基于强度折减技术的边坡稳定性及其影响因素分析

为修正边坡稳定性分析中极限平衡法的缺点,引入基于强度折减技术的有限单元法.分别介绍了有限单元理论与强度折减法技术.失稳判据是分析边坡稳定性的关键问题,目前强度折减有限元法中主要有三种判据,同时得到边坡安全系数.通过算例,与传统极限平衡法计算结果相比较,结果表明基于强度折减技术的有限元法分析边坡稳定性及其影响因素敏感性是町行的,计算精度满足工程要求,为边坡的支护治理设计提供重要依据.     

船梁子不稳定斜坡的非线性强度折减分析

自20世纪70年代以来,强度折减法逐步被用于评价岩土工程稳定性。对于线性的Mohr-Coulomb准则,由于其抗剪参数的折减物理意义明确,得到了学术界的一致认可。Hoek提出的非线性半经验Hoek-Brown强度准则,也已被岩石工程所广泛应用,然而关于其强度参数的折减,国内外存在着较大的分歧。首先,介绍了非线性强度折减技术的基本理论;然后,在船梁子斜坡稳定性分析中,分别采用非线性强度折减法和极限平衡理论进行计算,并对两种方法得到的边坡安全系数及破坏滑移面进行比较,分析表明,非线性强度折减技术和极限平衡理论结果基本吻合;最后,通过与等效Mohr-Coulomb法的结果对比分析,验证了非线性强度折减法在岩质边坡稳定性分析中的合理性和适用性。     

灰岩矿露天边坡滑动模式及稳定性计算分析

针对矿山开采设计阶段露天边坡稳定性定量分析问题,对河南省大型露天灰岩矿边坡特征、边坡潜在滑动模式及滑动面形态进行了分析研究,并采用极限平衡法和强度折减法对其进行了稳定性计算,结果表明灰岩矿露天边坡稳定性系数为1.48~2.12,整体稳固性好,平面形破坏较圆弧形破坏稳定性系数偏大;强度折减临界破坏时近似为圆弧形破坏,两种方法计算结果接近,与现场终了边坡稳定状态吻合。     

基坑抗隆起稳定安全系数的算法对比分析

基坑隆起变形破坏是一种常见的基坑失稳形式。基坑隆起变形量监测存在一定困难,基坑坑底抗隆起稳定性分析主要是计算安全系数。目前基坑抗隆起稳定安全系数计算方法主要有极限平衡、极限分析和强度折减等方法。结合工程算例,采用上述3种算法进行基坑抗隆起稳定安全系数计算,对比分析了各种计算方法的适用性。结果表明,极限平衡传统算法忽略的工程因素较多,计算结果过于保守,通过修正可以提高适用性。极限分析与强度折减的计算结果较为准确,但极限分析的破坏模式和强度折减中基坑稳定临界状态容许隆起量仍需进一步研究。     

某长江大桥高峰岸锚碇基础边坡稳定性研究

基于有限元强度折减法建立某长江大桥高峰岸锚碇基础边坡三维模型,模拟分析了锚碇基础施工及运营过程中边坡变形特征及稳定性.分析结果表明,采用改进的GSI(地质强度指标)法确定岩体力学参数,更符合工程实际;三维整体强度折减法计算的安全系数明显高于极限平衡分析结果;三维分析方法可直观显示边坡的破坏形式和位置,便于定性判断边坡破...     

基于强度折减的土钉支护基坑稳定性评价

将强度折减法应用于土钉支护基坑稳定性的分析,借助连续介质显示拉格朗日有限差分方法逐步折减土体的强度,当强度折减到某一数值以后,计算不收敛,此时的折减系数即为安全系数.通过实例计算,并与传统的极限平衡分析法比较,发现两者结果很接近,说明这种方法是可行的.     

流固耦合-强度折减法在尾矿坝稳定性分析中的应用

基于流固耦合理论,采用有限元强度折减法对某尾矿库坝体的渗流稳定性进行了分析,计算出尾矿坝的抗滑安全系数并与尾矿坝相关规范推荐的瑞典条分法和Bishop方法计算结果进行了对比。结果表明：采用瑞典条分法和Bishop方法得出的临界滑动面与强度折减法得出的等效塑性应变贯通区的位置大致相同;采用强度折减法计算出的安全系数与以上2种极限平衡法的计算结果基本吻合。这说明采用有限元强度折减法求解尾矿坝抗滑安全系数是可行的;此外,有限元强度折减法得出的塑性贯通区位置可以为极限平衡法搜索临界滑移面提供初始滑动面,便于准确搜索临界滑移面的位置,同时大大减少了搜索工作量。     

基于强度折减法与有限单元应力法的边坡稳定性分析

该文以某水电站开挖边坡为例,利用强度折减法进行稳定性分析和求解安全系数,探讨强度折减法中抗拉强度和剪胀角对边坡稳定性的影响,并利用有限单元应力法校核强度折减法计算结果,对两种计算方法的计算过程和结果进行对比分析.通过对比分析发现强度折减法的计算结果比有限单元应力法计算结果略小,计算得到的安全系数都小于1,说明边坡不稳定.分析发现,剪胀角的取值对强度折减法的计算结果有一定的影响,抗拉强度的取值对强度折减法的计算结果影响很小.强度折减法计算所需参数更多,计算条件更加完整.有限单元应力法可以计算出单元的最大位移并且显示单元的变形.研究结果可为类似工程提供参考.     

含瓦斯煤渐进破坏极限失稳研究

为了研究含瓦斯煤渐进破坏极限失稳问题,基于含瓦斯煤强度折减法,并借助有限元数值模拟软件,对强度折减极限安全系数以及含瓦斯煤渐进破坏极限失稳过程进行分析。研究结果表明：含瓦斯煤强度折减参数修正可以表征瓦斯对于煤体的弱化作用,适用于数值模拟软件中分析煤体渐进破坏极限失稳过程;强度折减极限安全系数受围岩、瓦斯压力、外部载荷、煤泊松比等因素影响,极限安全系数值越小,代表煤体更容易达到失稳破坏状态;在强度折减过程中,含瓦斯煤状态演化分为初始损伤、渐进破坏、极限失稳3个阶段。     

库水位变化下尾矿坝的滑坡机理及稳定性分析

以歪头山尾矿库为实例,用强度折减法分析库内水位 变化对尾矿坝稳定性的影响,剖析相应滑坡机理,并与极限 平衡法计算结果进行对比,提出强度折减法的规范安全系数 标准。研究表明:尾矿坝内部浸润线随着库内水位上升而抬 高,正常水位下的浸润线最低;库内水位从正常水位上升到 洪水位和漫顶水位,尾矿坝失稳滑移方式由推移式滑坡转变 为牵引式滑坡;三维强度折减法与二维极限平衡法计算结果 较为接近,利用类比法推算出强度折减法的规范安全系数为 1.20,1.30,1.40。模拟结果可为完善尾矿库技术规范提供参 考,为矿山防灾减灾提供依据。     

含缓倾软弱夹层矿山高边坡滑动面位置与空间形态反演

滑动面确定是边坡治理中的关键问题,传统的勘探技术在滑动面勘测识别确定过程中往往存在耗时、耗力、对坡体造成损伤、具有安全隐患等问题。为克服传统滑动面确定方法的局限性,以四川黄山含缓 倾软弱夹层石灰石矿山高边坡为例,在边坡应急治理条件下,基于工程地质分析法、空间解析几何法、极限平衡法及强度折减法的综合应用,提出了一种以工程地质分析法为前提判断,空间解析几何法与极限平衡法 为计算分析手段,强度折减法为检验保证的滑动面反演方法。首先根据工程地质分析判断出边坡整体及局部的破坏模式,其次利用空间解析几何法确定了滑坡体前后缘位置滑动面的空间形态,最后采用极限平衡法对 边坡稳定性系数反复试算,进而反演出滑动面的具体位置,并基于有限元强度折减法对滑动面反演结果进行了分析验证。结果表明：边坡整体沿软弱夹层滑动,前后缘位置为圆弧滑动破坏,滑动面位于775 m平台到软 弱夹层垂直距离为26 m的位置;有限元强度折减法计算的边坡稳定性系数为1.00,与滑动面反演结果基本一致,验证了该方法的可行性和准确性。研究结果为边坡滑动面的确定提供了一种新思路,对于类似边坡滑动 面快速识别与确定及危岩体的应急治理具有一定的借鉴意义。     

极限平衡和数值方法在边坡工程中的应用

刚体极限平衡法和强度折减数值方法在边坡工程稳定分析中发挥重要作用,已经取得了许多重要的研究成果。文中对以简化 Bishop 法、Morgenstern-Price 法和通用条分法为代表的刚体极限平衡法的理论基础和计算过程进行了阐释,并将其与瑞典圆弧法、简化 Janbu 法及 Spencer 法等其他刚体极限平衡法的计算原理进行了对比分析,接着从计算方法、失稳判据和折减改进等方面对强度折减数值方法进行了分析,阐述了这 2 种方法在工程应用中的研究进展。边坡工程分析方法的进步,必将推动边坡工程治理向着精细化水平迈进。     

露天矿边坡稳定性分析及预应力锚索加固治理方法

将极限平衡法和强度折减法相结合,以广西七〇一露天矿边坡为工程实例,运用有限差分软件FLAC3D强度折减法对边坡进行稳定性分析,求得降雨条件下边坡的安全系数以及潜在的滑移面,确定滑移模式和抗滑加固治理方案,再采用极限平衡法计算边坡的下滑力和锚索的预应力,最后运用FLAC3D强度折减法检验了抗滑加固方案的合理性和可靠性。     

极限平衡法与有限元强度折减法在边坡加固中的联合应用

运用极限平衡法及有限元强度折减法对碎石土类边坡进行稳定性分析,确定边坡的潜在滑动面;运用反分析计算边坡达到所要求的安全系数时需要的主动支护力;根据上述计算结果对边坡进行加固设计.     

基于FLAC强度折减法的边坡稳定性分析

将FLAC强大的数值计算能力与强度折减技术相结合,通过对汉阳港区专用线改建工程边坡的稳定性分析表明,强度折减法所确定的边坡安全系数与传统极限平衡法所得的结果十分接近,滑面的形状及位置也极为相似,因此认为该方法是合理可行的。     

有限元强度折减法在底板突水风险评价中的应用

介绍了有限元强度折减法在FLAC 3D 中的实现方法。在分析煤层底板突水的有限元计算判断依据的基础上,阐明了底板安全系数Fs1 的意义,即底板实际岩体强度与折减后底板破坏贯通时的岩体强度的比值定义为底板安全系数,它反映了承压水体上底板岩体抵抗破坏贯通的能力。通过有限元强度折减的实例计算验证了将该方法应用于煤层开采底板突水评价的可行性。计算结果表明：案例中工作面底板破坏的计算深度在15 m左右,与实测结果一致,底板安全系数Fs1 为1.38;强度折减法揭示了底板突水的两条潜在的突水路径;底板安全系数Fs1 随着工作面推进距离、工作面斜长及地应力的增大而减小。相较于突水系数,底板安全系数Fs1 考虑因素更多,可信度更高。     

基于强度折减法的边坡稳定性分析

为了评价某山坡露天矿边坡的稳定性,应用有限差分强度折减法,对该矿山人工边坡的稳定性进行了计算分析,并与传统的极限平衡法的计算结果进行了对比。结果表明,由于有限差分强度折减法克服了极限平衡法未能考虑材料本构关系的不足,因而更能实际的模拟边坡计算模型,更客观的分析边坡的稳定状态,求得的边坡安全系数更为合理。     

某排土场Geostutio邓肯张模型和FLAC3D摩尔库伦模型计算结果对比

为了研究软件的适用性,本研究提供了Geostudio软件的分析结果和FLAC^3D的分析结果对比。针对某排土场稳定性问题,采用Geostudio软件的有限元法邓肯张模型和FLAC^3D摩尔库伦模型分别计算分析,然后采用Geoslope进行基于有限元计算应力的极限平衡法进行边坡最小安全系数计算,和采用FLAC^3D强度折减法进行边坡最小安全系数计算,然后对计算结果进行了比较,得到了如下初步结论:有限元法邓肯张模型计算结果能够比较准确给出排土场拉应力出现部位从而正确预测张拉裂缝灾害的发生,而在这方面FLAC^3D计算结果没有实现;基于有限元法邓肯张模型应力计算的极限平衡法的稳定性安全系数计算结果小于FLAC^3D计算模型的强度折减法计算结果。     

结构面影响下的岩质边坡稳定性计算方法探讨

岩质边坡的稳定性主要受岩体内结构面的控制,研究含节理岩质边坡的稳定性分析方法具有重要的理论意义和工程价值。以工程实例为背景,首先,基于现场测试和室内试验,给出了岩石和结构面计算参数的取值过程和方法;其次,基于强度折减理论,运用FISH语言编写了强度折减程序,并把其推广应用到Ubiquitous-Joint模型中;再次,提出了用薄层材料来模拟结构面,进而运用极限平衡计算出结构面作用下边坡安全系数的方法。最后,分别运用有限差分法、离散单元法和极限平衡法计算了含1组优势结构面的岩质边坡的稳定性,计算结果显示3种方法计算的边坡安全系数以及潜在破坏模式具有一致性。研究成果为类似工程边坡的稳定性评价提供了有效的方法。     

强度折减法在高填方土质边坡稳定分析中的应用

在高填方土质边坡稳定性分析中,基于强度折减法的有限元模拟克服了传统极限平衡法的诸多不足,不仅能得到比较可靠的边坡安全系数,还能得到边坡坡体的应力、塑性区分布及变形趋势等信息。以实际高填方土质工程为研究背景,采用分施工阶段的强度折减法有限元模拟,计算边坡安全系数,分析得到各个阶段的位移变化情况。并采用极限平衡法对边坡进行对比分析,验证了强度折减法应用在该高填方土质工程边坡稳定性分析中的可靠性。