强度参数对边坡稳定性影响分析

在研究材料强度对边坡稳定影响机理的基础上,结合简单的均质边坡、非均质边坡算例,分别采用基于强度折减法的Plaxis软件及基于极限平衡法理论的Geo-Studio软件进行计算,采用Mohr-Coulomb弹塑性本构模型,分析各材料参数对安全系数及边坡滑裂面的影响。结果表明:(1)当λcr为定值时,改变黏聚力c及内摩擦角对滑裂面位置没有影响;当λcr由小变大时,滑裂面由浅变深,进出口逐渐远离边坡坡顶和坡底;当λcr由大变小时,滑裂面由深变浅,进出口逐渐靠近边坡坡顶和坡底;(2)安全系数与黏聚力c近似呈线性增大关系,与内摩擦角呈非线性增大关系;(3)安全系数随着坡角或坡高的增大不断减小,但其对滑裂面的影响同结论(1)。     

金川水电站边坡变形体岩体强度参数反演分析

以金川水电站泄洪洞进水口边坡纵剖面为计算剖面,基于极限平衡理论和方法,首先计算天然工况、暴雨工况和地震工况下剖面的稳定性,并确定最危险工况为暴雨工况,然后以最危险工况下规范规定的最低安全系数为反演目标,对变形体岩体强度参数进行反演分析,最后结合工程实际确定合理的变形体岩体强度参数。计算结果表明:在安全系数一定的情况下,岩体内摩擦角与黏聚力之间呈反比关系;确定变形体浅层强度参数c=150.00 kPa、φ=24.0°,深层强度参数c=309.00 kPa、φ=34.9°,在该参数情况下,边坡天然工况下处于稳定状态。     

基于边坡强度参数反演分析及加固效果研究

结合某工程边坡地形地质特性，针对隧道及边坡施工过程中出现的实际情况，运用有限元数学模型，反演边坡滑动面的强度参数，研究预应力群锚的加固效果及边坡岩体稳定性，文章还对傍山隧道内外侧土压力分布特性进行初步分析。     

广义极限平衡理论在地基与边坡稳定分析中的应用

本文提出了复杂介质广义极限平衡理论，并应用于分析各种复杂地基的极限承载力，各种复杂边坡的稳定安全条件，同时定量地研究了各向异性等因素对地基、边坡稳定性的影响。     

不排水条件下开挖边坡稳定性极限分析

为了在初期勘察阶段少量室内和现场试验基础上准确快速地对开挖边坡进行稳定性评价,提出了一种新的边坡稳定性评价方法。基于极限分析上限定理,推导不排水条件下开挖边坡二维稳定性极限分析理论,根据理论公式编程计算,得到不排水条件下开挖边坡稳定系数图表及滑动面变化规律,从而建立不排水条件下开挖边坡稳定性评价方法。结果表明,以极限分析上限定理为依据确定边坡稳定系数和不排水抗剪强度比值的关系、滑动面与限制深度的关系来评价边坡稳定性,其物理意义明确,计算结果客观,相比于极限平衡法和数值分析法,极限分析法更适合于开挖边坡的稳定性评价。     

基于刚体极限平衡法与有限元法的边坡稳定性分析

以雅砻江流域某水电站上游库区滑坡体为研究对象,采用刚体极限平衡法和有限元法,对自然边坡在天然工况下的抗滑稳定性进行对比分析,探明两种方法在边坡稳定性分析中的差异,并对库区自然边坡的天然稳定性进行评价。     

有限元极限平衡法与强度折减法在边坡稳定性分析中的对比

基于有限元极限平衡法和强度折减法,对比分析了澳大利亚计算机应用协会所使用的三类边坡稳定性考题,用于定量评价这两种有限元法的计算精度。研究结果表明,对于均质及多层土边坡,有限元极限平衡法与强度折减法的计算结果较为接近,而对于含软弱夹层的边坡,有限元强度折减法计算所得的安全系数明显偏小。研究结果对提高边坡稳定性的计算精度具有重要意义。     

极限平衡分析中加固力对岩质边坡稳定性的影响

分别对考虑加固力作用边坡稳定性分析的Morgenstern-Price法、严格Janbu法和Sarma法,推导了安全系数的计算过程。在不考虑力矩平衡的情况下,分析加固力对条块抗滑力和安全系数的影响,然后在考虑力矩平衡的情况下,分析Morgenstern-Price法中加固力对条块安全系数的影响。结果表明,边坡的安全系数随着加固力和内摩擦角的增大而增大。当滑裂面与水平面的夹角小于某一角度时,条块的安全系数随着加固力与水平面的夹角的增大首先呈现先增大的趋势,在达到极大值后呈现减小的趋势。当滑裂面与水平面的夹角大于某一角度时,条块的安全系数随着加固力与水平面的夹角的增大而减小。最后通过一个边坡稳定性分析的简单算例,说明本文理论分析是正确合理。且在同等条件下,加固力作用在边坡下部比作用在上部的效果要好。     

边坡稳定有限元强度折减法与极限平衡法对比

通过算例对有限元强度折减法和极限平衡法在边坡稳定性分析中的性能进行了比较,结果表明:有限元计算网格尺寸可选取最大计算长度的3%～5%;极限平衡法较有限元强度折减法计算耗时少;极限平衡法计算结果均落在有限元强度折减法所得贯通塑性区之内,简布法所得滑动面较之Spencer法的结果偏下。     

折线滑面滑体的稳定分析方法的改进

本文根据刚体极限平衡分析原理，考虑各块体的力矩平衡和块间的嵌合作用，假定作用于块体的已知外力所产生的应力呈线性分布，推导出确定其作用力数值、方向和作用点，以及整体抗滑稳定安全系数的方法和公式。并通过实用研究了嵌合作用、分界面倾角等对反力分布和安全系数的影响，与常用方法的计算结果作了比较，说明本方法有较大的适用性，可应用于工程设计。     

新型和声搜索算法在土坡稳定分析中的应用

首先提出了一种产生任意滑动面的策略,对可行的滑动面采用Spencer法计算其安全系数;其次改进了基本和声搜索算法的寻优思路,充分利用较优异的和声信息,在每一迭代步中产生多个新和声,然后重新选择优秀的个体进入和声库,构成迭代。该新型和声搜索算法应用于两个复杂土坡的稳定分析中,所得结果与文献中已有结果以及基本和声搜索算法的结果进行了比较,充分证明模拟任意滑动面的策略和改进和声搜索算法是高效的,可以用于复杂土坡稳定问题的分析。     

边坡稳定分析的三维极限平衡法及工程应用

对于具有复杂空间几何特征和地质构造的实际工程边坡,在进行稳定分析评价时,需对其进行三维分析。通过发展完善边坡稳定分析的三维极限平衡法程序CORE-lam3D,可模拟真实的坡面、地质界面、地下水位面、滑动面等复杂空间曲面,可采用3种三维极限平衡分析方法对潜在的滑动面及其可能多个滑动方向进行分析计算,可分析水荷载、地震荷载、加锚等因素作用的影响。通过对瀑布沟库首右岸拉裂变形体的稳定性进行研究,说明了CORE-lam3D的实用性和可靠性。     

小湾电站进水口边坡的三维刚体极限平衡分析

利用三维刚体极限平衡法对小湾电站进水口边坡进行了稳定分析，计算了边坡开挖成型后不加固及加固情况下的稳定安全系数，并进行了参数变化的敏感性分析，比较了锚索和洞塞两种加固方案的优缺点，分析结果对实际工程的加固设计具有较大的参考价值。     

基于优化理论的刚体极限平衡模型

 对于具有多个滑移面的滑动岩体, 在采用“等K法”进行刚体极限平衡分析时, 一般认为通过相邻两个滑移面的交线存在一个错动面。 常规的做法是假设错动面为垂直面, 而这种做法缺乏理论依据。 笔者根据滑体稳定原理, 以错动面倾角作为设计变量, 取稳定安全系数为目标函数, 利用优化方法, 找出最小安全系数K及其对应的错动面倾角。 研究结果表明, 在多数情况下尤其是相邻滑移面上参数的数量级接近时, 取错动面为垂直面后所求得的安全系数为最小。 从而验证了常规做法有一定的合理性, 使其更具有明确的数学和物理意义。 并用该方法分析了某重点工程#3厂房坝段基岩深层抗滑稳定性。     

基于强度折减有限单元法的抗滑桩加固边坡特性分析

采用三维抗剪强度折减有限单元法对抗滑桩桩径、模量以及抗弯刚度对边坡稳定性及桩土相互作用进行了研究。计算结果表明:桩间距相同时,增大桩径以及提高桩体模量可有效提高边坡稳定性,而在保持抗滑桩抗弯刚度和桩间距相同的条件下,增大桩径比增加模量更有效提高边坡稳定性。     

考虑复合滑动边坡内部剪切约束机制的刚体极限平衡方法

有别于平面滑动与圆弧滑动,具有复合底滑界面的滑坡体在滑移过程中,滑体各部位滑移方向因必须适应底滑界面的倾角而各不相同。滑体经过底滑界面转折部位时其滑移方向会产生突变,这种突变诱导滑体内部产生剪切破裂面,滑体内部的抗剪阻力则阻碍这种剪切破裂面的形成,从而有利于滑体的整体稳定。针对前缓后陡的复合滑动边坡,提出了考虑滑体内部剪切破裂面的三滑面刚体极限平衡分析方法,从而反映滑体内部抗剪阻力对边坡稳定的约束机制。以Vajont滑坡为例进行了详尽的案例分析,结果表明,复合滑坡体存在客观的内部剪切约束机制,三滑面刚体极限平衡分析可以充分反映这种机制,该方法可为具有复合底滑界面的边坡稳定性分析提供新的思路和方法。     

联合运用改进的极限平衡法和动态规划法分析边坡稳定性

为了解决边坡关键滑动面全局优化处理问题,将动态规划理论引入基于有限元的改进极限平衡法。与工程上被广泛认可的一般极限平衡法比较表明,本文提出的方法可以获得更好的近似解甚至是整体最优解,关键滑动面更符合工程实际,有效地克服了传统边坡稳定分析方法的不足;与目前国内外同类方法相比具有明显的优越性,丰富了边坡稳定分析和确定关键滑动面的方法和理论。