopeissupposed;secondly,themostdangerousslipsurfaceisap proximatelydecided;finally,thesafetyfactorisapproximat…     

土质边坡空间临界滑动面搜索的优化算法

将二维均质土坡作为平面应变问题,假定滑动面是一个圆弧,将滑弧圆心与半径转变为后缘剪入点、坡脚剪出点和过后缘点滑弧切线与x轴的交点等3个点的横坐标,然后以这3个参数为变量,给定合理的取值区间,应用黄金分割法搜索二维边坡的最小稳定系数及相应的临界滑动面。进一步假定均质土坡的三维空间滑动面为一旋转椭球体,旋转椭球体的竖向中轴面和二维的圆弧面一致,给定椭球体不同的水平轴半径值,采用以上二维滑动面搜索方法可求出不同水平半径所对应的三维最小稳定系数及相应的椭球面。结果表明:边坡的三维稳定系数没有极小值,但有极限值;对于横向延伸长的无限边坡,三维稳定系数逼近二维稳定系数,当旋转椭球长轴与短轴之比大于3时,二者很接近,边坡稳定性可简化为二维来分析;对于受地形、地下水等条件约束的短边坡,三维效应明显,在考虑实际边界条件的情况下按三维来分析。     

GIS-based 3D limit equilibrium analysis for design optimization of a 600 m high slope in an open pit mine

1. Introduction An economical and safe plan of slope angle is an important issue for the slope designing of an open pit mine. In the practice of geotechnical engineering, a two-dimensional (2D) limit equilibrium method is gen- erally employed to calculate the safety factor against failure for a slope. Assuming a plane-strain condition, the safety factor is commonly assessed through a 2D idealization of the slope, for example, an “equivalent” plane-strain problem is postulated and analyzed […     

改进遗传算法在边坡稳定非圆弧滑动面搜索中的应用

利用遗传算法所具有的很强的适应度、鲁棒性、擅长搜索全局最优解等特点,将其应用于边坡稳定分析和设计中,可以克服传统方法容易陷入局部最优解的缺点.对于比较复杂的边坡,则其可能滑裂面并非圆弧状,利用遗传算法搜索得到滑裂面上一些离散点的坐标,从而得出滑裂面的位置及其对应的安全系数.通过实例计算,表明了遗传算法在该边坡非圆弧滑动稳定分析中的适用性.     

邻近水体多层地基深基坑整体稳定分析

针对渗流作用下基坑整体稳定性分析这个基坑工程中的难点,在考虑基坑邻近水体水位变化及其非稳定渗流基础上,同时考虑连续墙的影响,对常规边坡临界滑动场法进行改进,提出了邻近水体多层地基深基坑整体稳定分析方法。以合肥地铁1号线大东门站基坑工程为依托,分析了邻近水体水位变化及其渗流作用下基坑开挖过程中整体稳定性变化,并与圆弧滑动法计算结果进行了比较,可得如下结论：该方法可搜索出任意形状危险滑动面,相比于传统设计方法假定圆弧滑动面更合理,计算结果也更可靠;渗流作用是影响邻水基坑整体稳定性的主要因素之一,渗流场的变化会造成滑动面位置的改变。     

降雨入渗对非饱和土边坡稳定性的影响

研究降雨入渗对边坡稳定性的影响规律。采用有限元法进行非饱和土边坡的二维非稳态渗流计算,考虑基质吸作用利用极限平衡法进行非饱和土边坡稳定安全系数计算,进而通过算例计算,分析了降雨过程中及降雨之后,边坡内孔隙水压分布、潜在滑裂面位置以及边坡稳定安全系数的变化情况。着重分析了降雨强度和降雨持续时间的影响,并特别注意分析降雨结束后的边坡稳定性。算例表明某些情况下边坡安全系数最小值出现在降雨之后的数小时或数天,而非降雨的过程中或降雨刚刚结束之时。