边坡稳定系数迭代求解的实用方法

论述和分析了静力极限平衡条分法迭代求解稳定系数的几种实用方法及其应用条件，并着重介绍了作者多年工作中使用的一种有效方法－种割线求解方法。推导了该方法的迭代步长计算公式，给出了迭代步骤，并就一实例用剩余推力，Ｓａｒｍａ和Ｂｉｓｈｏｐ等一分析方法进行了实际计算和对比。     

土质边坡稳定分析的积分法及程序设计

条分法用于边坡稳定分析时,计算结果的精度依赖于所划分的土条数量和土条宽度.在条分法的基础上提出了土质边坡稳定分析的新方法-积分法,利用横向和垂向相结合的危险圆心二维搜索算法,即HV搜索法,推导出边坡稳定安全系数与滑弧半径、土性参数及滑动起始点位置之间的解析表达式.通过算例表明此方法的计算结果是正确合理的,可用于土质边坡稳定分析.     

有限差分-强度折减法在边坡稳定分析中的应用

Zienkiewicz等在1975年首次在土工弹塑性有限元数值分析中提出了强度折减法的概念。由于数值模拟技术的发展,强度折减法与有限差分法的结合展现出其在边坡稳定计算中的优势。利用有限差分-强度折减法,通过数值模拟软件FLAC3D对工程实例黑龙江鹤岗某边坡进行稳定分析。同时,采用基于传统的刚体极限平衡法的Geo—Slope软件进行对比验证。得出有限差分一强度折减法无论在稳定系数还是滑动面位置与传统方法相比均较吻合,验证了该方法的可行性。     

山区高路堤稳定可靠度分析研究

采用可靠度分析的验算点法,对山区高路堤稳定问题进行了研究,研究了土性参数的各种统计特性对山区高路堤稳定可靠指标的影响和路堤高度与路堤稳定系数的关系,回归统计了可靠指标和稳定系数的近似直线关系方程。     

进化策略在边坡稳定分析中的应用

结合边坡稳定分析的数学模型,讨论了进化策略的实施步骤,实例计算表明,进化策略所得结果近似全局最优解,用于边坡稳定分析简单有效,得到的结果经济、合理、可靠。     

边坡稳定监测技术进展研究

综述了地球物理技术、"3S"技术、光电技术等边坡稳定监测技术;介绍测斜仪等仪器的原理、应用情况和最新进展; 提出以同轴电缆时域反射、光纤传感的新一代技术将成为边坡稳定"无创"监测的发展方向.     

基于等分圆弧滑面土质边坡 的稳定性极限分析方法

基于等分圆弧滑面的简化条件,采用土塑性极限分析理论,建立了土质边坡极限分析模型,并推导得到了 土质边坡稳定系数计算公式。该方法考虑了圆弧滑面的内能耗散率作用和边坡土体自重荷载、地震惯性力及孔 隙水压力所做的外功率作用,可以解决土质边坡稳定性分析问题,是一种改进的土质边坡稳定性评价极限分析 方法。     

人工神经网络边坡稳定预报

建立了人工神经网络的边坡稳定预测模型,收集了较多的样本进行网络训练,结果表明,所建立的模型预测精度较高,简便易行,具有工程应用价值。通过人工神经网络的训练发现,边坡的坡度、内摩擦角、凝聚力对边坡的安全系数影响较大。对于水库边坡来说,水的渗流、水压力和坝高均对边坡的稳定性有较大的影响。     

基于改进Kriging代理模型的土质边坡稳定可靠度分析方法

提高土质边坡稳定可靠度计算的精度和效率对工程设计具有重要的意义,为此提出了基于改进Kriging代理模型的土质边坡稳定可靠度分析方法。首先采用基于模拟退火的粒子群算法优化Kriging模型相关参数,并以一典型算例验证了该模型的良好函数拟合能力。接着将改进的Kriging模型作为边坡极限状态函数的代理,通过拉丁超立方抽样获得样本点,并由有限差分强度折减法计算样本点对应的响应值,利用基于熵理论的学习函数逐步更新代理模型,直至达到精度要求,进而基于该模型通过蒙特卡洛模拟评估边坡失效概率。最后,以一双层土质边坡问题为例,研究了所提方法的有效性。结果表明:所提方法不仅能够逐步提高计算精度,且极大地降低了计算量,为复杂边坡稳定可靠度问题提供了一种高效的评估方法。     

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。     

渗流对土质边坡稳定性影响分析

根据强度折减有限元法,采用Mohr-Coulomb屈服准则及关联流动法则,以收敛性准则结合特征点位移突变准则作为边坡失稳判据,研究了无渗流、渗流应力耦合及非耦合情况的土质边坡的稳定性.研究表明:1)渗流对边坡稳定性的影响十分明显,无渗流及渗流应力耦合两种情况的均质边坡的最小安全系数分别为1.84、1.115;2)渗流应力耦合效应对边坡稳定的影响极其不利,应该采用耦合方法评价边坡的稳定性,耦合、非耦合情况的最小安全系数分别为1.115、1.28.     

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。     

基于二进制蚁群神经网络的边坡稳定分析

针对边坡稳定问题的高维非线性、非正态的特点,提出了采用二进制蚁群神经网络建立边坡稳定分析模型.将二进制蚁群算法引入到神经网络权值优化中,既克服了蚁群算法在连续域中对组合优化的缺陷,又能避免BP算法容易陷入局部最优的尴尬.因此二进制蚁群神经网络兼有神经网络广泛映射能力和二进制蚁群算法快速全局收敛能力.采用混合编程法建立了基于二进制蚁群神经网络的边坡稳定分析模型,该模型避开了边坡滑移面和岩体破坏机制等不确定因素,利用二进制蚁群神经网络对样本进行反复学习,得到较为精确的边坡稳定模型.该方法具有建模方便,程序实现方便,计算快捷等特点,应用于实际工程中,具有良好的效果.     

边坡稳定分析的三维剩余推力法

基于剩余推力法提出了一种边坡稳定分析的三维方法.该法可用于计算具有任意形状滑动面的边坡在复杂荷载作用下三维稳定安全系数.首先将边坡用铅直面离散为柱条,然后采用剩余推力法的原理,基于摩尔库仑准则,根据条柱的静力平衡条件,并考虑条柱间作用力的影响,推导出边坡稳定系数.算例验证了该方法的有效性和可行性.     

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.     

改进复合形法及其在边坡稳定分析中的应用

基本复合形法寻优考虑了复形顶点目标函数的改进,但忽略了保持复形顶点的多样性,从而有可能使算法易陷入局部极优．为此,进行了以下改进：对每个顶点构造寻优直线,即该顶点与其余顶点几何中心的连线;在该直线上寻找该顶点的改善点并替换掉该顶点构造新的复形;在构造的多个新复形中,选择多样性最强的新复形作为本次迭代产生的复形;如此迭代直至没有新的复形产生．顶点多样性采用复形相似距度量．通过对1个复杂边坡最小安全系数的搜索证明,这些改进措施是有效的．     

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。     

基于随机场的岩石边坡三维稳定性分析

基于随机场理论,考虑了岩石材料属性的空间变异性对岩石边坡稳定性的影响,将边坡主滑面上的摩擦系数和粘聚力视为高斯随机变量,确定了主滑面上的摩擦系数和粘聚力的均值、方差和协方差,获得了两个随机量之间的相关系数和互相关长度。在此基础上,对岩石边坡进行了三维稳定性分析,确定了岩石边坡的稳定系数和失效概率。数值计算结果表明,摩擦系数和粘聚力的空间变异性对边坡稳定性有重要影响。     

边坡稳定分析的有限条分与无限条分法

条块划分是边坡稳定分析的基础。确定条块的分布是它的基本问题。本文从阐述条分的力学本质入手,用无限条分的概念,通过理论分析和计算对比,给出条块选择的原则。并以土质边坡为例,对合理的条块数的选择给出了建议。