数值模拟在边坡稳定性评价中的应用研究

边坡稳定性评价是一个难题,关键难点在于没有准确的稳定性评价方法,传统的条分法、极限分析法、滑移线法等都存在很大的局限性,计算准确性与真实值也都存在一定的误差,而且都没有考虑应力应变所带来的影响.数值模拟的出现改善了这一现状,它融入了本构关系能够消除应力应变所带来的影响,最难得的是通过计算出的滑移面能够为监测设备的合理布放提供准确依据,这也是滑坡预警的前提,实际意义重大,而且它本身可以模拟边坡加载、卸载的全过程,可通过严格的应力、应变分析求解边坡的极限荷载.通过具体工程实践表明数值模拟在边坡稳定性评价中计算准确应用合理,能够直观地得到滑体的滑移破坏面以及应变和应力图等.     

基于综合权重—TOPSIS的露天矿边坡稳定性评价

边坡稳定性的影响因素具有不确定性、模糊性和随机性,会影响评价的准确性,而且确定评价指标的权重易受到主观因素和外界因素的影响。目前的边坡稳定性评价方法在实际工程应用中具有局限性,不利于模糊性问题由定性向定量转化。针对上述问题,提出一种基于综合权重-逼近理想解排序(TOPSIS)的露天矿边坡稳定性评价方法。根据根据国家能源集团下属的露天矿边坡工程数据、研究成果及边坡工程实践经验,选取岩石质量指标、岩体完整指标、地应力、黏聚力、内摩擦角、边坡坡高和日最大降水量7个指标作为边坡稳定性的评价指标。利用AHP主观赋权法确定主观权重,利用CIRTIC客观赋权法确定客观权重,针对主观赋权法和客观赋权法都存在一定的局限性问题,采用主客观综合权重,以提高数据结果的准确性和科学性。结合TOPSIS模型对边坡稳定性进行评价分析。以某露天矿边坡为实例进行建模计算,验证该方法对于露天矿边坡的适用性与准确度。将该方法与集团边坡安全监测系统相结合,协助边坡安全预警处理,为露天矿边坡安全监测提供了一条新途径。     

基于ArcGIS的边坡稳定性评价系统研究

作者分析总结了当前基于GIS平台的边坡稳定性评价系统的研发现状。采用边坡稳定性评价分析模型与GIS相结合的方法,求解边坡的稳定系数。基于此方法,选用ArcGIS为二次开发平台,以Oracle为后台数据库,开发试验系统。拟使用成熟的二维和三维边坡稳定性分析模型构建系统专业模块。初步开发的系统可以存储海量的边坡数据,可进行边坡三维分析。系统已经耦合了二维边坡分析模型,可进行构造简单边坡的稳定性评价。系统若要得到广泛的实际应用,还需要耦合三维边坡稳定性分析模型和更多的二维复杂边坡稳定性计算模型。     

基于ArcGIS的公路边坡稳定性评价系统设计与开发

公路边坡稳定性评价是山区高等级公路建设的一项基本工作与重要内容.作者在分析总结当前基于GIS平台的边坡稳定性评价系统研发现状的基础上,以AreGIS为二次开发平台,建立公路边坡稳定性评价系统.系统具有边坡数据管理、边坡稳定性评价、边坡三维地形建立与分析等功能.最后,通过一个实例对系统进行了从数据管理、边坡稳定性评价到三维地形显示等一系列操作的应用测试.     

基于强度折减法的边坡稳定性非线性有限元分析

利用强度折减法,根据基于摩尔库仑屈服准则的广义米塞斯屈服准则(D-P准则),结合MSC Marc对某多介质边坡和含非贯通结构面岩质边坡稳定性进行非线性有限元分析,分别比较用4种不同D-P准则计算的结果.比较结果表明:利用MSC Marc程序中的理想弹塑性材料,结合线性摩尔库仑模型,通过对材料强度折减至极限平衡的临界状态,可以计算出边坡的安全因数,并较精确地计算出边坡失稳的危险面.该方法能分析各种复杂的边坡,可以为工程治理提供参考.     

某山地变电站二级边坡稳定性分析研究

瑞典条分法是对山地变电站边坡进行稳定性分析的一种有效手段,结合光纤传感技术实际监测可以进一步验证边坡的稳定性。利用瑞典条分法进行边坡稳定性验算,分析其安全系数。并布设表面式裂缝传感器监测边坡表面应变量,监测结果显示上表面IS3传感器的应变变化为近540με,下表面IS4传感器的应变变化为近120με,IS5传感器的应变变化为近120με。布设表面分布式紧套光纤,采用OTDR法监测边坡表面形变,监测结果显示光纤链路的衰减系数为12.567 dB/km,衰减曲线有良好线性,无明显台阶,判定边坡处于稳定状态。     

基于非连续变形分析的岩体断裂破坏过程研究

工程修建会破坏岩体结构,导致岩体结构的稳定性下降,因此需要对其检测,以保证工程施工的安全性。在此背景下,研究一种基于非连续变形分析的岩体断裂破坏过程自动检测方法。该研究以某隧道工程对山体的破坏为例,分析了该处岩体结构特征。利用探地雷达技术获取岩体裂隙的非连续变形参数,构建岩体的非连续数值模型并将变形参数插入到模型当中。对模型施加荷载,模拟分析岩体的非连续变形情况并量化岩体断裂破坏程度,包括裂隙的发展、岩体的位移以及稳定性系数,实现岩体断裂破坏过程自动检测。结果表明：裂隙均沿着虚拟节理持续扩展,最终将整个岩体分割为了三个块体,其中有两条裂隙形成了贯穿裂,使得岩体发生断裂。块体1 、块体2的断裂破坏过程主要发生在垂直方向；块体3的断裂破坏过程主要发生在水平方向。岩体整体稳定性在逐渐下降,从最初的基本稳定到100d时之间下降到稳定性差的程度。     

锚固边坡岩体流变力学数值分析

利用MSC Marc软件建立锚固边坡的整体模型,考察岩体的流变特性和锚杆的弹性模量对锚固边坡的影响,全面分析在不同流变系数的岩体和不同弹性模量锚杆的情况下边坡的变形、岩体的流变以及锚杆的应力松弛情况,为进一步改善锚固边坡的设计提供数值分析参考.     

组合煤岩体动态力学性能及瞬变磁场特征研究

煤与瓦斯突出是顶板-煤体-底板综合力学作用的结果,单纯研究煤体或岩体力学特性难以充分揭示煤与瓦斯突出机理。为了揭示组合煤岩体的动态力学特性及瞬变磁场信号特征,采用霍普金森压杆实验系统研究了组合煤岩体的动态力学性能,分析了组合煤岩体动态破坏过程中的瞬变磁场信号特征。实验结果表明,组合煤岩体受到冲击破坏后,岩石破碎块度大,煤体破碎块度较小,强度低的煤体对组合试样具有很好的应力衰减和削波作用,应力波通过组合试样后,应力衰减为原来的1/5;组合煤岩体对应力波的衰减弱化效应主要取决于煤体的微观结构,煤体的微观结构使煤体受到冲击载荷后其塑性变形增强,弹性模量逐渐减小,与组合试样相比,单一试样表现出明显的脆性破坏特征;组合试样的平均应变率、最大应变率、断裂应力极限值和破坏应变与瞬变磁场信号幅值具有一定的相关性,随着组合试样冲击速度、平均应变率、最大应变率和断裂应力极限值的增大,组合试样所产生的磁场信号幅值也逐步增大,破坏应变与瞬变磁场信号幅值呈现出负相关关系,但两者相关性不强,离散性较大。     

秭归县典型高切坡稳定性评价

通过有限元软件ABAQUS对秭归某高切坡进行数值模拟,以塑性应变区贯通、位移突变和计算不收敛作为失稳判据,用强度折减法求出边坡稳定性系数。计算结果表明该高切坡在天然状态下稳定性良好,在降水影响后稳定性系数略高于安全系数,整体稳定性较好,但需要局部加固。