用有限元强度折减法求算边坡安全系数初探

对非均质边坡岩体失稳用有限元强度折减法开展了初步分析研究,对已有文献提出的3条失稳判断之一进行了修正,即坡面位移矢量方向应反映相应滑面点的切线方向.结合可可托海露天矿的强度折减法实例,得到的4点初步结论是:①用有限元强度折减法计算边坡安全系数不需要事先确定滑动面的位置.②对非均质边坡在影响等效塑性区的连通方面粘结力C、内摩擦角ψ值的影响很大.③坡面位移矢量要反映相应滑面点的滑弧的切线方向.④对非均质具有断裂面的岩体用有限元强度折减法进行边坡失稳判断还有许多问题要探索.     

基于边坡稳定性计算方法比较分析

将强度折减法应用于边坡稳定性分析中,折减土体强度,代入有限元程序进行计算,直至计算不收敛,此时的折减系数即为安全系数。结合工程实例,将强度折减法应用于边坡稳定性的分析,利用瑞典圆弧法,结合岩土工程设计类软件天汉以及有限元分析软件ABAQUS分析边坡稳定性,并对安全系数进行对比,3种计算方法得出的安全系数差别不大,安全系数精度都能满足工程要求。     

基于综合安全系数的强度折减法的改进

在边坡失稳破坏过程中,黏聚力c和摩擦角所起的作用是不相同的,边坡双安全系数虽然体现了c和安全储备的不同,但其强度参数折减过程具有盲目性,并且在衡量边坡稳定性方面缺乏统一的标准。根据Mohr-Coulomb屈服准则,基于强度储备原理,提出综合安全系数;对土的软化过程进行推导,得到c和折减系数之间的关系;利用FLAC^3D中的fish语言编写自定义非等比强度折减程序,分析了不同强度参数折减比下边坡的稳定性。研究表明：①提出的综合安全系数消除了双安全系数在评价边坡稳定性方面的不确定性;②在黏土边坡失稳破坏过程中,黏聚力c所起的作用大于摩擦角;③改进的强度折减法克服了传统强度折减法无法考虑滑动面土体劣化过程等问题。     

有限元强度折减法在排土场边坡稳定分析中的应用

介绍了有限元强度折减法的基本原理,阐述了该方法建立模型的原则、分析边坡的优点、边坡整体失稳的依据.结合庐江某排土场露天边坡工程实例,基于有限元强度折减法,运用有限元软件Midas/GTS对该边坡进行了数值分析,得到了边坡在自重作用下的水平位移等值云图,通过边坡整体失稳的依据确定了最危险滑面位置和形状以及整体失稳的安全系数.     

基于强度折减法的露天矿边坡稳定性分析

基于有限元强度折减理论,使用phase2数值模拟软件模拟分析露天矿边坡的稳定性,结果表明,通过对岩体边坡模型进行强度折减,边坡体塑性区从坡项至坡底贯通时边坡体破坏,故认为折减系数即边坡的安全系数,在数值模拟中则表现为计算的不收敛性,为露天矿山生产准确判断边坡体的破坏和确定安全系数具有实际的指导意义.     

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。     

基于强度折减法的节理岩质边坡支护稳定性分析

对于岩质边坡,强度折减系数法在边坡开挖计算中便采用降低的岩体参数,初始地应力计算和边坡初始状态不同,计算过程与强度安全系数定义不一致。提出了改进的强度折减系数法,充分考虑了岩质边坡初始地应力的影响,所得到的安全系数更加符合实际,并以四川九架棚大桥节理岩质边坡稳定性分析为例,采用改进的强度折减系数法对该边坡稳定性进行了分析。采用文中方法对九架棚大桥理县侧节理岩质边坡锚杆支护稳定性进行分析,分析结果表明,采用锚杆支护后的节理边坡塑性区分布较小,安全系数为1.2,支护后的岩质边坡处于稳定状态。     

雨水反复浸蚀对露天矿边坡稳定性影响分析

为了研究雨水反复浸蚀作用对边坡稳定性的影响,根据不同强度的降雨,对边坡台阶和坡面进行雨水浸润范围的划分,利用ABAQUS有限元软件并采用更有效的参数折减方式对雨水的反复浸蚀作用进行模拟。结果显示:采用经过调整的参数折减方式使得内摩擦角的折减路径更贴近反正切函数曲线;在划分边坡浸润区后,经过强度折减,边坡主要沿着坡面浸润区发生破坏。虽然边坡内部大多都在强度范围之内,但边坡的安全系数逐步越低;随着边坡浸润区范围的扩大,坡脚处的塑性区域逐渐减小,边坡也从整体失稳破坏过渡到局部浸润区产生滑移体,不会再产生传统的塑性贯通区。     

基于广义Hoek－Brown准则的边坡安全系数间接解法

为了将强度折减法与Hoek－Brown准则相结合,可通过2种方法间接得到安全系数,即直接折减Hoek－Brown参数及计算等效Mohr－Coulomb参数方法.理论分析表明,前者存在一定困难,因此选用后者.首先计算与Hoek－Brown参数对应的等效黏结力和内摩擦角;然后采用位移突变失稳判据,由Mohr－Coulomb强度折减法间接得到广义Hoek－Brown准则下边坡的安全系数.结果表明：间接计算方法方便可行,具有实用价值.     

基于强度折减法与有限单元应力法的边坡稳定性分析

该文以某水电站开挖边坡为例,利用强度折减法进行稳定性分析和求解安全系数,探讨强度折减法中抗拉强度和剪胀角对边坡稳定性的影响,并利用有限单元应力法校核强度折减法计算结果,对两种计算方法的计算过程和结果进行对比分析.通过对比分析发现强度折减法的计算结果比有限单元应力法计算结果略小,计算得到的安全系数都小于1,说明边坡不稳定.分析发现,剪胀角的取值对强度折减法的计算结果有一定的影响,抗拉强度的取值对强度折减法的计算结果影响很小.强度折减法计算所需参数更多,计算条件更加完整.有限单元应力法可以计算出单元的最大位移并且显示单元的变形.研究结果可为类似工程提供参考.     

强度折减法在高填方土质边坡稳定分析中的应用

在高填方土质边坡稳定性分析中,基于强度折减法的有限元模拟克服了传统极限平衡法的诸多不足,不仅能得到比较可靠的边坡安全系数,还能得到边坡坡体的应力、塑性区分布及变形趋势等信息。以实际高填方土质工程为研究背景,采用分施工阶段的强度折减法有限元模拟,计算边坡安全系数,分析得到各个阶段的位移变化情况。并采用极限平衡法对边坡进行对比分析,验证了强度折减法应用在该高填方土质工程边坡稳定性分析中的可靠性。     

煤层开采对边坡稳定性的动态影响研究

为了研究煤层开采过程中对边坡稳定性的影响,采用强度折减法对采动条件下不同物理力学参数的边坡稳定性进行了计算和分析,得到了边坡粘聚力c不同折减百分比下安全系数的大小。采用莫尔-库伦强度准则对ANSYS软件计算得到的各节点的应力进行判断分析,得出了边坡不同物理力学参数下的塑性区和滑动面位置。研究结果表明,采动对边坡的扰动程度越大,边坡的物理力学参数降低越多,所对应的安全系数也就越小,在一定范围内安全系数与粘聚力c的折减百分比成线性变化。     

某露天矿排土场边坡稳定性分析

排土场边坡稳定性问题成为阻碍我国露天矿发展的重大因素而得到国家和社会的广泛重视。本文总结排土场的发展趋势,结合某露天矿排土场的工勘地质特征,采用极限平衡法和FLAC3D强度折减法对排土场稳定性进行计算,计算结果相差不超过0.04,计算结果显示FLAC3D强度折减法计算安全系数具有很好的可靠性,计算不收敛判据与塑性贯通判据在本例中等效。安全系数平均值为0.480,反分析排土料的物理力学参数,认为达不到稳定要求的强度,故认为该排土场存在重大安全隐患,应及时治理。通过数值模拟研究边坡的失稳机制对于边坡稳定将有更为积极的意义。实践过程中,应当重视计算参数获取的准确性。     

基于强度折减技术的边坡稳定性及其影响因素分析

为修正边坡稳定性分析中极限平衡法的缺点,引入基于强度折减技术的有限单元法.分别介绍了有限单元理论与强度折减法技术.失稳判据是分析边坡稳定性的关键问题,目前强度折减有限元法中主要有三种判据,同时得到边坡安全系数.通过算例,与传统极限平衡法计算结果相比较,结果表明基于强度折减技术的有限元法分析边坡稳定性及其影响因素敏感性是町行的,计算精度满足工程要求,为边坡的支护治理设计提供重要依据.     

强度折减法在边坡稳定性中的对比分析

强度折减法在边坡稳定性分析中得到了广泛的应用,关于折减系数的选取有多种方法,但是哪种方法更合理、可靠没有定论。在详细分析各折减方法基本原理的基础上,结合具体算例,首先分析了等比例折减下不同坡比的边坡安全系数变化规律,其次分析了等比例折减法和不同双强度折减法计算边坡稳定性的差异,同时对比分析了不同安全系数定义下的边坡稳定性情况。研究结果表明:双强度折减得到的临界滑动面范围要比等比例折减的范围大,而在不同安全系数定义中采用c-tanφ曲线分析得到的结果比其它定义方法得到的结果物理意义更明确、更符合边坡实际情况。     

露天矿高边坡破坏机理研究的强度折减法

依据岩质边坡渐进破坏特征,应用有限元强度折减方法,利用RFPA模拟软件建立了露天矿边坡的数值分析模型,模拟边坡失稳的全过程,计算出不同高度和坡角下的强度储备安全系数,获得了安全系数与边坡高度和角度之间的变化关系,分析了不同边坡的破坏特征与稳定性的演化规律。研究结果表明:边坡的破坏位置和滑坡类型与边坡的高度有关,中低边坡、高边坡、超高边坡所采取的防治措施不尽相同;强度储备安全系数会随着边坡的变高、变陡而逐渐减小;当边坡高度大于500 m时,由于发生整体滑坡的趋势下降,安全系数的下降速率变缓。     

极限平衡法与有限元强度折减法在边坡加固中的联合应用

运用极限平衡法及有限元强度折减法对碎石土类边坡进行稳定性分析,确定边坡的潜在滑动面;运用反分析计算边坡达到所要求的安全系数时需要的主动支护力;根据上述计算结果对边坡进行加固设计.     

抗滑桩位置对边坡稳定性影响的三维有限元研究

使用有限元软件ABAQUS模拟边坡破坏情况。通过调整抗滑桩的位置研究桩位置对边坡稳定性的影响,选用强度折减理论,在软件中输入相关参数,求出强度折减系数,此系数即为土体的安全系数,根据安全系数的大小判定边坡土体的安全性。研究表明,不同位置的抗滑桩对边坡稳定性影响较大,观察不同位置桩得出的安全系数发现,距离坡顶3m左右安全系数最大,坡顶次之,在离桩底1/3处,安全系数最小。     

高边坡稳定性案例分析及支护结构优化设计

根据碾子沟煤矿土质高边坡再次失稳的情况,结合现场勘察资料,对滑坡失稳原因进行了分析。运用ABAQUS有限元分析软件并采用抗剪强度折减系数法进行了数值计算,得出了土体在饱和状态下的安全系数及滑动面等参数,并分析了滑坡潜在的破坏过程。根据相关规范规定,运用折线滑动面及传递系数法隐式解的概念对滑体下滑力进行了计算,为优化设计提供依据。通过优化支护结构设计,减少了降雨对边坡的不利影响,遏制了滑坡变形。     

变模量强度折减对边坡稳定性的影响

目前的边坡数值分析中,大多采用理想的弹塑性模型,仅考虑强度参数进行折减,而忽略对弹性模量和泊松比的折减,导致获得的边坡安全系数比实际值要大。本文在已有的理想弹塑性模型基础上,通过室内岩土试验,测定出不同含水率下土的弹性模量和泊松比,对所建立的数值分析模型进行变模量折减。通过试验对比分析表明,通过变模量强度折减法得到的安全系数比折减强度参数法得到的安全系数小,更加接近边坡的实际的安全系数。