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.     

岩质边坡锚杆框架梁加固的有限元分析

针对石家庄至武汉铁路客运专线岩质边坡,采用有限元数值计算方法分析了锚杆（索）框架梁加固岩质边坡的受力情况.得到了边坡位移场和应力场分布规律和锚杆（索）轴向力的大小.计算结果表明：实际工程中采用锚杆、预应力锚索加抗滑桩这种新型的复合式支护结构能有效地限制边坡的水平位移,提高边坡的稳定性,锚索的布置和预应力设计值大小显著影响坡体内部的位移及应力场分布,研究结论对岩质边坡的工程设计具有一定的借鉴意义.     

基于离散元强度折减法的五盂高速公路边坡稳定性分析

采用离散元强度折减方法对岩质边坡的稳定性进行有效分析, 选择滑面位移统计值作为边坡失稳判据。先根据该判据计算一个简单岩质边坡的安全系数, 通过传统强度折减分析方法验证了该判据的有效性。以五台-盂县高速公路边坡作为工程实例, 根据此判据确定了该边坡的安全系数, 即在天然条件下边坡处于欠稳定状态, 而在降雨条件下边坡处于失稳状态。计算结果表明: 基于滑面位移统计值作为边坡失稳判据的离散元强度折减法有效地确定了复杂岩质边坡稳定性, 数值模拟结果与现场监测结果基本保持一致, 进一步验证了基于滑面位移统计值作为边坡失稳判据的准确性。     

益阳地区红粘土边坡的失稳机理探讨

以益阳地区红粘土为研究对象,对其主要成分进行分析的基础上,探讨了红粘土对边坡稳定性影响的发生机理、失稳特征．同时结合具体例子对红粘土边坡的稳定性进行了计算研究,提出了治理红粘土边坡的基本思路,可为类似工程的红粘土边坡设计与施工提供参考．     

改进的岩质边坡临界滑动场计算方法

针对岩体介质的不连续性的特点,将岩质边坡临界滑动场进行改进和推广.充分考虑结构面存在对岩质边坡稳定性的影响,对结构而采取新的处理方法,并基于岩体介质具有抗拉性的考虑,灵活设置张拉裂缝.用改进后的岩质边坡临界滑动场计算方法,编制相应的程序,对边坡进行数值模拟分析,使边坡在满足力与力矩平衡的条件下,按推力最大原则,快速、准确地找到岩质边坡临界滑动面并得出其相应的安全系数.并将此方法应用于5个算例和1个工程实例边坡的稳定性分析,和其他方法进行比较,结果说明改进后的该方法在岩质边坡稳定性分析中的准确性和高效性.     

基于模糊理论的寒区岩质路堑边坡稳定性分级标准研究

季节冰冻地区的冻融循环作用对岩质路堑边坡产生稳定性影响,为研究寒区岩质路堑边坡病害的产生条件以及评价方法,选取影响寒区岩质边坡稳定性的常用指标,建立综合评价体系,同时基于权重矩阵采用模糊理论建立寒区岩质路堑边坡稳定性的分级标准。研究结果显示本分级标准适合于由多因素控制其稳定性的岩质工程。     

节理岩质边坡稳定性分析及其工程应用

采用有限单元法对含节理岩质边坡进行应力应变及稳定性分析,得到边坡岩体的应力分布及变形特征;通过强度折减,得到边坡的稳定安全系数以及可能的最危险滑动面;了解边坡破坏的主要控制因素及破坏过程.以某水电站坝轴线处岩质高边坡为例,采用有限单元法对边坡进行了稳定性分析.结果表明:对于含节理的岩质边坡,有限单元法可以分别研究岩块和节理的屈服情况,为分析边坡可能发生的破坏形式及破坏过程提供依据;通过工程实例验证了有限单元法在节理岩质边坡稳定性分析中的可行性.对于大型工程的含节理岩质高边坡,采用有限单元法分析其稳定性,并与刚体极限平衡方法的计算结果进行对比,能够更好地反映边坡的变形及稳定状态.本研究成果对类似边坡工程具有一定的借鉴作用.     

基于模糊神经网络的边坡稳定性评价方法

针对模糊逻辑推理和人工神经网络各自的优势与局限,提出模糊逻辑与神经网络相结合的边坡稳定性评价方法。基于实测数据的回归分析,找出影响边坡稳定性的主要因素,建立模糊神经网络评价模型。通过对输入知识的预处理和输出知识的后处理,将模糊逻辑推理融入神经网络的非线性计算中;将模糊规则隐含分布于神经网络中,实现了模糊映射算法。选定将整个边坡的稳定状态视为同一变形规律的评价模式,利用所建模型对施工期岩质边坡稳定性进行综合评价。结果表明,该方法用于岩质边坡的稳定性评价取得了较好的效果。     

初始和改变地形条件下岩质边坡稳定性评价

岩质边坡大多地处高山峡谷地区,地形较陡,地质情况复杂,其稳定性评价问题较难。选择典型地质剖面,对该高陡边坡的稳定性进行了探讨。根据设计的剪出口高度、不同结构面切割岩体厚度计算工况,确定该岩质边坡的滑移模式和最不利破坏面。在此基础上,计算其在自然状态、自然+地震、饱水状态和饱水+地震条件下的稳定性,结果表明在饱水+地震条件下的稳定性不满足工程稳定性要求;研究了发生滑坡改变地形条件下该地段的稳定性,为治理和工程选址提供了依据。     

水电工程岩质高陡边坡信息化施工案例分析

岩质高陡边坡的稳定性问题是水电工程关注的重点。如何有效识别控制高陡边坡稳定的关键因素,并对此进行针对性的支护设计与施工,以确保边坡的稳定,一直是难以有效解决的问题。基于此,以长河坝水电站进水口高陡边坡为依托,对水电工程岩质高陡边坡的设计与施工进行深入探讨,结合前期勘察结果分析了控制边坡稳定的关键因素,即J3、J7裂隙与其它结构面组合所引起的破坏,并依据地理位置分区设计了相应的开挖支护方案;伴随边坡施工,分部位分高程进行了岩体结构复核,发现边坡主要的破坏模式为滑塌（移）破坏、倾倒拉裂破坏、多条裂隙切割导致的岩体松动破碎所引起的破坏。以岩体等级为基础进行了边坡重分区,并以此进行了支护设计修正。讨论了控制边坡稳定的最关键因素即顺坡向J3裂隙,对比了前后期设计的差异及作用。监测数据分析表明,信息化施工对边坡稳定控制有效,边坡没有出现工程问题,已处于稳定状态。以期为类似工程提供参考。     

赤平投影法确定边坡稳定性系数

以自重状态下单滑面边坡的稳定性分析为例,运用赤平投影的原理和方法,确定该边坡的稳定系数,从而判断块体的稳定性,为工程初步设计提供可靠参考.     

降雨循环条件下高切坡稳定性演化过程及预测方法

为进一步揭示降雨循环条件下基岩型台阶状高切坡的降雨入渗及稳定性演化过程,以乐西高速马边至昭觉段某粉质黏土覆盖层基岩型台阶状高切坡为研究对象,通过室内干湿循环试验建立土体抗剪强度参数劣化数学模型;利用Geo-studio数值模拟软件研究多工况降雨循环下高切坡降雨入渗过程,揭示不同降雨循环工况下及雨后高切坡内部渗流场及稳定...     

岩质边坡楔形体破坏的稳定性分析

为了更准确地判断岩质边坡发生楔形体破坏时的稳定性,利用极限平衡原理,分析楔形体受力的平衡条件,推导得出了楔形四面体的安全系数.通过对典型边坡计算分析,得出边坡稳定系数.该方法适用性强,计算简单,结果与工程实际相符,可以在工程实践中推广应用.     

对称破坏机制下的边坡稳定三维滑动场分析方法

针对现有边坡三维极限平衡分析方法,提出了一种对称破坏机制下的边坡稳定三维滑动场分析方法,该方法基于剩余推力法原理,采用优化控制理论求解危险滑面并进行评价.同时,结合矿山人工开挖边坡的特点,应用三维滑动场方法进行反向搜索,即在指定安全系数下计算最大允许坡角,从而实现边坡优化设计.     

3D stability analysis method of concave slope based on the Bishop method

In order to study the stability control mechanism of a concave slope with circular landslide, and remove the influence of differences in shape on slope stability, the limit analysis method of a simplified Bishop method was employed. The sliding body was divided into strips in a three-dimensional model, and the lateral earth pressure was put into mechanical analysis and the three-dimensional stability analysis methods applicable for circular sliding in concave slope were deduced. Based on geometric structure and the geological parameters of a concave slope, the influence rule of curvature radius and the top and bottom arch height on the concave slope stability were analyzed. The results show that the stability coefficient decreases after growth, first in the transition stage of slope shape from flat to concave, and it has been confirmed that there is a best size to make the slope stability factor reach a maximum. By contrast with average slope, the stability of a concave slope features a smaller range of ascension with slope height increase, which indicates that the enhancing effect of a concave slope is apparent only with lower slope heights.     

甘肃天水地区黄土极限状态边坡的统计分析

在实际工程边坡设计中,往往参考临近自然边坡的坡率设计来进行人工开挖边坡。基于这种工程类比法,现场实测甘肃天水地区51个坡高40～150 m的黄土极限状态边坡断面,获得其坡高、坡宽及坡度参数,统计发现坡高与坡宽符合双对数线性关系,建立二者的相关方程;再将坡高按10m间距分段,每个坡高段取3个极限坡高,利用Morgenstern-Price法反演了不同坡高段的强度参数(内聚力和内摩擦角)。由反演结果发现,随着坡高的增大,黄土的综合内聚力增大,内摩擦角减小,此特点与黄土强度参数值随所处深度的变化规律基本一致。基于反演的强度参数和极限状态边坡坡高与坡宽的回归方程,进一步计算获得不同稳定系数下的坡高与坡宽的关系曲线,将该曲线制成图,可用来直接判定一个已知边坡的稳定系数,也可以用来确定拟设计边坡的坡度。     

碎石土边坡稳定性及影响因素的数值模拟研究

结合工程实例,采用有限差分强度折减法对碎石土边坡进行稳定性数值模拟求得安全系数,并与传统分析方法进行计算比较.同时,分析边坡土性及计算模型参数对稳定性的影响.结果表明,FLAC3D分析边坡的稳定性可行且具有较好的优越性,内聚力、内摩擦角及土体密度对边坡稳定性的影响更加显著.     

鲸鱼沟水库蓄水对泥岩-黄土岸坡稳定性的影响评价

库水位上升对库岸边坡的影响程度与水敏性地层位置、水位、滑面倾角等多个因素有关。为了研究白鹿塬鲸鱼沟水库蓄水过程中库水位升高对边坡稳定性的影响,依据水库区的边坡演化、地层结构、库水位与地层的关系等因素,对库区内的51个边坡剖面进行统计和分类,可将鲸鱼沟内的边坡分为第三系砂泥岩边坡、黄土-砂泥岩陡坡、黄土-砂泥岩陡坡和残坡积土-砂泥岩缓坡等四种类型,并选取4个典型的边坡类型建立起地质模型,采用Morgenstern-Price法计算了库水位升高过程中不同边坡类型的稳定系数。结果表明,任何库水位条件下,鲸鱼沟内的第三系砂泥岩陡坡、黄土-砂泥岩陡坡和残坡积土-砂泥岩缓坡的稳定系数均高于水利水电工程边坡的设计安全系数。黄土-砂泥岩缓坡由于Q_2-3黄土披覆于整个坡面,导致其稳定性差,在库水位上升过程中,稳定系数下降率大,易形成滑坡和库区塌方,经计算可知危险水位下黄土-砂泥岩缓坡滑移方量约占库区总滑移方量的13%。     

复杂条件下公路边坡稳定性分析与系统研制

对Sarma法改进的基础上,研究了任意滑面的、不同透水介质岩土体边坡的稳定性评价方法,并开发研制了考虑地下水作用、地震作用、坡体附加荷载或加固力的边坡稳定性评价分析系统,它集多种条件下稳定系数计算、敏感性分析、可靠性分析和边坡最佳加固角、加固力的确定于一体.通过十几个工程实例的应用和优化,该方法已经成为一种综合的较为精确的评价方法,研制的系统实用、可靠.     

基于Hermite多项式的等效相关系数求解及可靠度分析

改进了相关非正态变量变换到相关标准正态空间时相关系数计算的Hermite多项式方法.介绍了Hermite多项式方法计算等效相关系数的基本原理.系统地比较了Hermite多项式方法与Nataf变换方法的计算精度、计算效率及适用范围.最后研究了变量变换时相关系数的变化对边坡可靠度的影响.结果表明:Hermite多项式方法具有与Nataf变换方法相同的精度,不受变量分布类型的影响,适用范围广,避免了无穷积分问题及非线性积分方程的求解问题,计算效率高,建议优先采用;忽略黏聚力和内摩擦角变换到相关标准正态空间时相关系数的变化将会严重高估边坡失效概率,使得边坡设计偏于保守.