边坡稳定性评价的破坏概率法

边坡稳定性计算参数的试验指标,是具有某种概率分布的随机变量。引入均值稳定系数代替传统采用的稳定系数,计算滑动面的破坏概率,选择具最大破坏概率的滑动面为最危险滑动面。     

基于量子遗传算法的边坡稳定性分析

目的以量子遗传算法为基础,分析斜边坡的最危险滑动面与其稳定系数,为露天矿安全生产提供理论保障.方法以滑动面稳定系数最小为目标函数、以简化的Bishop法确定的稳定系数的递推方程为约束条件,建立边坡稳定性分析的非线性多目标优化数学模型,设计求解该模型的量子遗传算法步骤,利用MATLAB编程求解.结果实例1求得的最危险滑动面圆心坐标为(-11.91,37.126)m,半径为38.83 m,稳定性系数为1.314,迭代次数为30,迭代更少,但是计算结果与遗传模拟退火算法结果相近;实例2求解的稳定性系数为1.715,计算结果与改进遗传算法结果相近,迭代次数为15,迭代次数更少.结论设计的边坡稳定性评价多目标优化模型合理,设计的量子遗传算法迭代次数更少,收敛速度更快,计算结果可靠.     

黏土边坡稳定性分析的一种快捷方法

为减少黏土边坡稳定性分析手工试算的工作量,提出一种快捷方法,先通过最危险的平面滑动面来确定滑动体的大小,在保持滑动体大小不变的情况下,通过简单的迭代计算将平面滑动面调整为实际滑动面,如圆弧滑动面等,并求出相应的稳定安全系数,用以判断边坡的稳定性．结果表明,本法所求得的边坡稳定安全系数均接近或小于文献所给出的结果．     

柚子树大桥左桥头边坡稳定性分析与防治措施

在综合分析柚子树大桥左桥头边坡工程地质条件和变形破坏特征的基础上,采用平面滑动破坏模式计算了边坡的稳定性,结果表明:该边坡在暴雨工况条件下存在块体滑移破坏危险.按照安全可靠、经济合理的治理原则,确定了该边坡的治理工程方案,并详细介绍了主要防治工程措施及参数,加固后边坡稳定系数满足规范要求.     

柚子树大桥左桥头边坡稳定性分析与防治措施

在综合分析柚子树大桥左桥头边坡工程地质条件和变形破坏特征的基础上，采用平面滑动破坏模式计算了边坡的稳定性，结果表明：该边坡在暴雨工况条件下存在块体滑移破坏危险．按照安全可靠、经济合理的治理原则，确定了该边坡的治理工程方案，并详细介绍了主要防治工程措施及参数，加固后边坡稳定系数满足规范要求．     

基于GEO-Slope/W的土质高边坡稳定性分析

GEO-Slope/W软件可综合考虑地下水、土体裂缝、坡顶堆载等因素,能够对复杂土层、任意滑动面形状及多种孔隙水压力状况建立二维计算模型分析边坡的稳定性.本文以河南航空港区某一老旧办公区域的土质高边坡为例,通过对任意形状滑动面的计算假设,设定滑动坡面为自由边界、底部为固定约束边界、四周为自由边界来建立滑坡计算模型,选取两个典型边坡剖面,分析其在自然状态和饱和状态下的最危险滑动面、对应滑动圆心以及相应的最小稳定安全系数.结果表明:边坡在饱和状态下的稳定系数比自然状态下的降低了0.10~0.11,验证了含水量的增加对土质边坡的稳定性影响较大的结论;模拟分析得典型坡面的最大稳定系数为0.84,远小于滑坡允许稳定系数1.2~1.3,说明该边坡处于极不稳定状态,与现场勘查情况相吻合.另外,提出采用混凝土挡墙加喷锚支护提高土体抗滑力,防止雨水对坡体的浸润破坏;或用削坡、人工植草、浆砌石防护坡脚等措施来减轻坡体荷载,保持边坡稳定.     

考虑土层软化及渗流应力耦合的边坡稳定性分析

为合理评价地下水对边坡稳定性的影响,采用有限元法对考虑土层遇水软化及渗流应力耦合效应的边坡稳定性进行分析,基于空气单元法求解含排水井边坡的多重非线性渗流场,基于强度折减法确定最危险滑动面和稳定安全系数.结合驷马山分洪道工程切岭段右岸边坡,开展渗流、应力及稳定性分析,得到边坡中的水头、应力分布及变形特征;评价了边坡布设排...     

破碎岩体隧道洞口开挖诱导滑坡与古滑坡耦合分析

以大栗树高速公路隧道洞口施工为工程背景,研究了在考虑古滑坡因素下洞口工作面边坡失稳及其加固技术。利用钻孔测斜数据（BCD）和Midas GTS折减强度有限元分析模型,分别推测了最危险滑动面,得知两者滑动面位置相似。并采用不平衡推力传递法,基于BCD推断滑动面计算安全系数。以BCD和有限元法的滑动面为基础,将滑动面近似假设为对数螺旋线,考虑地形因素,建立考虑多台阶边坡上限分析模型,研究了不同加固措施对边坡稳定的影响。结果表明,3种方法计算出的边坡安全系数结果相近。     

爆破载荷作用下的岩质边坡动力稳定系数

采用动力有限元软件,对所选工程实例中的岩质高边坡危险滑移面节点动应力进行计算,并与相应节点的静应力叠加,通过稳定系数公式计算出边坡滑体各时刻的稳定系数,得出边坡动力稳定系数时程曲线。工程应用表明,该稳定系数用于衡量边坡爆破开挖时的安全性切实可行。     

露天矿排土场边坡稳定性分析

针对安太堡露天矿内排土场边坡,介绍了边坡的工程概况和地质条件.结合边坡工程的具体特点,首先运用SLIDE软件,对不同工况下边坡强度稳定性进行对比分析,进而对位移监测数据发展趋势进行了研究.结果表明：排土场边坡的变形处于不断发展的过程中,在降雨或地震的作用下排土场边坡稳定系数明显降低,可能滑动面扩大,特别是在降雨条件下局部危险滑动面可能发生贯通,边坡存在整体失稳的可能.通过研究,可为排土场边坡综合治理措施的制定提供依据.     

SLIDE和FLAC在某水电站边坡稳定性分析中的应用及对比

为比较SLIDE和FLAC这2款软件在分析边坡稳定性、计算边坡安全系数时的差异,利用这2款软件对福建省关公凹水电站某开挖边坡进行稳定性分析并求解安全系数。模拟过程中发现,SLIDE软件需要预先设定滑动面的形态和滑动面圆心的范围,滑动面形态和滑动面圆心范围设置的不同将会导致计算得到的安全系数有很大的差异,这使得SLIDE软件求解安全系数时受主观性影响大,导致误差增大。通过计算发现,运用SLIDE软件进行计算时,设置集中搜索框与否对计算所得的安全系数影响很小。与SLIDE软件不同,FLAC考虑了岩体的应力应变关系,能通过模仿材料性能找到破坏面,无需人为设置破坏面,得到的滑动面比SLIDE软件中假定的圆弧滑动面更加合理,强度折减法得到的安全系数更加准确。所得结论对其他类似工程具有一定指导作用,对使用这2款软件的业内人士有一定帮助。     

一种基于拉-剪破坏的边坡动力稳定性分析方法

为量化地震作用下边坡的稳定性,优化矢量和方法并计算出相应动态安全系数,基于边坡在地震作用下的破坏模式:坡顶拉裂缝和坡脚剪切裂组合形成的贯通滑动面,推导出拉-剪破坏下矢量和法的安全系数公式,通过自编程序得到边坡潜在滑动面曲线和动力安全系数,并通过算例验证方法的正确性.针对岩质边坡,利用新、旧两种矢量和方法进行动力稳定性分析,结果表明:边坡潜在滑动面会随着地震持续时间向边坡内部走移;两种方法得到的安全系数趋势一致,但拉-剪破坏模式的下滑趋势角度更大;在拉-剪破坏模式下,边坡的安全系数有所降低,其中,边坡的综合安全系数降低了3%,说明原先的方法高估了边坡的稳定性.优化后的矢量和法能够更具体地反应出边坡在地震过程中的稳定状态,为抗震设计提供更加准确的理论指导.     

土石混合体边坡稳定性的三维颗粒离散元分析

为探究土石混合体边坡的稳定性和破坏机理,基于土工离心模型试验基本原理,结合已开发的不规则块石和土石混合体三维离散元建模方法建立土石混合体边坡细观结构的三维离散元模型.引入颗粒流强度折减法并提出基于能量演化的方法来判别边坡失稳破坏.利用提出的土石混合体边坡三维离散元建模方法和稳定性分析方法,分析不同块石含量、块石形状、空间结构、空间形态等因素对土石混合体边坡稳定性和破坏模式的影响,并揭示这些因素影响的细观机理.结果表明:随含石量增加,土石混合体边坡的安全系数逐渐增大;土石混合体边坡中呈现出多滑动面现象,且滑面较为曲折,具有明显的绕石特征,坡脚部位的部分大块石使得剪出口的位置发生明显的改变;随块石形状由球体、卵石到碎石,土石混合体边坡的安全系数逐渐增大;上覆堆积体相对较厚且坡度不是很大的二元结构边坡或一元结构边坡的破坏模式主要是堆积体内部发生的弧形滑动破坏,上覆堆积体厚度不大且基岩面相对平整的二元结构边坡的破坏模式主要是沿基-覆界面的整体平移滑动破坏;随土石混合体边坡空间形态由条带型、敞口型到锁口型,其安全系数逐渐提高,其中锁口型边坡具有显著的支撑拱效应,且含石量越大这种效应越明显.     

边坡强度参数对于稳定性影响的极限平衡法分析

为了研究岩土体抗剪强度参数对边坡稳定性的影响,通过理论推导和Bishop极限平衡法计算,分别改变岩土体的粘结力c和内摩擦角,探讨边坡安全系数和滑动面的变化.结果表明：粘结力或内摩擦角改变时,边坡的安全系数将发生变化,而滑动面的变化受函数η-c的影响,η-c与粘结力和内摩擦角有关.当η-c为定值时,滑动面不随抗剪强度参数的变化而变化;当η-c增大时,边坡的滑动面从近坡面逐渐向边坡内部移动;反之,η-c减小时,边坡的滑动面从边坡内部向近坡面移动.研究结果为边坡稳定性分析的理论和实践研究提供了参考.     

基于DEM的三维微条柱法计算滑移型塌岸安全系数的研究

为了对边坡进行三维稳定性分析,在传统的二维条分法的基础上进行拓展,基于高分辨率DEM构建边坡三维模型,将二维条分法中的土条拓展为三维条柱法中的条柱,通过分析每个条柱上的受力状况,根据极限平衡理论,以GIS二次开发的方式,将三维毕肖普法引入GIS软件平台,实现了三维圆弧滑动面的构造和三维安全系数的计算,该方法实现了三维模型构建与三维安全系数计算过程的自动化和一体化。应用本方法,以金沙江溪洛渡库区老木沟滑移型塌岸体为例,进行三维稳定系数的计算,与二维计算结果相比,结果偏于安全,主要的原因在于将滑动面视为球形滑动面,因此需要在程序中加入控制性结构面或控制性节点,使其与实际情况更加接近。     

开挖边坡变形和稳定性有限元分析

采用有限元方法对边坡开挖进行数值计算,得到开挖后边坡的变形情况,并通过抗剪强度折减技术对开挖后的边坡材料进行强度折减,得到边坡破坏时的临界滑面和安全系数。有限元方法的计算结果不但能评价边坡的稳定性,还可得到潜在的危险区域,对边坡开挖施工有一定指导意义。     

有限元强度折减法在边坡稳定性分析中的应用

采用有限元强度折减法与极限平衡法对边坡的稳定性进行分析,并对两者所确定的安全系数以及滑动面的情况进行比较,解决了极限平衡法不能反映坡体塑性变形趋势以及模拟的滑动面与实际不吻合的问题。     

基于矢量和法的库水位下降边坡稳定性研究

为了研究库水位的下降对高陡边坡稳定性及变形的影响,以锦屏一级水电站左岸边坡为例,基于饱和渗流理论,以左岸坝头滑移破坏模式为研究对象,利用矢量和稳定性评价方法研究不同库水位下降速度对锦屏一级电站左岸边坡的稳定性影响规律。研究表明:当库水位以1 m/d的速度由1 880 m高程下降至1 800 m高程时,左岸坝头滑移破坏模式的安全系数由1.214降低到1.147,且安全系随着库水位下降趋于稳定,而当库水位下降速度达到2 m/d时,安全系数的降低速度随着库水位的下降逐渐加剧,当库水位达到1 800 m高程时,安全系数降至1.052,左岸坝头滑移破坏模式接近临界状态;库水位下降条件下坡体最大位移处发生在坝头滑移破坏模式潜在滑动面的剪出口位置。     

Stability and reinforcement analysis of rock slope based on elasto-plastic finite element method

The rigid body limit equilibrium method(RBLEM) and finite element method(FEM) are two widely used approaches for rock slope's stability analysis currently. RBLEM introduced plethoric assumptions; while traditional FEM relied on artificial factors when determining factor of safety(FOS) and sliding surfaces. Based on the definition of structure instability that an elasto-plastic structure is not stable if it is unable to satisfy simultaneously equilibrium condition, kinematical admissibility and constitutive equations under given external loads, deformation reinforcement theory(DRT) is developed. With this theory, plastic complementary energy(PCE) can be used to evaluate the overall stability of rock slope, and the unbalanced force beyond the yield surface could be the identification of local failure. Compared with traditional slope stability analysis approaches, the PCE norm curve to strength reduced factor is introduced and the unbalanced force is applied to the determination of key sliding surfaces and required reinforcement. Typical and important issues in rock slope stability are tested in TFINE(a three-dimensional nonlinear finite element program), which is further applied to several representatives of high rock slope's stability evaluation and reinforcement engineering practice in southwest of China.