Study of Slope Reinforcement Force Based on FLAC

A slope will slide if the unbalanced force does not tend to zero when the stability of the slope is analyzed with the help of FLAC. Thus the ultimate reason of slope sliding is the unbalanced force determined by FLAC. The slope will remain stable if the unbalanced force is counterbalanced by a reinforcement force which is produced by a suitable reinforcement method. In this paper, the stability of the slope was analyzed by using FLAC, and the unbalanced force of the slope was obtained through the FISH function in FLAC. According to the equilibrium conditions, the relationship between the reinforcement force and unbalanced force was derived and accordingly the reinforcement force was determined. The reinforcement design was adopted by using pre-stressed anchor bars on the basis of the reinforcement force. An example is used to show that the effect of slope reinforcement based on the reinforcement force is safe and economical. The method doesn＇t need to suppose a sliding surface to obtain the reinforcement force, and it is also clear in physical meaning. So this method realized the organic unification of the stability analysis and the slope reinforcement.     

破碎岩体隧道洞口开挖诱导滑坡与古滑坡耦合分析

以大栗树高速公路隧道洞口施工为工程背景,研究了在考虑古滑坡因素下洞口工作面边坡失稳及其加固技术。利用钻孔测斜数据（BCD）和Midas GTS折减强度有限元分析模型,分别推测了最危险滑动面,得知两者滑动面位置相似。并采用不平衡推力传递法,基于BCD推断滑动面计算安全系数。以BCD和有限元法的滑动面为基础,将滑动面近似假设为对数螺旋线,考虑地形因素,建立考虑多台阶边坡上限分析模型,研究了不同加固措施对边坡稳定的影响。结果表明,3种方法计算出的边坡安全系数结果相近。     

陈家大院岩体滑坡稳定性研究

陈家大院岩体滑坡体地质条件复杂,其稳定性直接影响鲤鱼塘水库工程的进展.从研究区域的地质环境入手,分析了工程区域的地貌地质特征,由此获得符合实际的计算模型,在此基础上对在重力场作用下研究区域的边坡稳定性采用ADINA8.1程序进行了非线性有限元的数字模拟分析,分析了边坡中的应力场,不平衡力等;同时采用了边坡稳定性极限平衡分析软件对不同工况条件下的滑坡稳定性进行了安全系数计算,并得出了天然条件下该滑坡体主滑面稳定性现状良好,但前缘难以保持长期稳定的结论,以此提出了一些加固处理的建议以供建设时参考.     

基于滑面应力场修正的改进极限平衡法

结合极限平衡条分法和有限元法的各自优点,提出从有限元法的分析结果中提取出滑动面上的应力分布,然后通过转化求得滑动面上的正应力分布,以此正应力作为边坡滑动面上的初始应力。引入两个未知参数对滑动面上的正应力进行修正,把修正后的滑动面正应力带入极限平衡方程组中,经简单迭代计算,求出未知参数和边坡的安全系数。通过对工程实例的稳定性计算,对比分析该方法和其他常用方法的计算结果,验证了该方法的合理性,其计算结果能够真实反映边坡的稳定状态。     

岩质边坡在降雨条件下的稳定性分析

雨水入渗改变了岩质边坡非饱和区渗流场的分布,是引发边坡滑坡的主要因素之一.在极限平衡理论和非饱和土抗剪强度理论基础上,引入了渗透力的概念,利用有限单元法进行了降雨条件下岩质边坡稳定性的分析.最后,利用编制的边坡稳定程序进行了算例分析,结果表明,岩体边坡的稳定安全系数随着雨水的不断渗入在逐渐地降低,即降雨入渗对边坡的稳定具有不利影响.     

土石混合体边坡稳定性的三维颗粒离散元分析

为探究土石混合体边坡的稳定性和破坏机理,基于土工离心模型试验基本原理,结合已开发的不规则块石和土石混合体三维离散元建模方法建立土石混合体边坡细观结构的三维离散元模型.引入颗粒流强度折减法并提出基于能量演化的方法来判别边坡失稳破坏.利用提出的土石混合体边坡三维离散元建模方法和稳定性分析方法,分析不同块石含量、块石形状、空间结构、空间形态等因素对土石混合体边坡稳定性和破坏模式的影响,并揭示这些因素影响的细观机理.结果表明:随含石量增加,土石混合体边坡的安全系数逐渐增大;土石混合体边坡中呈现出多滑动面现象,且滑面较为曲折,具有明显的绕石特征,坡脚部位的部分大块石使得剪出口的位置发生明显的改变;随块石形状由球体、卵石到碎石,土石混合体边坡的安全系数逐渐增大;上覆堆积体相对较厚且坡度不是很大的二元结构边坡或一元结构边坡的破坏模式主要是堆积体内部发生的弧形滑动破坏,上覆堆积体厚度不大且基岩面相对平整的二元结构边坡的破坏模式主要是沿基-覆界面的整体平移滑动破坏;随土石混合体边坡空间形态由条带型、敞口型到锁口型,其安全系数逐渐提高,其中锁口型边坡具有显著的支撑拱效应,且含石量越大这种效应越明显.     

用有限元法求土边坡稳定性安全系数

在对比分析刚体极限平衡法和有限元法的基础上，提出用有限元法求土边坡稳定性安全系数的一种方法。并且给出了实现它的数值方法，方便了程序实现，丰富了边坡稳定性分析与评价的方法。     

小湾电站进水口边坡稳定分析与加固方案优化

采用三维刚体极限平衡法对小湾电站进水口边坡进行了稳定分析与加固方案优化.首先,采用三维块体系统的自动识别方法,找出了危险滑动块体组合,计算出不加固时的安全系数,并通过对地质参数的敏感性分析,找出了控制性的滑动面和块体组合.其次,计算了最小锚固力并指出了较优的加固范围,对纯锚固方案和联合加固方案(预应力锚索加抗剪洞)的加固效果进行了比较,得出了联合加固方案较优的结论.最后,根据开挖现场最新揭露的地质产状,对边坡的稳定性重新进行分析,并调整了加固方案.研究结果对设计和施工具有较大的参考价值,对其他工程也有一定的借鉴作用.     

有限元强度折减法在边坡稳定性分析中的应用

采用有限元强度折减法与极限平衡法对边坡的稳定性进行分析,并对两者所确定的安全系数以及滑动面的情况进行比较,解决了极限平衡法不能反映坡体塑性变形趋势以及模拟的滑动面与实际不吻合的问题。     

边坡强度参数对于稳定性影响的极限平衡法分析

为了研究岩土体抗剪强度参数对边坡稳定性的影响,通过理论推导和Bishop极限平衡法计算,分别改变岩土体的粘结力c和内摩擦角,探讨边坡安全系数和滑动面的变化.结果表明：粘结力或内摩擦角改变时,边坡的安全系数将发生变化,而滑动面的变化受函数η-c的影响,η-c与粘结力和内摩擦角有关.当η-c为定值时,滑动面不随抗剪强度参数的变化而变化;当η-c增大时,边坡的滑动面从近坡面逐渐向边坡内部移动;反之,η-c减小时,边坡的滑动面从边坡内部向近坡面移动.研究结果为边坡稳定性分析的理论和实践研究提供了参考.     

LEM-DEM coupling for slope stability analysis

Slope stability analysis is a keen area of interest to researchers of geotechnical engineering and geological hazards. To date, the most popular approach applied in slope engineering design is the limit equilibrium method (LEM). However, for this method, some assumptions are required when obtaining the sliding force and the resistance force on the slide face. The discrete element method (DEM) presents an advantage in the calculation of the interaction forces between adjacent blocks without assumptions. This paper introduces a new slope stability analysis based on coupling of both approaches, herein referred to as LEM-DEM. The main LEM-DEM procedure is to transform the slice model of a slope in LEM into the DEM model and obtain the sliding force and the resistance force to calculate the factor of stability (Fos). The sensitivity analysis of the parameters in DEM, such as normal and shear stiffness, was conducted to illustrate that LEM-DEM suggests higher contact stiffness. A comparison between the Fos values in DEM and LEM-DEM was also conducted to indicate the rationality and advantages of LEM-DEM, especially for a gentle slope with a changing shear force direction in the slice model where the interslice forces in LEM are unreasonable. Furthermore, this study carried out a 3D landslide stability analysis extension, along with the results, for the proposed method.     

边坡稳定的三维极限平衡分析法

提出一种边坡稳定分析的三维极限平衡法,用其对小湾式岸坝前堆积体边坡进行稳定性分析,所得结论与离心模型试验及三维非线性有限元件计算结果基本吻合。由于该法需要较少的试验参数,适用于大面积复杂地形地质条件上的边坡稳定分析,全部计算过程可以编程进行,故有很好的应用价值。     

边坡稳定性条分法和容重增加法的耦合分析

结合有限元方法或有限差分法和极限平衡法各自的优点详细分析边坡稳定性,提出了基于条分法和容重增加法耦合分析的基本原理及边坡安全系数的计算程序。利用有限元软件ANSYS和有限差分软件FLAC得出边坡最危险滑动面以及坡体内的应力和应变,然后,通过极限平衡条分理论求得边坡安全系数。算例表明耦合分析求得的边坡稳定安全系数与其它方法的计算结果相近,而且精确分析了强度指标c、φ对边坡稳定的影响,为边坡加固设计提供了依据。     

确定岩质边坡地震安全系数的新方法

地震作用下岩质边坡安全系数是一个随时间变化的函数,如何依据岩质边坡安全系数时程给出边坡在地震作用下的稳定性评价指标,这是一个尚未很好解决的工程难题.基于显式波动有限元方法,给出了岩质边坡动力安全系数时程的计算方法,并引入可靠度的概念,提出了新的边坡动力稳定性评价指标-可靠度动力安全系数,给出了相应的计算方法,即边坡的可靠度动力安全系数等于边坡安全系数时程的平均值减去边坡安全系数时程的标准差与工程可接受的可靠度的乘积,使边坡的动力稳定性评价与工程可接受的风险紧密结合起来.将其应用于某岩质边坡,并与拟静力法的结果进行了比较.结果表明,所提出的边坡动力稳定性评价指标能够较好地考虑工程风险,其计算方法是可靠的,可直接应用实际工程.     

高层建筑岩石边坡地基稳定性分析方法研究

通过工程实例对高层建筑岩石边坡地基稳定性分析方法－规范传递系数法、转动极限平衡法（瑞典条分法）及有限元法进行了研究,发现规范传递系数法所得安全系数较转动极限平衡所得安全系数大,而转动极限平衡所得结果接近有限元法。建议Ｄ对高层建筑岩石边坡地基进行稳定性分析时进行转动极限平衡校核。     

Simulation analysis of construction process of high rock slope＇ s stabilization

A self-developed elasto-plastic finite element program was used to analyze the construction sequence of high rock slope＇ s stabilization in a coal-coking plant, and the result was compared with that employing the ultimate equilibrium method. Based on the results of finite element analysis, the stress contour graphs and displacement vector graphs at different construction steps were obtained, and the behavior of the slope during stabilization construction process was analyzed quantitatively. Based on the analysis of safety factors of three different schemes of stabilization and two different construction schemes, the assessment of stability and bracing design of the construction process were performed. The results show that the original reinforcement design is improper; the stability of the rock slope is controlled by a developed structural plane, the stability factor after excavation is less than 1, and the free surface should be braced in time; for stability, the construction sequence should adopt that bracing follows excavation step by step up to down; the local slide occurred during the construction process agrees with the dangerous slide determined by the numerical analysis, which proves the validity and rationality of the adopted method.     

用折线法计算斜坡稳定系数程序

对于滑面已知,并且呈折线状的滑坡,可以用条分法进行稳定性计算。本文介绍所编制的一个计算程序,其可用于折线状滑坡计算,可求解出不同条分数时滑坡的稳定系数,剩余下滑推力值及坡体中不同部位处剩余下滑推力。文中就程序的计算模型、程序结构、数据准备作了介绍,并给出一个计算实例以阐述程序的应用。     

边坡工程系统稳定性薄弱部位的预测与控制

基于岩体工程失稳的“突破观点”,采用块体理论方法预测了某复杂边坡工程系统进口顺层边坡的薄弱部位——块体系统分布,在监测分析边坡块体系统动态稳定性的基础上,提出了边坡加固处理方法．根据有限元数值模拟与位移监测分析,预测确定了该边坡系统出口“上硬下软”逆向边坡的稳定性薄弱部位及控制因素,并对这些薄弱部位的加固方法及效果进行了分析．     

岩质边坡稳定分析三维与二维的比较

提出岩质边坡沿软弱结构面滑移一剪切的三维稳定分析方法。在分析模型中,下滑体沿滑动面下滑,在其他的面上则产生剪切破坏。在结构面上满足莫尔库伦破坏准则,把剪切面上的摩阻力向下滑方向投影,由下滑体的力学平衡条件求解出未知力,通过迭代可以求得稳定系数。同时推导了摩阻力倾向与倾角的计算式,编制了相应的程序,并利用这个程序,研究了边坡长度、岩层与坡面夹角等因素对边坡稳定系数的影响,比较了三雏分析与二维分析的差别。     

开挖对顺向岩质高边坡稳定性影响及锚索加固效果分析

顺向岩质高边坡的稳定性通常较差,在工程上格外受到重视,利用锚索锚固是较为理想的加固方案。利用Sarma法对厦沙高速公路某段石英片岩顺向岩质高边坡在施加锚索和不加锚索两种工况下的应力特征和边坡稳定性系数进行对比分析。结果表明:不加锚索时,各条块底面正压力随开挖过程呈降低趋势,越靠近边坡顶部,各条块底面正压力受到开挖卸荷的影响越大,降低趋势越明显;条块底面正压力的降低使边坡抗滑力减小,当减小幅度较大时,边坡稳定性会受到明显影响,整个开挖过程中边坡整体稳定性系数呈下降趋势,最低为1.243;施加锚索能够增大条块底面正压力,提高条块底面的抗滑力,有效降低条块底面受到的剪切力,限制上部条块的滑动趋势,减小其对下部条块的挤压和相对错动,且随着开挖的加深,这种效应表现得越明显;对某个条块而言,施加锚索可以提高底面抗剪强度,降低底面和侧面剪切力、条块下滑力,从而提高边坡稳定性;施加锚索后边坡稳定性系数提高到1.630。综上所述,边坡开挖对于顺向岩质高边坡稳定性影响很大,而施加锚索加固可以显著提高边坡稳定性,达到加固边坡的目的。