不同极限平衡法确定边坡安全系数的比较与分析

现行规范中关于安全系数的取值主要是根据工程等级和计算工况确定,对计算方法的区分过于笼统。为分析按不同极限平衡法分别确定的边坡安全系数值,结合30个均质边坡算例,通过统计分析不同极限平衡法稳定系数计算结果之间的关系,确定了不同方法安全系数取值之间应满足的关系。结果表明,不同极限平衡方法的稳定系数计算结果之间基本呈线性关系,各自安全系数的取值应满足相应的线性比例关系。     

巴东县学堂坪滑坡稳定性分析及安全系数修正

为修正现行规范中安全系数的取值,以巴东县学堂坪滑坡为例,基于可靠度理论,利用Matlab软件编制了改进的传递系数法、罗厄法、简化的简布法、美国陆军工程师团法及蒙特卡洛法程序,探讨了滑坡安全系数与破坏概率之间的关系,并以破坏概率30%时对应的安全系数作为改进的安全系数。结果表明,改进的安全系数随稳定系数同幅变化,建议以改进的安全系数作为滑坡稳定性评价的标准。     

输电线路掏挖基础抗拔极限承载力的可靠度分析

根据输电线路掏挖基础抗拔极限承载力计算理论,给出了现行DL/T 5219-2005《架空送电线路基础设计技术规定》中"剪切法"系数A1和A2的理论公式,可修正现行设计技术规定中A1和A2的参数取值。根据修正后的系数A1和A2计算了试验掏挖基础抗拔极限承载力的理论值。分析了无量纲随机变量试计比(试验值/理论计算值)的均值、标准差、变异系数和概率分布特征,提出了采用"校准法"对掏挖基础抗拔极限承载力的可靠度进行分析的方法,给出了其在不同安全系数条件下的可靠度指标,并据此量化分析了我国掏挖基础的安全可靠度指标。研究成果可为输电线路掏挖基础抗拔极限承载力计算理论的完善以及现行杆塔基础设计技术规定中"剪切法"抗拔计算系数A1和A2的修正提供依据。     

极端冰雪灾害条件下边坡可靠度分析

以极端冰雪灾害为例,选取对边坡稳定影响最明显的几种因素,通过正交试验,并采用简化的Bishop法计算边坡安全系数,通过线性回归获得计算边坡可靠度的极限状态方程的显式表达式,计算并分析了边坡在不同工况下的可靠度.所得结论可为灾害预防提供参考.     

边坡稳定性影响因素研究及工程实例

以极限平衡法计算和正交试验分析为手段,分析岩体容重γ、粘聚力c、内摩擦角φ、岩体厚度h、结构面倾角α、结构面长度L、边坡高度H、外加荷载F等8种因素对顺层岩质边坡稳定性的影响。每个因素考虑了3个水平,利用极限平衡法计算出各种组合下的安全系数,最后利用极差分析得出各影响因素的显著性由大到小排序为:φ>H>α>L>c>F>h>γ。实践证明:运用正交分析法得到的结论与工程实践相符,因此该方法具有一定的可靠性。     

基于数值流形元法的异步强度折减边坡稳定性分析

鉴于传统强度折减法中强度参数c、φ采用同一折减系数进行分析时无法反映不同强度参数的安全储备,同时考虑到数值流形元法具有很好的处理连续与非连续问题的优势,基于数值流形元法并结合异步强度折减法,采用位移突变和位移变化最大曲率判别准则编制相关数值流形分析程序,实现异步强度折减模拟边坡的失稳过程,并应用于边坡实例分析中。结果表明,边坡安全系数与折减系数比值之间存在相关性,随着折减系数比值K的增大,粘聚力c对应的安全系数Fc逐渐减小,而内摩擦角φ对应的安全系数Fφ逐渐增大。可见在数值流形元中考虑岩土体材料破坏过程的异步强度折减法能有效模拟边坡的失稳过程。     

岩体边坡形态对安全系数的影响

以双折线滑动面边坡为例,将FLAC3D软件作为数值计算工具,采用基于强度折减法的数值计算方法计算了不同滑动面几何形态下的边坡稳定安全系数,并与刚体极限平衡法的计算结果进行了比较。结果表明,滑动面上折线倾角和下折线倾角的变化对安全系数影响较大,而滑动面上折线高度的变化对安全系数的影响不太明显。     

考虑非线性强度指标的面板堆石坝坝坡稳定可靠度分析

采用非线性强度指标按简化毕肖普法给出的抗力弯矩和滑动弯矩定义坝坡稳定可靠度分析的功能函数,并应用一次二阶矩法计算可靠指标,提出了一种混凝土面板堆石坝坝坡稳定可靠度计算方法,以某面板坝坝坡为例进行了稳定可靠度分析。结果表明,各工况上、下游坝坡及深层滑动的最小安全系数均满足《碾压式土石坝设计规范》的要求,最小可靠指标除地震工况下游坝坡外都满足《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》的要求;安全系数和可靠度计算结果的总体规律一致,但在某些情况下有较大差异。对于重要工程,建议同时进行安全系数和可靠度分析。     

考虑土层参数与边界不确定性的边坡模糊可靠度分析

针对岩土工程中存在的土层参数和土层边界相关的认知不确定性问题,将模糊集合中α切割得到的模糊变量作为边坡稳定确定性分析中的输入参数,利用MIDAS/GTS内置的强度折减法进行安全系数的计算,通过假定不同的α值,得到了一系列相对应的安全系数值,综合这些安全系数值可得到边坡失效概率值,并通过算例对该方法进行了验证。结果表明,仅考虑土层参数的不确定性时,在相同最高隶属度值下,随着土层参数变化范围的增加,边坡的失效概率也随之增大;当考虑土层边界的不确定性后,土层参数变化范围的不同对计算结果的影响变小,因此在岩土工程实践中应充分重视土层边界的不确定性对工程设计的影响。     

基于改进有限元重度增加法的抗滑桩加固边坡稳定性分析

针对目前抗滑桩设计中存在的计算结果主观性较大,且常规的有限元重度增加法的计算结果偏大的问题,基于理论推导对常规有限元重度增加法进行了改进,并将该改进方法应用于某边坡工程中,建立了自然边坡三维有限元模型,计算了该自然边坡的整体安全系数,并与极限平衡法和强度折减法进行对比分析,验证了改进方法的有效性,进而将其应用于抗滑桩加固边坡稳定性分析中,通过与相同安全系数下通用理正软件的计算结果相比,表明该改进方法在计算抗滑桩加固边坡稳定性中具有可行性。     

基于盲数理论的关键块体稳定性分析研究

针对运用块体理论分析岩质边坡稳定性问题存在多种不确定性的混合体,提出用盲数表达具有不确定性的计算参数,将盲数理论引入楔形关键块体稳定计算方法中,给出了一种安全系数的计算方法.通过盲数运算可得到安全系数在不同取值区间内的可信度,较好地减少了因取单一值计算结果中主观因素的影响.实例研究结果表明,该方法方便灵活、有效、实用、计算结果较为可靠、合理.     

地震作用下土质边坡稳定性分析方法适用性分析

针对地震作用下边坡稳定分析方法之间的差异及其适用情况尚不明确的问题,以某三级均质土坡为例,基于Quake/w、Geo Studio、PLAXIS以及FLAC等软件,利用拟静力法、Newmark滑块分析法、动力有限元时程分析法、动力有限元强度折减法及有限差分强度折减法计算出安全系数,对比了5种方法的异同。结果表明,采用拟静力法获得的边坡抗震稳定性偏于安全;Newmark滑块分析法、动力有限元时程分析法计算的安全系数基本相同;动力有限元与有限差分强度折减法计算所得的安全系数相近,但在不同折减系数下计算的监测点位移相差较大。     

软土边坡开挖变形特征与临界破坏范围数值模拟

由于软弱夹层边坡塑性剪切变形是软化参量,在分析边坡临界破坏范围时受到不稳定安全因子影响,无法充分考虑应变软化过程,导致临界破坏范围分析结果不精准。为了解决这个问题,采用了数值模拟方法。通过多点观测方式对巷道断面地质剖面进行观测,统计边坡注浆前后拱顶累计沉降值,分析边坡开挖变形特征。在FLAC3D软件支持下构建应变软化临界破坏数值模型,通过建立Mohr-Coulomb （摩尔-库仑）屈服判据与软化参量之间的关系,反映塑性剪切变形参量的软化特性。计算斜坡安全系数与斜坡滑面间距,以极限均衡理论为基础,结合Geo-slope法获取边坡极限失稳安全系数,以安全系数作为评价指标,对边坡的极限稳定状况进行了研究,并得出了临界失稳范围。以山西省一地质工程为研究对象,由算例分析结果可知,该方法剪应变增量较高,与临界破坏范围三维分析方法一致,且塑性安全系数达到最大值8.0,与实际值一致。     

天然土岩分层边坡扶壁式挡土墙的土压力及稳定分析

针对复杂条件下挡土墙的土压力无法按照传统土压力理论计算的问题,提出了天然土岩分层边坡扶壁式挡土墙的土压力分析方法。结合某水库左岸边坡扶壁式挡土墙工程,采用三维数值方法及强度折减法,计算出边坡的最小抗滑稳定安全系数及相应滑动面,从而求得边坡滑动体作用于挡土墙的作用力和作用方向,并依此计算了挡土墙的抗滑及抗倾覆稳定安全系数,实现了挡土墙的稳定安全评价。计算结果表明,该挡土墙在不同工况下抗滑和抗倾覆稳定安全系数均大于允许值,符合实际情况,可为类似工程提供参考。     

基于灰色关联度理论的库水位变动-降雨联合作用下的边坡渗透稳定性研究

针对库水位+降雨条件下的边坡渗透稳定性研究缺少定量化敏感性分析的问题,利用Geostudio软件模拟了三峡库区某边坡在库水位骤降及库水位骤降+降雨条件下的渗透稳定性规律,同时基于灰色关联度理论对不同边坡物理力学参数进行了稳定性的定量化敏感性分析。结果表明,库水位骤降条件下不同监测点的孔压均随时间增加逐渐下降,在叠加降雨过程时孔压有一个"突升";库水位骤降下的安全系数先减小后增大,降雨发生在第18～20d时安全系数最小;粘聚力c、内摩擦角φ、饱和渗透系数k对边坡稳定性影响较大,而重度γ对边坡稳定性的影响相对较小。     

基于滑面正应力修正的极限平衡法的锚固边坡稳定性分析

为研究滑面正应力分布对极限平衡法计算边坡安全系数的影响,针对预应力锚索加固边坡,利用滑面正应力修正的极限平衡法建立了含安全系数和两个待定参数的三个方程组,通过公式推导获得了安全系数的显示解答。工程实例应用结果表明,采用该方法分析边坡的稳定性合理有效。     

台风区海上风电基础结构设计可靠度初步分析

  [目的]  广东省是台风多发地区,但是目前无论是海上风机支撑结构设计国际标准还是我国即将发布的规范都没有明确考虑台风的影响,目标可靠度(失效概率)是未知的。另外,我国规范对不同荷载采用了不同的分项系数,不便于一体化设计的实施。  [方法]  比较了即将发布的海上风机基础设计规范和国际标准的异同,并分析了在不同荷载效应变异系数、效应比和相关系数的情况下我国规范的目标可靠度,以及基于给定的目标可靠度,计算分项系数在上述不同情况下的取值选择。最后,给出了计算等价单一荷载效应分项系数的方法。  [结果]  结果表明:相同的分项系数和组合系数在不同的情况下目标可靠度变化较大,随着变异系数从0.2增大到0.6,可靠度指标将降低0.5～1.0。  [结论]  建议根据《工程结构可靠性设计统一标准》选择3.2为目标可靠度,分项系数和组合系数根据当地不同的环境条件确定。     

单滑动面岩质边坡数值计算影响因素分析

介绍了确定边坡稳定安全系数和判别边坡临界稳定状态的方法.为便于强度折减法与刚体极限平衡法进行比较,以典型单滑动面边坡数值计算为例,比较分析了滑动面材料屈服准则、自重应力场施加方法、计算模型单元网格尺寸和边界范围对边坡稳定安全系数的影响规律,提出了数值模拟建议,以提高已知滑动面岩质边坡数值计算的精度.结果表明,强度折减法较为合理,超载法在特殊情况下可能无法得到安全系数.     

基于FLAC3D的均质土坝最佳坡度分析

针对利用FLAC3D可方便计算安全系数的特点,采用其内置FISH语言进行二次开发,编制了均质土坝最佳坡度优化程序,以利于边坡工程选择安全和经济的坡度,并对采用FLAC3D安全系数求解的方法、判据及程序实现的原理进行了介绍。以工程为例说明程序的使用方法,验证了该程序在一定程度上可预知边坡工程的安全性,计算结果可为边坡工程的设计和加固提供参考。     

库水位升降条件下邻近坝址区堆积体边坡稳定性分析

针对某水电站蓄水后对坝址上游右岸堆积体边坡稳定性影响的问题,根据非饱和土体瞬态有限元渗流控制方程构建了堆积体边坡二维计算模型,再利用GeoStudio软件中的SEEP模块计算了不同库水位升降速率、不同边坡渗透系数条件下边坡内的渗流场分布规律,再采用摩根斯坦—普莱斯极限平衡法计算各瞬态渗流场下最危险滑带的安全系数。结果表明,不同库水位上升速率及渗透系数时随库水位的上升边坡安全系数增大,不同库水位下降速率及渗透系数时随库水位的下降边坡安全系数减小。