基于数值仿真的顺层岩质边坡支护稳定性分析

以长沙某矿坑顺层岩质边坡为研究对象,结合有限元数值分析软件Ｐｈａｓｅ2对边坡开挖应力状 态变化与潜在变形破坏模式进行仿真模拟,分析其支护效果,确定合理可靠的治理措施方案,并采用极 限平衡法进一步验证。结果表明:该顺层岩质边坡应力松弛区位于坡面中上部,由坡面向坡体内部呈现 出显著变化、渐变和基本不变的分布特征;该顺层岩质边坡的潜在变形破坏模式为顺层滑移－弯曲破 坏;采用预应力锚杆对该顺层岩质边坡进行支护,能有效提高边坡的稳定性。     

岩质顺层破碎采石场开挖边坡稳定性分析

以宜昭B4取料场边坡为实例,选取边坡单级坡高、开挖坡度、支护方式等3个典型影响因素进行分析,利用ABAQUS建立边坡三维有限元模型,模拟了边坡开挖、支护施工过程,计算出各开挖支护方案下坡体的水平及竖向位移随开挖时步的变化情况,并结合强度折减法,将安全系数作为边坡稳定性评判标准。结果表明：同一边坡在工况相同时,支护方式对边坡稳定性影响最大,其次是边坡坡度,单级坡高影响最小。经优化后降低单级坡高（10m）、减缓边坡坡度（1∶1）、采用喷锚联合支护,此方案下边坡支护结构面上最大竖向位移为3.67mm,最大拉应力为0.73MPa,最大水平位移出现在边坡坡脚与平台上,为1mm;边坡开挖支护后的安全系数为1.46,大于规范中边坡稳定安全系数1.35。     

比较两种折减法在岩质边坡稳定性分析中的差异

为分析不同强度折减法计算结果对岩质边坡稳定性影响,采用有限元软件Plaxis,以东风水库岩质边坡为例,从边坡安全系数、位移及塑性破坏区三方面比较了整体强度折减法与改进的局部强度折减法在分析边坡稳定性过程中的差异。分析表明,边坡天然状态下,采用整体折减法和局部折减法得到的安全系数分别为1.474和1.476,而对边坡进行加固处理后,两种方法得到的安全系数几乎一致,且支护效果明显;两种方法反映出的边坡整体位移随折减系数变化趋势较为接近,而折减系数相同时,采用整体折减法得到的水平和竖直位移均较大,且边坡发生破坏时,水平位移值比局部折减法大5 mm左右,竖直位移比局部折减法大11mm左右;两种折减法确定的危险滑裂面相同,但整体折减法下的塑性点和拉断点明显较局部折减法中的分布更多,范围更广。     

基于强度折减法对岩质边坡分析

提出一种特殊界面单元模拟复杂岩质边坡的潜在滑动面,利用强度折减法确定复杂岩质边坡安全系数。通过对锦屏一级电站左岸岩质边坡稳定性分析表明,与传统的极限平衡法及Goodman单元相比,利用此方法能够取得较为合理可靠的结果。     

双强度折减法分析岩质边坡稳定性

利用离散元软件UDEC,采用双强度折减法、传统强度折减法对结构面强度参数黏聚力c、内摩擦角φ进行不同程度的折减,对比分析单直线型结构面、一组平行节理面和两组平行节理面3种典型类型结构面岩质边坡的稳定性。结果表明:对比传统强度折减法,采用双强度折减法对岩质边坡进行稳定性计算,分析得到的结果可以更真实地反映结构面强度参数c、φ各自的安全储备;对于含两组复杂节理的岩质边坡,折减至极限平衡状态时,两种方法得到的滑面位置不同。     

库水位变化对岩质边坡稳定性影响的数值分析

以某水库库岸边坡为研究对象,基于强度折减理论,采用有限差分法FLAC3D对库岸边坡稳定性进行数值分析计算,利用fish语言编程建立位移与折减系数关系,将位移不连续作为边坡失稳判据。进而得出随库水位上升,边坡位移逐渐增加,在1/8~3/8满水位下边坡位移增加不明显,水位上升至满水位的6/8后边坡位移变化趋缓,对应的水位为126 m库岸边坡临界稳定水位。基于试验数据拟合出饱水-失水循环次数n与岩石强度指标的关系,得出水位的循环变化对边坡稳定性影响较大,且最低变化水位线越高边坡的安全系数变化越明显,水库蓄水、放水过程中最高水位不应超过满水位的6/8,建议为满水位的1/2左右。     

基于局部强度折减ＮＭＭ的岩质边坡稳定性分析

为进一步完善岩质边坡安全系数及相应滑落面的确定手段,借鉴ＮＭＭ模拟大变形、大位移的优势,考虑边坡实际的局部损伤性,提出局部强度折减ＮＭＭ（ＬｏｃａｌＳｔｒｅｎｇｔｈＲｅｄｕｃｔｉｏｎＮｕｍｅｒｉｃａｌＭａｎｉｆｏｌｄＭｅｔｈｏｄ,ＬＳＲ－ＮＭＭ）,并将其应用到重庆兴隆隧道进洞口边坡稳定性评价中,与传统强度折减法、现场监测数据对比分析,且与自主研发的ＧｅｏＳＭＡ－３Ｄ系统进行耦合。研究结果表明:相较于传统强度折减法,局部强度折减ＮＭＭ与现场监测点位移数据拟合度更好,阐明了该方法具有一定精度及其可行性。该边坡最危险滑落面安全系数为１．１７６,且获得的滑落面位置与现场监测数据吻合度较高,与ＧｅｏＳＭＡ－３Ｄ系统耦合效果良好,并给出了相应治理方案,为现场灾害治理提供了参考性意见。     

强度折减法在节理岩质边坡稳定分析中的精度研究

采用有限元强度折减法分析节理岩质边坡的稳定性时,计算精度会受到许多因素(如屈服准则、岩体力学参数、计算网格等)的影响。本文结合算例分析这些因素对强度折减法计算精度的影响。分析结果表明:采用强度折减法分析贯通节理岩质边坡的稳定性时,在关联流动法则下,宜选用Mohr-Coulomb内切圆准则;在非关联流动法则下,宜选用Mohr-Coulomb匹配DP圆准则。此外,当采用Mohr-Coulomb内切圆准则时,可不考虑弹性模量和泊松比对计算结果的影响,并且在单元较少时,就可以得到较为理想的结果。     

上覆土层节理岩质边坡稳定性数值分析

采用Mohr-Coulomb和Ubiquitous-Joint本构模型,运用强度折减法,研究节理面倾向与倾角、土层与岩层的厚度比例对上覆土层节理岩质边坡稳定性的影响。结果表明: 节理面顺倾角度大小与岩体中岩石的内摩擦角接近时,坡体稳定性较差,破坏区域较大;节理面反倾角度与坡体潜在破坏裂隙近似正交时,坡体稳定性较好; 随着坡角的增大,节理面倾角变化对坡体稳定性的影响逐渐减弱;当节理面倾角大于坡角时,边坡角度是影响坡体稳定性的主要因素; 上覆土层厚度小于4m时,安全系数随土层厚度的增加而增大,土层厚度大于4m时,安全系数随土层厚度的增加而减小;上层土体的厚度较小时,应重点对坡脚处进行支护;上层土体厚度接近或超过坡高一半时,应重点对上层土体临空侧进行支护。     

基于ABAQUS 的南水北调高填方边坡稳定性分析

利用大型有限元软件 ABAQUS 建立了高填方渠段某一断面的二维有限元数值模型,根据有限元强度折减法的基本原理以及土体特性,对高填方渠道边坡的稳定性进行了分析,再利用有限元强度折减法的失稳判定依据确定了合理可行的边坡稳定安全系数。结果证明,有限元强度折减法所获得的临界滑动面结果与极限平衡法的结果几乎一致。可见,以特征点的位移突变性和塑性区的贯通性来分析边坡的临界破坏可以减少误差并得到合理唯一的边坡安全系数,因此是合理可行的。     

基于ABAQUS的群锚加固岩质边坡 效果评价方法研究

针对在岩质边坡内存在多组锚索群且缺乏预应力锚索周围注浆体参数的情况,提出了一种岩 质边坡加固效果的评价方法,即:在用摩尔一库伦本构模型模拟岩质边坡的基础上,利用ABAQUS 有限元软件中的TRUSS单元模拟预应力锚索,并结合强度折减法,通过数值计算对岩质边坡的群锚 加固效果进行评价。研究结果表明,与未进行群锚加固相比,群锚加固可显著提高岩质边坡稳定安全 系数,并且减缓边坡塑性区的发展和破坏过程。为此,该评价方法可用于实际工程中对各类群锚加固 方案进行比较优选。     

考虑倾斜侧滑面的高陡岩质边坡块体稳定性分析

边坡稳定影响因素中较少考虑侧滑面对稳定性的影响。针对东庄水利枢纽水垫塘右岸区段高陡岩质边坡为研究对象,考虑坡内块体倾斜侧滑面的影响,采用ＡＮＳＹＳ软件模拟施工开挖和支护,并选用强度折减法对规范规定的三种工况下边坡的变形情况进行分析和整体稳定性评价。结果表明:坡内的潜在滑动块体在不支护的条件下,地震工况的安全系数均满足要求,正常运用工况和泄洪雾雨工况的安全系数不满足要求。采用系统锚索加固后,三种工况下的块体安全系数均满足设计标准。     

充水隙宽对顺层岩质边坡稳定性的影响

基于Navier-Stokes方程推导了倾斜单裂隙中水流的立方定律,并结合质量守恒定律,给出了分段式裂隙内水压分布的确定方法.在此基础上,采用极限平衡方法分析了充水裂隙隙宽对顺层岩质边坡稳定性的影响.结果表明:①边坡内潜在滑面出水段隙宽较大时,随着隙宽的减小,潜在滑面内的水压力将显著增大,边坡稳定性将明显减小;②裂隙进...     

顺层岩质边坡稳定性分析与应力监测研究

针对顺层岩质边坡稳定性监测较难进行的问题,采用应力监测的方法对其进行评价。利用数值计算得出不同结构面间距时的边坡失稳破坏位置为距离坡脚处最近的结构面位置处,并结合理论分析与锚杆监测的现场试验对其进行验证。现场试验结果表明,边坡内部应力在开挖后40天趋于稳定,锚杆受力最大值为30．6MPa,满足钢筋设计抗拉强度要求,表明...     

基于渗流的改进双强度折减法边坡稳定性分析

渗流是影响边坡稳定性的一个重要因素,为了更准确地判断渗流对边坡的影响情况。以湖北兴山蒋家趟边坡工程为例,介绍了岩土体中渗流和应力场耦合的机理,在自然工况、暴雨工况下采用改进的双强度折减法对边坡进行了对比分析。结果表明,自然工况下改进双强度折减法计算出的安全系数为1.328,而暴雨工况下安全系数为0.97,可知渗流对边坡的稳定性有显著影响,渗流应力耦合情况下安全系数降低了27%,因此在考虑渗流情况下采用改进双强度折减法可以使计算结果更符合实际,为工程实践提供参考。     

基于强度折减法的调蓄池工程边坡稳定性分析

文章依据有限元强度折减理论,借助ANSYS软件,建立起拱拜孜移民安置点调蓄池工程边坡稳定的二维和三维有限元分析模型,对调蓄池工程土质边坡稳定性进行深入分析。结果表明,有限元强度折减法在调蓄池工程及类似水利工程边坡安全系数估算及边坡稳定性分析方面较为适用,具有推广应用价值。     

基于PFC2 D的某矿区反倾岩质边坡稳定性分析

基于离散元二维颗粒流程序(PFC~(2D)),以某矿区岩质边坡为研究对象,采用单轴压缩模拟试验对边坡各岩土层的细观力学参数进行标定,建立边坡的颗粒流模型,对边坡的运动过程及破坏机理进行分析。结果表明,边坡中部较破碎岩土层处首先发生剪切破坏,由于重力挤压作用,坡脚处岩土层挤压破坏滑出并在坡脚处堆积,坡顶失去底部土体支撑作用产生拉张裂缝后向下滑动,最终导致边坡整体失稳破坏。研究结果与实际边坡情况基本吻合,可为矿区安全开采及灾害防治提供参考。     

顺层岩质边坡稳定性极限平衡分析方法比较研究

顺层岩质边坡是影响工程岩体稳定性、导致地质灾害发生的典型边坡岩体结构类型。顺层岩质边坡的稳定性是边坡研究的重要内容。不平衡推力法、Sarma法和直线型分析法是应用广泛的边坡稳定性分析方法,在介绍这3种方法的基础上,以宜巴高速舒家槽大桥桥基顺层岩质边坡为研究对象,分析边坡岩体结构特征和破坏情况,运用这3种方法分析边坡的稳定性,并与边坡岩体结构特征和破坏情况进行比较分析。研究结果表明:Sarma法稳定性分析结果与边坡实际破坏情况非常吻合,更适合于节理裂隙发育的顺层岩质边坡的稳定性分析;不平衡推力法计算结果偏大;直线型分析法结果偏小,较保守。     

基于强度折减法的大岗山水电站边坡稳定性分析

基于ANSYS强度折减法,以大岗山水电站右岸边坡为例,研究了弱层对边坡稳定性的影响、边坡的失稳破坏机理以及二维和三维分析计算结果的区别和联系。结果表明：弱层对边坡的稳定性有显著的控制作用;工程现场加固措施对提高边坡稳定性的作用明显;边坡的失稳破坏是一个塑性区累积发展、位移逐步增大的过程;三维计算所得的安全系数、位移及应变值与二维计算结果存在一定的差异,主要是由于模型、单元、网格划分及单元应力状态等方面的差异造成的,相对而言,三维计算结果更加可靠。