岩质边坡楔形体破坏的稳定性分析

为了更准确地判断岩质边坡发生楔形体破坏时的稳定性,利用极限平衡原理,分析楔形体受力的平衡条件,推导得出了楔形四面体的安全系数.通过对典型边坡计算分析,得出边坡稳定系数.该方法适用性强,计算简单,结果与工程实际相符,可以在工程实践中推广应用.     

边坡可靠度分析的响应面方法比较研究

系统地总结了多种响应面法(RSM)在不同类型边坡可靠度问题中的应用情况,通过文献分析总结出4类典型土坡可靠度问题:问题Ⅰ,单层土坡不考虑参数空间变异性;问题Ⅱ,单层土坡考虑参数空间变异性;问题Ⅲ,多层土坡不考虑参数空间变异性;问题Ⅳ,多层土坡考虑参数空间变异性.重点研究了基于多项式的4种响应面法(SQRSM、MQRSM、SSRSM和MSRSM)在解决4类土坡可靠度问题(问题Ⅰ~Ⅳ)中的有效性.分别从计算精度和计算效率两个方面系统地比较了4种响应面法在黏性土坡和c-土坡可靠度问题中的适用性.结果表明:对于不考虑土性参数空间变异性的单层土坡可靠度问题(问题Ⅰ),推荐SQRSM;当单层土坡考虑土性参数空间变异性时(问题Ⅱ),推荐MSRSM;对于不考虑空间变异性的多层土坡可靠度问题(问题Ⅲ),推荐MQRSM;对于考虑参数空间变异性的多层土坡可靠度问题(问题Ⅳ),推荐采用MSRSM方法.     

强降雨条件下花岗岩残积土边坡的时变可靠度

通过研究给定湿润锋深度条件下花岗岩残积土边坡的系统可靠度,追踪湿润锋位置的变化,提出了考虑时变效应的花岗岩残积土边坡系统可靠度分析方法.研究表明,随着降雨时间的增加,边坡上层饱水层位置不断下移.当饱水层位置较浅时,边坡失效概率受最危险滑动面位置控制,且最危险滑动面位于非饱和土层中.随着饱水层厚度增加,边坡失效概率受两个分别位于饱水层和非饱和土层中的滑动面控制,系统效应明显.当饱水层厚度增加到一定程度时,边坡失效概率受位于饱水层中的最危险滑动面控制.对应地,边坡的时变可靠度的发展也分为3个阶段.提出的方法可以有效计算强降雨条件下花岗岩残积土边坡的系统可靠度.     

钱塘江某海塘整体稳定可靠度分析

在研究软土地基上海塘稳定性分析方法的基础上，对强潮河口海塘引入塘前滩地高程作为基本随机变量，并进行整体稳定的可靠性研究，以钱塘江某海塘为例进行分析，得到了可靠指标和失效概率，对影响海塘整体稳定的因素进行了敏感性分析，指出塘前滩地高程在海塘整体稳定可靠度分析中的重要作用。     

西安白鹿塬北缘黄土边坡稳定的可靠度分析

在西安白鹿塬北缘实测了14个黄土自然边坡断面,建立了地质模型,通过采样测试并收集已有的测试资料,获得了各时代黄土地层的物理力学参数,将Morgenstern-Price法稳定性计算公式作为极限状态方程,分别采用Monte-Carlo法和Duncan法进行了边坡稳定的可靠度分析。结果表明:采用Monte-Carlo法和Duncan法得到的14个边坡稳定系数分别为1.11～1.41和1.09～1.33,显示这些边坡处于基本稳定—稳定状态; 采用上述两种方法得到的边坡可靠指标分别为0.56～1.79和0.39～1.60,得到的失效概率分别为3.4%～29.0%和5.5%～34.8%,并且共有75%的边坡失效概率大于10%,失效可能性较大。统计结果表明:白鹿塬区边坡的坡高和坡度存在负相关性。低而陡的边坡潜在最危险滑面剪出口较高,失效概率较小; 坡高达到50 m及以上时,边坡高而缓,剪出口较低,失效概率较大,其中河流下切深,有N₂泥岩出露的极高边坡,稳定性最差。Duncan法求解的稳定系数略小于Monte-Carlo法求得的结果,而前者求解的失效概率略大于后者,两种方法计算结果较为接近。由于Duncan法理论简单,计算量小,更宜于在实际工程中应用。     

基于Python语言和Abaqus平台的边坡可靠度计算自动化算法开发

可靠度方法因其更符合边坡岩土体的非均匀性及失稳破坏的不确定性特征,受到科研及工程设计人员的重视。然而,目前没有成熟且能够用于可靠度分析的随机有限元软件,而跨平台的随机场生成和稳定性分析增加了可靠度分析的难度,从而限制了其推广应用。基于Python语言和Abaqus平台,开发了一套能自动计算边坡可靠度的随机有限元算法。在给定边坡几何参数及土体抗剪强度参数的均值、相关距离和变异系数前提下,利用该算法可自动实现非平稳随机场的离散及边坡失效概率的计算;该程序有效地解决了多种软件交互使用的稳定对接和子程序编写等难题;与经典的边坡算例进行对比,计算结果验证了该方法的可靠性。     

边坡系统可靠度区间估计方法

提出了一种高效边坡系统可靠度区间估计方法 .首先,介绍了边坡系统可靠度点估计方法,采用Copula理论构建了抗剪强度参数相关结构并在此基础上提出Copula空间的子集模拟方法 .其次,采用Bootstrap方法模拟了土体抗剪强度参数的统计不确定性.最后,基于以上方法提出了边坡系统可靠度的区间估计方法,并以一个均质边坡算例进行了说明.结果表明:子集模拟方法能够在准确估计边坡系统可靠度的同时大幅提升计算效率;Bootstrap方法可以较好地模拟土体抗剪强度参数的统计不确定性;考虑到抗剪强度参数的统计不确定性,不应仅仅将边坡系统可靠度表征为单一可靠度指标,而是应表征为具有一定置信度水平的置信区间;随着样本数目的增多,边坡系统可靠度指标的置信区间会随之变窄;随着边坡失效安全系数阈值的增大,其系统可靠度指标的均值将会减小,同时其系统可靠度指标的置信区间也将会随之变窄.     

失效相关下串联和并联工程系统的可靠性向量方法

实际工程中,结构单元和系统通常应具有"安全-中介-失效"工作模式,这里的"中介"即为"故障"。这时,系统及其单元均具有安全、中介、失效三种工作状态。可靠性分析的结果应是求出其安全概率(可靠度)PR、中介概率PM和失效概率PF,它们联合起来构成可靠性向量[PR,PM,PF],简记为[R,M,F]。在20世纪80年代所提出的"广义可靠性理论"实际上解决了结构单元的问题[1～4]。本文采用随机事件的S并运算和T交运算规则,建立了具有中介状态的串联和并联工程系统可靠性向量的计算方法和步骤。同时合理地给出了单元间的失效相关性参数λ的取值方法,通过两个算例进行了数值分析。由于可靠性向量全面描述了系统可靠性状态,因此所提方法更符合工程实际。     

小浪底进水口边坡的可靠度分析中若干规律的探讨

结合小浪底工程,采用可靠度分析的JC法,对小浪底进水口边坡的抗滑稳定计算的可靠度进行了分析.得出了泥化夹层的抗剪强度指标的均值及变异系数等参数对可靠指标的不同影响,讨论了可靠指标和安全系数之间的关系,利用相应的抗剪强度指标计算得到的小浪底进水口边坡的可靠度有所提高.     

工程结构设计规范可靠度校准的精确方法

结构可靠度理论正在广泛为工程结构的各种标准、规范的编制和修订提供更加科学的理论基础。见于目前对工程结构设计规范可靠度校准都采用的是按可靠指标求平均的近似方法,本文在文献[1]的基础上提出了一种不仅在理论上较合理,而且还可收到一定经济效益的按失效概率求平均的精确方法。     

Fuzzy Random Reliability Analysis of Blocky Rock-Mass in Slopes

Slope stability assessment is a geotechnical problem characterized by many sources of uncertainty. In classical reliability analysis, only the randomness of uncertainties is taken into account but the fuzziness of them is ignored.In this paper, a fuzzy probability approach and a fuzzy JC method are presented for the reliability analysis. The two methods have been applied to stability analysis of a certain slope of permanent ship lock in the Three-Gorges Project. The results obtained from these two methods are basically the same. However, compared with the fuzzy probability means, the fuzzy JC method can reflect the real situation better because it uses a fuzzy-based analysis applied to not only limit state equation but also mechanical parameters.     

黄土边坡可靠度的随机有限元分析

为了研究黄土边坡的可靠度,在对黄土强度参数进行变异性统计、概率分布检验及垂直向自相关距离计算的基础上,将黄土强度参数黏聚力和内摩擦角作为随机变量,将其在二维边坡剖面的空间变化作为随机场,用局部平均细分法将符合一定均值和标准差的强度参数按随机场分布在边坡剖面的有限元网格上,再采用弹-理想塑性有限元计算边坡稳定系数,用Monte-Carlo法计算其失效概率。结果表明:黄土黏聚力的变异系数多在0.30以上,内摩擦角的变异系数多在0.20以下,且黄土高原从西向东两个参数的变异性都增大;黏聚力和内摩擦角的概率分布类型对边坡失效概率计算结果影响显著,统计检验发现黏聚力采用对数正态分布、内摩擦角采用正态分布为宜;黄土地层的垂直向自相关距离多在0.7 m以内,与计算厚度的比值多小于0.2;在大部分黄土的变异系数与自相关距离水平下,采用确定场进行可靠度分析,多数情况将极大地高估了黄土边坡的失效概率,而在极端高变异系数水平下,采用确定场进行可靠度分析,又将极大地低估其失效概率。     

山西乡宁—吉县地区黄土高边坡可靠度研究

在山西乡宁—吉县地区实测了7个具有代表性的自然极限状态黄土高边坡断面,建立边坡地层结构模型; 选取研究区合理的黄土物理力学参数,并分地层年代对10个典型工点的黄土强度参数内聚力和内摩擦角的变异性进行分析; 选取6组典型的强度参数变异系数组合,基于Monte-Carlo法进行可靠度模拟,评价该区边坡稳定性; 采用自然类比法进行边坡设计。结果表明:边坡失效概率随坡高的变化趋势一致,均是中等坡高(49.8 m)的边坡失效概率较大,低坡和高坡的失效概率较低; 当变异系数较小时,边坡失效概率对坡高和坡度的变化敏感,而当变异系数较大时,边坡失效概率对坡高和坡度的变化不敏感; 当坡型一定、强度参数变异系数较小时,边坡的稳定系数基本不变,而当参数变异系数超过某一界限时,稳定系数随变异系数的增大而增大,二者存在非线性相关关系; 研究区黄土边坡处于基本稳定状态,但其失效概率最大达69.3%,平均21.1%,介于20%～30%的比例为33.3%,大于30%的比例为14.3%,可靠度指标介于-0.5～8.5,其中小于2.7的比例为88.1%; 对于坡高约为50 m的黄土高边坡,若取30%作为可接受失效概率,边坡坡度需降至45°以下,如果期望可接受失效概率在10%以内,则坡度不宜超过34°。     

不同条件下土坡稳定性分析方法的选择

分析不同应力路径和土质条件下对土坡稳定性分析的影响 ,即根据不同的荷载条件、土质条件及时间过程 ,要求决定采用何种分析方法 (有效应力法或总应力法 ) ,并且对这些选定的条件及分析方法来说 ,选择计算所需的合适的抗剪强度指标     

水平凸型边坡破坏分析

本文根据水平凸型边坡的破坏机理,建立了一套适用于计算水平凸型边坡稳定性的三维极限平衡方法,并用这一方法对水平凸型边坡的稳定性进行了研究。当相对曲率半径R_2/H≥3时,曲率对边坡的稳定性影响很小,曲率影响边坡稳定性的主要原因在于曲率不同时,其边坡体内周向应力的差异。     

降雨入渗条件下无限边坡的稳定性分析

用Iverson解析解描述降雨入渗,并采用Mohr-Coulomb强度准则,对降雨过程中平移模式下无限均质边坡的水平位移进行弹塑性计算,据此分析边坡安全系数和滑坡前坡面水平位移的关系,并探讨土坡的抗剪强度参数、降雨强度和初始应力状态对边坡安全系数和水平位移的影响.结果表明,对于抗剪强度参数较小的无限边坡,在较大的降雨强度作用时,滑坡很快就会发生,且滑坡前的水平位移较小,但初始应力状态对滑坡发生的时间没有影响.     

复杂土坡稳定性非线性有限元分析

对土坡稳定问题运用有限元方法进行了分析,利用有限元结果编写了稳定分析程序,给出了临界滑动面的搜索方法及最小安全系数确定,并对计算结果与传统方法进行了比较.     

非线性破坏准则的竖直边坡稳定性分析

采用极限分析方法进行边坡稳定性分析通常采用线性MohrColumn破坏准则。但大量实验证明,岩土体的破坏包络线是非线性曲线。基于切线法和积分的思想,推导了基于非线性破坏准则的极限分析上限法求解竖直边坡稳定性和临界高度的计算公式。应用该方法计算了竖直边坡的稳定系数,并与文献中的计算结果进行了比较,结果相差很小。另外,对非线性破坏准则强度参数对竖直开挖边坡稳定性的影响分析结果表明,这些参数对边坡的稳定性分析结果起关键作用。     

基于透镜的楔形光隔离器的设计与分析

设计出一种偏振无关的两极楔形光隔离器.由传统的楔形光隔离器、透镜和反射镜构成.结构采用反射型,在引入透镜和反射镜的基础上,第一级光隔离器的出射光经反射进入第二级,使得两极光隔离器共用一个法拉第旋转器,达到器件体积小,元件数目少,隔离度高的目的.同时利用矩阵光学理论对器件的隔离度和插入损耗进行了理论分析.分析结果表明,隔离度主要受器件消光比和旋转角误差的影响.消光比由10~(-3)到10~(-4),会使隔离度增加20 dB,旋转角误差为5°时,对隔离度的影响达到25dB.插入损耗主要受透射比的影响.     

楔式动力卡盘的静态夹紧力特性研究

为了能够有效地通过增大静态夹紧力来提高动力卡盘的极限转速,保证高速切削过程的安全性,通过理论、仿真和实验相结合的方法,从卡盘的使用参数、结构参数、润滑条件以及强度等方面,对楔式动力卡盘的静态夹紧力特性进行研究.研究表明:楔心套与基爪的润滑条件对静态夹紧力的影响很大;在卡盘相邻2次夹持工件时,增加空行程次数可以有效减轻重复夹紧造成的润滑条件恶化;夹紧效率越高的结构,其静态夹紧力的稳定性越好,即由于润滑条件恶化造成的夹紧力损失越小;综合考虑静态夹紧力的大小和稳定性,楔式动力卡盘的楔角大小最好在10°～20°之间选择;卡盘的最大静态夹紧力由卡盘的强度决定,在生产中应该注意加强基爪楔形齿处的强度.