抗滑桩加固路堑边坡的稳定性分析

针对贵州的高路堑边坡特点,在进行规范方法计算的同时,应用有限元数值模拟计算在抗滑桩加固下的边坡稳定性系数,并且对结果进行分析和优化处理.数值模拟结果表明:当采用桩+连墙的支护组合结构时,加固过程中边坡内部潜在滑动面首先沿土层分界面进行扩展,随着折减参数增大,坡体后缘位移最大,潜在滑面在强呈圆弧状分布.边坡安全系数1.1...     

锚固边坡稳定性分析的整体分析法

为研究锚固加强对边坡稳定性的影响，基于边坡稳定性分析的整体方法，将锚固力简化为坡面上的集中力，基于锚固力由整个滑坡体而不是单个条块承担的假定，导出了锚固边坡安全系数的计算式。由于整体分析法以整个滑坡体而非极限平衡条分法中的条块为研究对象，通过整体的三力矩平衡方程代替传统的水平、竖向力平衡及力矩平衡方程的形式，使所得到的方程数值特性更好，边坡的内力更为光滑并且适用于各种形式的滑动面。最后通过三个典型算例验证该方法的有效性。     

基于DDA的岩体边坡稳定性分析及应用研究

针对岩质高边坡的滑坡失稳这一典型破坏形式,采用非连续变形分析(DDA)这一数值分析方法,介绍其计算原理,总体平衡方程的形成、块体接触判断及处理措施,并结合某岩体边坡工程实例,建立计算模型,分析边坡块体的动态稳定性。     

基于改进动态规划算法的堆积体边坡稳定性分析

引入图论的概念,将堆积体边坡稳定性分析中搜索最危险滑动面及计算安全系数问题转化为图论中求最短路问题。对动态规划算法进行改进,给出改进动态规划算法的基本方程,利用改进动态规划算法解决图论中求最短路问题,建立基于改进动态规划算法的极限平衡有限元方法。通过一个算例对该方法进行验证,计算结果与推荐答案基本一致,说明该方法适用于堆积体边坡稳定性分析。将该方法用于溪洛渡水电站左岸谷肩堆积体边坡稳定性分析,研究表明,计算得到的最危险滑动面和安全系数与极限平衡法的计算结果基本一致,工程应用效果良好。     

柔性防护边坡的稳定性分析

主动柔性防护系统以其轻便稳定等优点而被越来越多地应用于边坡浅层防护，现阶段针对某一具体的边坡防护工程，其防护体系的设计多根据设计者的经验确定，对柔性防护的边坡稳定性缺乏定量评价标准。基于主动防护体系的系统构件分析，提出柔性防护边坡块体安全系数的计算方法。在实际计算中，首先根据现场可移动块体的发育特点，验算柔性防护系统所能防护的最大块体体积，然后通过最大可能防护块体与实际块体的比较，评价防护边坡的稳定性。     

三维简化Janbu法分析边坡稳定性的扩展

对三维简化的Janbu法进行了扩展，使得离散后在同一行上的各条块在水平横向的安全系数相等以及在同一列上的条块在水平纵向的安全系数相等，得到不同行(列)的安全系数，最后通过各条块底滑面的几何特性与受力分析给出其独立的安全系数以及各条块潜在的滑动方向。该方法拓展了传统极限平衡方法只给出坡体总体安全系数的思路，可对坡体局部稳定性和潜在滑动方向进行判定。该方法可适用于任意形状的滑面，还可分析包括考虑孔隙水压力、地质体分层、上覆载荷以及地震力等其他形式的外载。     

节理边坡锚杆加固效应分析

基于强度折减的拉格朗日差分法,对某公路节理岩质边坡建立数值模型,分析对边坡稳定性构成威胁的滑动面和不稳定体,研究锚杆支护对该滑动面和不稳定体运动的控制作用。计算结果表明,在未支护前,该边坡安全系数为0.67,处于不稳定状态,边坡滑动面为两组节理结构面切割形成的贯通面。采用相间锚杆对边坡进行支护后,安全系数提高到1.29,锚杆有效地控制了滑体的滑移,增大了边坡的安全系数,提高了边坡的稳定性。     

基于Dijkstra算法的边坡极限平衡有限元分析

基于有限元计算结果,将边坡稳定性问题转化为图论中寻找最短路问题。通过引入图论中解决最短路问题的Dijkstra算法到搜索边坡最危险滑动面及其安全系数中去,对Dijkstra算法作了一定的改进,建立了一种新的边坡稳定性分析方法--基于Dijkstra算法的极限平衡有限元方法。通过一算例对该法进行验证,计算得的安全系数和危险滑动面位置与推荐答案基本一致,说明该方法应用于边坡工程的可行性。将该方法应用于糯扎渡水电站右岸泄洪洞出口边坡的稳定性分析,与极限平衡法和强度折减法作了比较。研究表明,该方法计算得到的安全系数介于极限平衡法和强度折减法之间;危险滑动面位置与这两种方法计算得到的危险滑动面位置基本一致,该方法应用于复杂岩体边坡的稳定性分析可行。最后,对于逆坡向发展的滑动面,以洛古水电站右岸边坡的稳定性分析为实例,研究了逆坡向发展的滑动面滑动力计算方法;比较分析3DEC和该方法的计算结果,说明该方法适用于逆坡向发展的滑动面的稳定性分析。     

岩锚解耦测试及其边坡稳定性计算

通过分析边坡坡体在锚固预应力作用下的受力特点，认为应将边坡稳定性计算分为锚固体与坡体的耦合和解耦2个阶段进行，并分析了解耦阶段、锚固力的组成及其作用特点。分析结果表明，解耦阶段的锚固力大小与边坡不稳定体沿潜在的弱面位移有直接关系。结合预应力锚索框架加固边坡的实际特点，进行锚索拉力及梁底土压力的长期观测，验证解耦阶段的实际存在。将锚固体与坡体解耦阶段边坡所受的锚固力分为原锚索预应力的剩余值和岩土体与灌浆体间的剪切阻力，并假设边坡土体均匀、锚固边坡体系是一个平面应变问题，从而导出以岩土体沿潜在滑面位移为基础的解耦阶段边坡稳定性计算方法。该方法考虑边坡和锚索的实际工作状态，故计算结果较以往算法更切合实际，并给出实际算例加以验证。     

DDA法计算边坡安全系数的黏聚力影响分析

在应考虑黏聚力作用的场合下,DDA法按强度折减技术或其它方法给出的安全系数比传统分析方法如极限平衡法明显偏低。即使采用改变块体划分方式、提高内力场分析精度、增加接触点等方法,也均不能提高安全系数。通过分析DDA接触模型发现,造成这一结果的根本原因在于DDA在处理界面黏聚力c时采用了与传统分析方法刚塑性模型完全不同的方式。刚塑性模型认为c是常数。而DDA认为一旦界面发生过滑移后c便为零,而是否滑移的判断完全依赖于接触力计算的准确性,接触力不准确导致发生滑移的不正确判断,使得c被不合理地消除,而DDA法采用的罚法接触处理以及动力迭代模式是很难保证准确获取接触力的。为此尝试为DDA法引入刚塑性模型,补偿接触点在滑面上的黏聚力作用,数值实验表明可明显提高DDA安全系数值,而与传统方法有较好的可比性,该建议措施对于DDA正确地进行边坡稳定性安全系数评估是有意义的。     

岩体工程结构的稳定性

首先讲述岩体结构与稳定的意义,其次叙述结构的稳定及求取极限荷载的方法,进而论述岩土稳定的基本问题、岩土材料本构关系及结构的正定问题。结合岩土结构稳定的有限元方法、非线性稳定分析的能量判据、有限元分析多余力加固方法以及结构稳定势能原理等,认为对复杂结构至今缺乏理论解及数值方面的精确解。给出结构的极限荷载求法,并区别结构失稳和材料失稳的不同;应用有限元法求解结构的极限荷载时,指出一般结构的极限荷载可以求得"上下限"的解析算法,但是对于复杂结构,特别是高拱坝结构,对其求得极限荷载则有待于采用非线性有限元法进一步求解。据此,着重介绍有限元求解结构稳定的方法,阐述结构稳定的能量原理;结合水利高坝工程,将这些理论与实际工程相结合,表明其工程应用的合理性。综述地质力学模型试验结果,并将试验超载极限稳定系数和计算结果加以对比分析,使之在实际工程中得到验证,并将其引入相关设计规范。研究结果表明,经使用上述方法进行工程计算并结合试验论证,中国高坝工程的安全稳定已得到初步验证。     

岩体结构面对碎裂岩质边坡稳定性的影响

龙江特大桥是保(山)腾(冲)高速的控制性工程,研究桥址区的边坡稳定性至关重要。通过对某碎裂岩质边坡工程地质条件、边坡结构的研究,以岩体中结构面特征的分析为依据,结合GEO5有限元模拟,分析边坡破坏模式、形成机制和稳定性。结果表明边坡目前处于不稳定状态,失稳模式主要是由结构面和软弱夹层控制的岩体失稳。     

顺层岩质边坡开挖稳定性研究

用地质力学模型试验方法,在实验室对顺层岩质边坡进行分期开挖破坏试验;同时,利用三维快速拉格朗日差分分析(FLAC3D)程序模拟开挖破坏过程。2 种方法所得结果具有较好的可比性,揭示了顺层岩质边坡在开挖状态下岩体变形破坏的一些规律。提出在实际工程中,为避免开挖过程中边坡出现顺层滑动,宜边开挖边支护,且首先在坡脚处设置锚杆。     

围岩稳定的熵突变理论研究

围岩体力学特性具有高度非线性，可以借助当代非线性科学来研究和预测它的力学行为。应用熵及突变论等非线性科学理论研究岩石非线性稳定问题，揭示了岩体失稳过程和破坏机理，建立了符合实际的岩体破坏分析方法和失稳判据。     

岩体参数反演计算的稳定性研究

将锚杆支护与围岩注浆相结合,即采用锚注支护,在软岩巷道支护中获得了广泛的应用,但锚注支护岩体参数的确定相当不易。本文从工程实际中比较容易量测的位移入手,采用反分析方法,确定锚注岩体的等效力学参数,为锚注支护巷道围岩稳定性评价及锚注支护参数的合理确定奠定理论基础。     

矮寨大桥基础岩体稳定问题研究

由于各构筑物及其与高陡边坡紧邻,准确把握构筑物围岩的稳定性及其相互影响,是设计方案能否成立的关键。总结分析矮寨大桥基岩稳定的4个方面的关键问题,并介绍大桥基础岩体勘察所采用的多种手段、主要的地质缺陷、基岩稳定分析结果及施工期监测结果。开挖揭露的地质条件、稳定分析及监测结果表明,多种技术方法是全面认识岩体工程地质条件的必要手段。矮寨大桥基岩的稳定问题集中在两岸高陡边坡上,设计荷载并未引起岩体产生明显变形,各构筑物之间相互影响不明显。只要通过适当的加固措施保证边坡岩体的稳定,桥基岩体稳定性就可以得到保证。设计采用的塔梁分离式悬索桥结构,以及各构筑物的布置是可行的,研究成果支撑了结构设计上的创新。隧道锚因围岩“夹持效应”而产生强大的抗拔能力。由于国内外大型悬索桥采用隧道式锚碇不多,对隧道锚碇围岩的岩石力学问题研究还不够深入,其承载能力可能被严重低估。     

岩石试件非线性蠕变模型及其稳定性分析

以改进的西原正夫模型为基础，利用岩石全过程应力．应变曲线与蠕变方程中参数的对应关系，建立参数非线性蠕变模型。通过对非线性蠕变模型和蠕变曲线的分析，把非线性蠕变问题通过局部线性化，得出了改进的西原正夫模型的稳定性条件，较好地反映了岩石试件的3阶段蠕变过程，尤其是非线性加速蠕变变形；同时，得出岩石试件蠕变稳定性的判别准则和蠕变变形、蠕变速率和蠕变加速度的解析表达式。     

岩质边坡的仿真模型和稳定准则

本文分为三大部份:第一部份,从几何、材料和应力状态三方面特性的模拟建立了反映多介质、具有软弱面岩体结构和弹塑性断裂材料的力学行为的分区混合有限元模型(它是由位移元、杂交混合元、广义夹层元和无限元组成的),并提出了非线性混合元的分析方法;第二部份是在上述仿真模型的基础上,从应力、变形和能量三个角度提出了新的稳定分析判据,并导出了相应的系统分析方法;文中的最后部份,是以某大型高拱坝坝肩稳定分析的数值实例说明本文理论的应用及获得结果的合理性。     

岩质边坡地震稳定性实例分析

文中针对给定的地震和场地特征,利用地震模型获得一系列符合场地条件的地震波输入,使用永久位移指标作为判断失稳条件,通过Monte-Carlo模拟计算边坡的破坏可能性,对边坡在地震作用下的稳定性进行了评价。通过典型算例验证了该方法的有效性。结果表明,不同震级及震中距的地震对边坡稳定性的影响差别明显,地震震级相同时,边坡的失效概率皆随震中距的增大而迅速减小;同时对于相同的震中距,边坡的失稳概率随震级的增大而增大。     

岩质边坡抗震稳定性的能量方法研究

 地震荷载作用下边坡失稳判据是岩土力学研究的热点和难点,综合运用极限分析和波动理论,从功率角度出发,提出外力功率等于内能耗散的岩质边坡能量稳定性评价方法。借助强度折减法和超载系数法,通过安全系数对单节理边坡进行定量化安全性评估。以P波倾斜入射单节理边坡为例,首先,研究边坡的自稳临界高度和应力波入射节理透反射基本规律;其次,在边坡临界自稳高度范围内,研究应力波作用下边坡临界高度的动态变化情况;最后,根据外力功率等于内能耗散的判断准则,通过强度折减法和超载系数法,分析动荷载作用下单节理边坡动态安全系数的变化,计算块体极限滑动时所需的能量。研究表明：边坡节理面的黏聚力越高,其自稳临界高度越高,动荷载作用下边坡动态临界高度也越高,抗震性能也越好;随着入射P波峰值强度的增大,边坡动态临界高度降低的幅度也增大;随着入射角度的不断减小,边坡动态临界高度变化的幅度不断增大,表明地震作用下边坡破坏的可能性不断增大;边坡动安全系数的变化趋势与透射应力的变化趋势相反;边坡的高度越高,块体越不稳定,其极限滑动时所需的能量也越少。