基于可靠度理论的排土场边坡稳定性分析及参数敏感性研究

采用基于可靠度理论的Monte-Carlo法对一排土场边坡进行可靠性和稳定性分析,得出了该边坡的稳定性安全系数、可靠度指标和失效概率,与传统基于极限平衡理论的定值分析方法相比,可以更加客观真实的对稳定性作出评价。并在此基础上开展了土体参数的敏感性研究,结果表明,土体颗粒内摩擦角的变异性对可靠度指标的影响大于黏聚力变异性的影响,重度变异性对可靠度指标的影响最小。     

边坡稳定性因素敏感性分析及可靠度研究

结合定值法和不确定方法,研究了边坡稳定性因素的敏感性及参数对可靠度的影响规律。在GeoStudio有限元应力法的基础上,提出一种新的耦合分析方法对均质边坡进行敏感性分析;根据定值法分析结果,采用蒙特卡罗法研究了不同随机变量的变异性和强度参数相关性对可靠度的影响规律。结果表明,边坡稳定性影响因素的敏感性顺序依次为:粘聚力、内摩擦角、坡高、容重和坡角。可靠度指标和失效概率随变异系数及c-φ相关系数的变化呈现规律性。假设参数变异性一定时,将敏感性较大的因素作为随机变量,计算得到的可靠度指标较小,失效概率较大。因此在可靠性分析之前进行因素的敏感性分析,再根据参数变异性及相关性对可靠指标的影响规律选取随机变量,分析结果更合理。     

基于Janbu法的边坡稳定可靠度分析

结合任意滑动面形式的Janbu条分法和JC的可靠度分析理论,从极限条件出发推导出可靠性分析的功能函数,给出基于Janbu法的可靠性功能函数的推导过程.根据土性参数对边坡的影响,选取土的粘聚力c和内摩擦角φ(取其正切值f)作为随机变量,并对非正态分布的c进行正态化.并根据随机场理论,分析了c、f相关性对边坡稳定可靠度指标的影响.     

基于Janbu法的边坡稳定可靠度分析

结合任意滑动面形式的Janbu条分法和JC的可靠度分析理论,从极限条件出发推导出可靠性分析的功能函数,给出基于Janbu法的可靠性功能函数的推导过程.根据土性参数对边坡的影响,选取土的粘聚力c和内摩擦角φ(取其正切值f)作为随机变量,并对非正态分布的c进行正态化.并根据随机场理论,分析c、f相关性对边坡稳定可靠度指标的影响.     

露天转地下开采边坡稳定性概率分析

结合室内岩石力学实验,对岩石内聚力、内摩擦角等力学参数进行了统计分析,针对矿山工程现状进行了参数折减,实现了在采空区影响下的边坡稳定性分析。研究结果表明:选取截面边坡平均安全系数为0.75,失稳概率达到99.7%;边坡的失稳概率随着随机参数c、φ均值、变异系数的增大而减小,其中风化围岩带的内摩擦角φ变化对失稳概率的影响较为明显,在进行边坡稳定性分析时应考虑风化围岩带内聚力和内摩擦角力学参数的随机变化,以便更科学合理的进行安全评价。     

边坡面层破坏敏感性分析

边坡开挖后面层土体发生破坏受多种因素影响,不考虑外力作用以及几何参数,就边坡本身而言主要受制于黏聚力、土体重度和内摩擦角等因素。首先在各因素可行的范围内,采用明德林解计算土体物理参数中单个因素变化的情况下该边坡的破坏范围。参照边坡稳定性敏感分析,采用单因素法对上述曲线进行分析,以水平破坏距离之比作为评价指标,得到影响边坡的因素敏感性由大到小依次为:黏聚力、土体重度、内摩擦角。     

基于极限分析的三维边坡可靠度研究

基于极限分析上限法提出了非相关联流动法则速度场下三维边坡的安全系数计算方法与可靠度计算模型,该方法有效地避免了在求解相关联法则速度场时,由于摩擦角过大会出现的速度场不收敛问题。基于双对数螺旋线破坏机制,考虑土体参数的空间变异性,提出的可靠度计算方法,相对于二维计算模型能够更加精确地计算边坡的失效概率。最后结合算例讨论了土体参数变异系数对三维边坡可靠度的影响。结果表明,边坡的失效概率随着土体参数c、φ值变异系数的增加而增大,其中c值变异系数对失效概率影响显著,φ值变异系数对失效概率影响相对较小。     

结构面抗剪试验及强度参数影响因素分析

结构面抗剪强度参数是岩体工程稳定性分析和设计的重要参数之一。选取煤岩和砂岩两种岩性的软弱结构面进行剪切试验,采用最小二乘法、点群中心法和可靠度分析法对试验结果进行了对比分析;并考虑结构面倾角θ对试验结果的影响,推导出抗剪强度参数粘聚力c和内摩擦角φ的修正公式。研究表明,当试验结果相关性较好时利用最小二乘法确定c和φ最为方便快捷,当试验数据离散程度较高时,可靠度分析法处理精度较高;结构面倾角θ会使实验得到的粘聚力c和内摩擦角φ比真实值偏小,倾角越大,偏离越大。当加工的试件存在结构面倾角θ时,应尽量使试件处于下坡受剪状态。     

基于ANSYS模拟的边坡稳定性影响因素分析

逐一分析边坡稳定性的影响因素,在ANSYS模拟时利用强度折减,得出在仅改变这一参数时相应的安全系数,应用图表直观地反映了安全系数与这一参数的变化情况。并得出以下结果:容重、边坡高度以及边坡角度增加时边坡稳定性降低;粘聚力与内摩擦角增加时边坡稳定性增加;容重、边坡高度、边坡角、粘聚力、内摩擦角这5个参数对边坡的稳定性影响显著;弹性模量与泊松比对边坡稳定性的影响无明显的单调趋势,对边坡稳定性影响较小。     

顺达露天矿陡倾节理边坡稳定性评价

顺达露天矿南帮为一陡倾节理岩体边坡,存在安全隐患。运用优势指标法,确定优势滑面,并计算边坡的稳定性系数。运用不稳定概率分析法,对稳定安全系数进行了可靠度评价;运用单一变量方法,对煤和砂岩的内摩擦角与黏聚力进行了敏感性分析。结果表明,该设计边坡整体稳定,但是低于设计安全系数,整体稳定概率为73%(Fs≤1.1);砂岩内摩擦角对边坡稳定性影响较大,建议实际工程中应注意截排水措施,防止雨水下渗引起岩土体抗剪强度的降低。     

某磷矿边坡软弱夹层抗剪强度指标的确定

软弱夹层的力学强度指标对边坡稳定性至关重要。本文选取已滑动边坡的2个典型剖面,采用试验和反算法综合确定合理的软弱夹层抗剪强度指标,为边坡稳定性分析提供恰当的计算参数。研究表明:反算法确定的边坡软弱夹层黏聚力c为28.8kPa,内摩擦角φ为16.6°,其值比试验确定的指标更符合实际情况,可见,只要弄清楚具体的滑面位置、滑动时的工况,明确安全系数,采用反算法确定的滑体抗剪强度指标是比较准确的。     

随机场模型下相关距离及参数变异系数对边坡稳定可靠度的影响

由于土体的不均匀性和不确定性,土性参数在空间上表现为各向异性。为了研究土性参数各向异性对边坡可靠度的影响,采用C++语言通过局部平均法对二维随机场进行离散,得到协方差矩阵;输入参数的均值与标准差,建立了边坡随机场计算模型。结合有限差分强度折减法和响应面法与Monte-Carlo法,对比分析了模型相关距离以及土体黏聚力变异系数对边坡可靠度的影响规律。结果表明:根据随机场计算模型,在相同土体黏聚力变异系数下,随模型相关距离增大,边坡失效概率变化随之增大;在随机场计算模型相关距离相同时,边坡失效概率随着土体黏聚力变异系数的增大而呈现出上升趋势;相较与水平方向,随机场计算模型中垂直方向的相关距离变化对可靠度的影响程度更为明显。     

基于ABAQUS的坡地边坡稳定性影响因素敏感性分析

为研究边坡体物理、力学参数对边坡稳定性的影响。结合某边坡工程实例,选取弹性模量、黏聚力、内摩擦角、重度、泊松比5个典型影响因素进行分析,通过SPSS数据分析软件设计正交实验,获得影响因素不同水平组合的实验组,运用大型通用有限元软件ABAQUS建立边坡模型,采用强度折减法进行数值模拟计算,获取边坡安全系数。将安全系数作为边坡稳定性评判标准,对实验结果进行极差分析,并将极差分析结果确定的因素敏感性与层次分析法确定的影响因素权重大小进行比较,最终得出2种分析方法计算得出的各因素敏感性大小基本一致。结果表明:同一边坡在工况相同时,黏聚力对边坡稳定性的影响最大,其次是内摩擦角,重度与泊松比次之,弹性模量的影响最小。     

FLAC3D在露天矿边坡参数优化中的应用

在工程实际中为保证矿山安全,需使露天矿边坡满足安全稳定要求.最终边坡角、内摩擦角、粘聚力等参数是影响露天矿边坡稳定性的主要因素.以新疆东戈壁钼矿边坡为例,利用FLAC3D软件,通过改变数值模型参数探索不同因素对边坡安全系数影响.模拟结果表明:随着最终边坡角的减小,露天矿边坡安全系数显著增大;随着最终边坡角的放缓,发生明显塑性变形的区域在逐渐减小,其边坡整体稳定性增加;随着粘聚力的增大,露天矿边坡安全系数有所增大.     

基于二次多项式序列响应面法的尾矿坝稳定性可靠度分析

在详细工勘的基础上,为了得到庙冲尾矿坝坝体稳定性的可靠度,根据摩尔库仑准则,采用有限元分析软件计算出坝体的浸润线高度,在此条件下,考虑到岩体力学参数内摩擦角、密度和粘聚力的随机性,利用毕肖普法计算出坝体在各组力学参数下的坝体安全系数,并采用二次多项式序列响应面法计算坝体的稳定性可靠度,结果证明:采用二次多项式序列响应面法能够准确计算出坝体稳定性的可靠度,庙冲尾矿库稳定性可靠度为β=2.04,失效概率P_f=0.02,即在岩体力学参数变动范围内坝体不会破坏。     

基于正交设计的堆积体稳定性影响因素的敏感性分析

采用正交试验设计和极限平衡方法,以九子崩滑堆积体为实例进行稳定性分析。并对正交试验设计结果进行了极差和方差分析:极差和方差分析结果均显示,堆积体稳定性影响因素敏感性最大的因素为粘聚力c,其次为内摩擦角φ,重度γ对稳定性影响的敏感性较小。找出了影响边坡稳定性的主导因素,为滑坡防治工程提供了参考依据。     

多层边坡稳定性可靠度及敏感性分析

结合Monte-Carlo响应面法和JC法,采用有限元强度折减法对多层边坡进行稳定性分析,构造输入参数与输出响应量之间的近似显式函数表达,提出了三维多层边坡可靠度及敏感性分析模型;通过可靠度敏感性分析,研究了多层边坡分布参数对可靠度指标的影响规律。结果表明,不同土层的随机变量分布参数对可靠度指标的影响程度存在较大差异,第1层土层的粘聚力均值及其变异性对可靠度指标影响最大。该法适用于任意分布形式的独立随机变量可靠度问题,对低失效概率边坡的稳定性分析也具有一定的精度。     

基于正交试验设计的滑带土参数敏感性分析

论文以水厂铁矿滑坡作为研究对象,在工程地质调查研究等前期工作的基础上,运用正交试验,选取滑带土的内摩擦角、粘聚力、滑体容重作为试验因素,以边坡的安全系数作为试验指标,应用极限平衡理论的简化Bishop法、精确Janbu法和Sarma法计算其安全系数,进行了包括极差分析、趋势分析和方差分析的滑带土力学参数敏感性分析。     

结构面中粘土矿物的富集对其强度影响的试验研究

结构面是粘土矿物相对富集的场所,其性状对岩体的强度、变形特性及稳定性等有重要的影响。以不同含量的粘土矿物与砂粒进行配比,通过室内直剪试验去分析这两种不同材料的配比对抗剪强度参数粘聚力c、内摩擦角φ的影响程度,建立了粘土矿物含量Q与粘聚力c、内摩擦角φ之间的相关方程,并对其影响机理进行了分析。     

复杂土坡中土参数对安全系数的影响

运用SLIDE边坡分析软件对粘聚力c和摩擦角φ对安全系数的影响进行分析,得出了它们之间的一些关系,并分析了Bishop、Spencer、Janbu三种方法在相同条件下所得出的安全系数的大小关系以及它们分析边坡稳定的安全性的可靠程度.