坡面沉桩边坡动态稳定性三维极限上限分析

 采用极限分析上限法,建立土质边坡坡面沉桩动态稳定性三维计算模型,研究沉桩力、桩土间横向力等对边坡动态稳定性的影响。通过算例计算,对整个沉桩过程中边坡抗滑稳定安全系数的变化规律及其内在机制进行深入研究,并分析桩径、沉桩位置、坡角对边坡抗滑稳定安全系数的影响规律。结果表明：沉桩力对边坡稳定性产生不利影响,导致沉桩前期边坡安全系数持续降低;桩体穿过破坏面后,边坡安全系数由于桩身的抗滑作用而显著提高。桩径越大,沉桩前期安全系数越低,其下降速度也越快,但桩体穿过破坏面后安全系数提升也越明显;沉桩位置越靠近坡顶,沉桩过程中安全系数下降速度越快,导致最危险点的安全系数越低;坡角越大,沉桩过程中整体安全系数越低。分析结果对于坡面沉桩的稳定性评估及设计施工具有一定参考价值。     

坡顶超载下边坡稳定性极限上限分析

边坡的安全稳定目前仍是工程的重要问题。文中假定土体符合理想的弹塑性本构模型,建立了坡顶超载下的二级边坡计算模型,运用极限分析上限定理和强度折减法,确定边坡安全系数的上限解,同时探究边坡不同参数对安全系数的影响情况,结果表明坡顶超载的增大导致边坡安全系数的减小;边坡倾角越大,安全系数随坡顶荷载增大而降低的速度越慢;内摩擦角的减小和宽高比的增大,影响边坡安全系数逐渐减少;随着荷载至坡肩水平距离的增大,坡顶超载的影响不断减弱,当此距离足够远时,超载强度对边坡稳定性基本没有影响,说明坡顶荷载对边坡的稳定性影响具有一定的作用距离。分析结果对坡顶超载下的边坡稳定性评估及设计施工具有一定参考价值。     

基于刚性块体系统的岩质边坡稳定性上限法研究

以块状岩质边坡为研究对象,将其离散为块体+结构面的几何系统。基于塑性极限分析上限定理并结合非线性数学规划方法,提出基于块体系统的岩质边坡稳定性分析上限法。该方法以块体、结构面的位移速率、转角速率为未知量,基于块体与结构面的变形协调方程,推导出满足关联流动法则的结构面塑性流动约束条件,结合结构面的屈服条件、块体平衡方程、边界条件以及附加约束条件,得到岩质边坡稳定性分析上限法求解超载系数、强度储备系数的非线性数学规划模型,并提出上限法非线性数学规划模型的求解策略。最后对3个经典算例进行分析,得到安全系数严格的上限解,并将计算结果与其他方法的结果进行比较,验证所提上限法的正确性。     

后石电厂岩质边坡稳定性分析

本文通过对后石电厂拟建边坡的分析，详细的介绍了电厂边坡计算，分析过程，提出了岩石楔体的稳定系数与放坡角之间存在的峰值曲线这一新观点，并分析了其在边坡分析中的重要意义，文章还对影响边直稳定的一些重要因素进行了数值分析，并在此基础上，对后石电厂岩坡坡形设计进行了探讨，得同了合理的边坡外形。     

土质边坡极限分析径向条分法研究

以极限分析上限定理为基础,根据滑移线场的理论和斜分条法,提出了土质边坡极限分析径向条分法破坏机制,并建立了径向条分法计算模型。按照外荷载所做的外功率与速度间断面上产生的内能耗损相等的原理——虚功率原理,建立了计算土质边坡稳定系数的极限分析虚功率方程。采用材料储备强度的定义,根据极限方程,可以推导出土质边坡径向条分法稳定系数计算公式。通过一个典型土质边坡剖面,采用本文的方法进行了计算,并与瑞典圆弧法计算结果做了比较,验证了本文方法的正确性。     

基于塑性极限分析的长边坡三维稳定上限解

自然界边坡破坏存在两种不同的模式:普通边坡模式和长边坡模式。针对长边坡的破坏模式,基于塑性力学极限分析原理,构建了符合实际的机动许可的三维速度相容场。推导该破坏机构的外力功率与内部能量耗散,根据功能互等原理,将长边坡的三维稳定性问题转变为多约束条件下的非线性规划数学问题。该规划问题的最优解计算结果表明:长边坡的三维稳定性随着边坡宽度的增大而减小,当边坡宽度达到一定值后,边坡的三维稳定系数与二维情况较为接近(误差在5%之内),此时二维分析即可满足工程需求。     

对“土坡稳定的有限元塑性极限分析上限法研究”的讨论

1引言贵刊2004年11期王均星、王汉辉、吴雅峰先生的文章“土坡稳定的有限元塑性极限分析上限法研究”(以下简称文[1])指出:“本文在Sloan[2,3]提出的有限元塑性极限分析上限法基础上对约束条件加以改进,基于虚功原理和有限元等效结点载荷的思想,建立起超载系数(极限荷载)和强度储备系数(安全系数)为目标函数的线性规划摸型。借助线性规划求解边坡稳定问题”。拜读全文后,有如下几点望与文[1]作者商讨。2安全系数文[1]在概述中指出“后者(注:有限单元法)虽然能给出边坡应力场与位移场,却无法给出明确的安全系数。在工程上多作为边坡稳定参考…     

岩质边坡稳定性的可靠度分析

以岩质边坡为研究对象，运用可靠度分析方法中的蒙特卡罗法，对边坡进行稳定性分析，提出了一种应用可靠度理论进行边坡稳定性计算的实用方法。     

岩质边坡稳定塑性极限分析方法——斜分条法

基于塑性极限分析上限定理,依据岩质边坡沿某一滑裂面滑动破坏时,在其内部产生沿陡倾角结构面(断层、节理和层面)的剪切破坏现象,建立了岩质边坡极限分析斜分条法破坏模式。进一步根据滑体处于极限状态时的虚功率方程,推导得出了斜分条后岩质边坡的塑性极限分析稳定系数计算公式。采用超载系数的方法,将稳定系数表示在块体所受的极限荷载,避免了隐式出现,有效地简化了公式推导。以锦屏一级水电站右岸边坡为例进行了稳定性分析。计算表明,结论较为合理,对于具有倾斜界面的岩质边坡稳定性评价具有重要意义。     

基于非线性规划的岩质边坡有限元塑性极限分析下限法研究

结合塑性极限分析下限法理论、有限元离散技术以及非线性数学规划手段,将有限元塑性极限分析法运用于岩质边坡的稳定性分析。基于非线性Mohr-Coulomb屈服条件、平衡条件、边界条件以及间断面应力连续条件,提出塑性极限分析中无厚度节理单元、等厚度节理单元的有限元模式,建立带节理单元的有限元塑性极限分析非线性数学规划模型,并提出非线性规划的求解策略。最后对3个岩质边坡的稳定性进行分析,验证该方法的可行性。     

土工格栅均布加筋土坡稳定性分析的上限解法

根据塑性极限分析理论，考虑格栅的加筋效应，对土工格栅均布加筋土坡的稳定性进行了上限解法；由此，确定了格栅加筋土坡临界高度的上限和稳定数。井与无加筋情况下边坡的计算结果进行了对比分析；通过变动参数，计算分析了格栅加筋土坡坡角、表面坡角、土的内摩擦角及格栅抗拉强度对加筋土坡临界稳定数的影响。     

双平行圆形隧道稳定的塑性极限分析上限解

从塑性极限分析上限法的基本原理出发，通过分析单圆形隧道4种类型垮落机制所获得的稳定率上限解，构建黏土层中双平行圆形隧道的垮落机制，阐述双平行圆形隧道稳定与垮落间的临界稳定分析过程，导出浅土层中双平行圆形隧道稳定率的上限方程。该方程根据隧道间不同距离，综合两隧道重叠（单隧道）、两隧道相接触、相互影响的双隧道以及互不影响的两单隧道的稳定特征。通过该方程进一步讨论土重对双隧道稳定率上限解的影响。最后，由离心模型试验结果证实其上限解的正确性。     

土坡稳定的有限元塑性极限分析上限法研究

系统地介绍了结构塑性极限分析的原理和方法。借助有限单元法和线性规划，运用塑性极限分析的上限法可求解土坡的极限承载力和安全系数，同时分析了该法的困难所在。以一经典土坡的稳定性作为算例，讨论了屈服条件近似对精度的影响和边坡土体容重对极限荷载的影响，论证了本方法的正确性。算例表明该方法具有较高的精度。     

一个用于边坡稳定分析的通用条分法

介绍了通用条分法的基本方程。与经典公式的不同在于，它直接将条间力合力的大小和方向作为未知数，通过定义不同的条间力倾角函数，可以方便地模拟各种严格条分法，如Spencer法、Morgenstem-Price法以及基于力平衡的简化法，如不平衡推力法、陆军工程师团法、罗厄法等。方程的求解采用了Rapid Solver法，算例分析表明，通用条分法GLE具有较高的数值精度和实用价值，且方程形式简单、易于编程。     

一种基于Morgenstern-Price法假定的三维边坡稳定性分析法

 通过侧向剪力系数和侧向剪力分布函数对条间力进行假定,提出所有条柱满足3个力的平衡、滑坡体满足3个力矩平衡的三维边坡极限平衡分析法,可看作是二维Morgenstern-Price法的三维扩展。利用滑体力的平衡条件和边界条件分别得到条柱各行和各列的安全系数,再利用滑体整体力矩平衡条件确定侧向剪力系数?1,?2,?3,?4。该法考虑了所有条间剪力对安全系数的影响,采用直接迭代法求解,提高计算效率。算例分析表明,对于对称边坡,侧向剪力系数?1,?3,?4对安全系数影响不大;对于非对称边坡,?4对安全系数影响也不大,且获得的安全系数均与已有文献结果接近。非对称复合滑动面算例还表明,简化方法给出的安全系数不一定偏于安全。     

岩土边坡稳定性的刚体有限元上限分析法

刚体有限元法与极限分析相结合为求解边坡稳定性问题提供了新的方法。采用刚体有限单元离散边坡计算区域，同时构造运动许可速度场，在满足屈服条件、流动法则、虚功方程以及相应的边界条件的基础上，引入非线性数学规划方法求解最小安全系数。几个算例说明了该方法的正确性和可行性。     

边坡可靠度的随机斜条分法上限解

基于边坡的斜条分法上限解，根据摄动法基本原理，推导出极限荷载的随机向量表达式；然后，利用函数连分式求出复杂函数的偏导；最后，通过最佳平方逼近法求解边坡的可靠度问题。结果表明，计算结果精确，计算效率高。     

边坡稳定分析的三维Spencer法

将边坡稳定分析中的二维Spencer法拓展到了三维。该方法对所有条块满足力的平衡以及整体力矩平衡,克服了其他方法中只适用对称问题的缺点,不需已知滑动方向,还可根据滑面的几何特征,进一步得到各条块局部的稳定性系数及其潜在的滑动方向。此外,给出了该方法的实现步骤,其算法的收敛性也较好。最后以不对称问题为算例,并与其他文献中的结果进行比较,验证了该方法的可行性和有效性。     

SV波作用下岩质边坡地震稳定性的时频分析方法研究

 基于弹性波动理论和概化地质分析模型,利用希伯来–黄(Hilbert-Huang)变换,提出SV波作用下岩质边坡地震稳定性的时频分析方法,并且通过振动台试验和数值分析结果对其合理性进行验证。该方法不仅能够考虑SV波的幅值、频率、持时三要素对边坡地震稳定性的影响,而且能够预测岩质边坡的安全性、滑坡发生的时间和规模,同时也能够为高烈度区支挡结构开展抗震时频设计提供一定的参考。