基于三维多重网格法的极限平衡法在锦屏高边坡稳定性分析中的应用

结合锦屏高边坡三维非线性有限元仿真分析，对高边坡整体稳定分析的极限平衡计算方法进行了研讨。提出并采用多重网格的概念和方法，将有限元的应力成果转移到任一滑面（平面或曲面）上，进而分析滑面的稳定状态，包括滑面的应力、屈服区与剪应力的分布及变化过程，并可求出类似刚体极限平衡法的滑面安全系数和滑块体安全系数，进而对块体变形直至失稳的全过程进行了全面深入的探讨。     

基于三维非线性有限元的拱坝坝肩稳定分析

 刚体极限平衡法不能反映岩体中实际的应力分布,而基于有限元的强度折减系数法在判断收敛性方面也存在一些问题。为了解决这些问题,采用多重网格法,分别建立用于有限元计算的结构网格和用于计算滑面稳定安全系数的滑面网格。基于有限元计算的应力结果,通过插值获得滑面的受力分布情况,然后可以方便地计算得到任意滑面或滑块的稳定安全系数,从而将非线性有限元和刚体极限平衡分析方法结合起来。为了改善计算的收敛性和提高非线性求解的精度,非线性有限元计算采用一种基于Drucker-Prager准则的理想弹塑性增量分析方法,无论是对于小荷载步长还是大荷载步长,弹塑性计算均具有很好的收敛性。该方法已经集成到三维非线性有限元分析程序TFINE中,在分析了插值方法和网格密度对计算结果精度的影响基础上,将该方法应用于某水电站高拱坝坝肩的稳定分析中。计算结果分析以及与刚体极限平衡法结果的对比表明,由于考虑了计算过程中的非线性应力调整,所提出方法的计算结果虽然比刚体极限平衡法偏大,但更符合实际情况。     

基于数值应力场的极限平衡法及其工程应用

 数值分析可较准确地计算岩土体应力分布,但求解安全系数存在诸多困难;极限平衡法计算安全系数概念明确、过程简单,但假设过多,精度又受到限制。利用数值分析得到的应力场,计算潜在滑动面上正应力分布,再按滑面正应力修正的方法求解出满足所有平衡条件的安全系数。这种基于数值应力场的极限平衡方法充分利用数值方法与极限平衡法的优点,得到理论上更合理的安全系数。将这种新的极限平衡方法应用于武都水库坝基的深层抗滑稳定性分析,并与传统的极限平衡法及有限元强度折减法进行比较,计算结果满意,并被坝基加固设计所采纳。     

滑面正应力假设的边坡安全系数计算方法的适用性探讨

对滑面正应力假设的安全系数计算方法中滑面初始应力的假定方法进行了探讨,利用随机变量模拟了不同的滑面正应力初始值分布,通过对典型算例的计算分析发现,该方法适用于圆弧滑动面的安全系数计算,其结果与其他极限平衡方法相差不大,对非圆弧滑动面,尤其是相邻条块存在较大转折的非圆弧滑动面而言,该法存在较大误差．     

基于矢量和方法的边坡稳定性分析中整体下滑趋势方向的探讨

矢量和分析方法是基于力是矢量这一基本概念的分析方法,其关键在于确定边坡真实应力分布状态及整体下滑趋势方向。在边坡一定的受力条件下,利用有限元方法得到边坡应力分布状态后,不同定义的下滑趋势方向就可以得到不同的边坡滑面位置及其对应的矢量和法安全系数,通过分析,提出了3种确定整体下滑趋势方向的方法并分别对固定滑面、非固定滑面及均质边坡圆弧滑面的搜索等进行了探讨,计算结果表明:由潜在滑面各点极限抗滑能力确定的边坡整体下滑趋势方向在临界滑面位置的搜索方面是合理的。最后给出了边坡矢量和分析方法平面问题与三维问题安全系数的统一表达式,公式简洁,容易编制程序并容易被工程技术人员掌握和应用。因此该方法在工程实践中有望得到广泛的应用。     

基于FLAC 3D的边坡安全系数计算方法

在边坡稳定性计算中,为考虑应力状态和变形将有限差分方法(FLAC 3D)与极限平衡相结合计算边坡安全系数;对于有变形破坏迹象的边坡,边坡的滑面是确定的,计算指定滑面上的安全系数。通过算例分析,利用提出的方法计算的安全系数与FLAC 3D自带的强度折减法和刚体极限平衡法(Slide)计算的结果比较接近,误差在0.3%～0.4%,表明新方法的有效性。     

重力坝抗滑稳定设计表达式及分项系数研究

对电力行业现行重力坝规范中的抗滑极限状态设计方法进行了探讨,通过对传统刚体极限平衡法的剖析,明确了极限状态设计中作用和抗力函数的表达形式及矢量方向,提出了一种新的等K′法,使坝基双滑面上下游块体具有同等安全系数和同等可靠概率的内涵。根据对多组方案可靠指标的试算比较,提出了具有定量标准的安全系数K′的计算公式及相应的允许指标,建议了一套相应分等分级的分项系数,并对其合理性进行了验证。     

梨园水电站下咱日堆积体稳定性分析

以梨园水电站坝前左岸分布的大规模下咱日堆积体为例,通过分析堆积体物质组成及堆积体与基岩接触面的物理力学特性,确定堆积体的边界条件,并初步判定其可能的变形及破坏模式。以此为基础,采用三维极限平衡方法对沿堆积体与基岩接触面的假设滑面及由二维极限平衡分析出的最危险滑弧拟合出的三维空间滑面进行了分析,确定了不同滑面的安全系数。根据有限元三维分析成果,基于位移梯度理论提出了堆积体三维滑面确定方法,分析方法能够搜索任意形式滑面,同时兼顾考虑堆积体的三维效应。分析表明各工况下堆积体稳定性均能满足要求,计算成果为工程设计提供了重要参考。     

顺层岩质边坡稳定性分析

运用极限平衡法确定顺层岩质边坡在不同边坡角时的临界滑面,计算了临界滑面的安全系数,依据安全系数对边坡在不同边坡角时的稳定性进行了研究,并针对安全系数小于临界值1.35时的边坡角,研究了其在结构面倾角不断变化时,边坡安全系数的变化规律。     

拱坝坝肩岩体渐近破坏及可靠度分析

常用的对拱坝坝屑岩体稳定分析方法多采用刚体极限平衡法。此法在遇到复杂地基情况时,则甚难得到合理的结果。本文建议采用岩体渐近破坏模型及可靠度分析。本文采用了渐近破坏的岩体弹塑性断裂模型,有限元分析方法和可靠度分析方法。并将此法用于我国某高坝基础岩体的稳定研究。文中给出了刚体极限平衡方法、有限元方法、地质力学模型试验方法以及可靠度方法计算的结果。研究结果表明了,用刚体极限平衡法对局部的关键块的安全系数往往得出较高的数值,引起不安全的结果。用作者建议的方法则可得到合理的结果。     

土钉墙的两条滑裂面成因分析

土钉墙支护破坏时大都会产生两个主要滑裂面,从土力学及微单元角度出发,对其原因进行深层次分析,将土钉墙内的土体分成三部分:锚固体、土拱及自由体,指出第二条滑裂面才是土钉墙真正破坏的原因。     

表面形貌对岩石摩擦滑动本构参数影响研究

 对典型岩石摩擦滑动试验装置进行改进,以千枚岩、石英岩、石英砂岩、岩屑砂岩、大理岩、石灰岩、鲕状石灰岩和白云质灰岩等岩样作为研究对象,以其抛光面作为摩擦滑动面,从本构参数的角度出发,研究自然、饱水和干燥状态下岩石摩擦滑动过程中的稳定性。采用R-D本构模型分析不同状态下岩石的摩擦滑动本构参数,基于岩石抛光表面形貌分析微凸体和分形维数对岩石摩擦滑动本构参数的影响。试验结果表明：在相同抛光条件下,不同岩石滑动表面微凸体的直径均值、高度均值和表面轮廓平均高度不同,随着这3个参数的增加,本构参数均呈线性规律降低;滑动表面形貌越精细分形维数越大,随着分形维数的增加,本构参数呈线性规律增加。     

基础滑移隔震体系的地震反应谱

本文在分析建筑物基础滑移隔震体系动力学特性的基础上 ,研究了滑移隔震结构反应谱的一般特征。对大量地震反应谱进行了统计 ,探讨了滑移隔震结构反应谱的统计特征。并通过工程算例 ,验证了滑移隔震结构采用反应谱分析的可行性与可靠性。     

建筑结构滑移隔震的研究及发展应用

文中介绍了建筑结构滑移隔震的基本概念和应用概况,给出了常见的滑移隔震体系的构造形式,并对滑移隔震体系的理论计算进行了介绍。     

强震作用下低角度黄土斜坡滑移的复合机理研究

针对 192 0年宁夏海原大地震 (Ms =8 5 )时固原清水河Ⅳ级黄土台塬所发生大面积低角度黄土斜坡滑移现象及其种种特征 ,经过现场勘察、室内试验及理论推导 ,提出了一种强震作用下低角度黄土斜坡滑移的复合机理---位于第一层古土壤层下部饱和黄土和砂土震动液化 ;位于其上部黄土层受地震力和液化的双重作用而呈现波浪状地貌 ,进而部分黄土体解体、斜抛、粉尘化和远程运移而形成黄土流或黄土瀑布。用笔者提出的滑距公式对滑移体的滑距进行了计算 ,效果良好     

Sliding surface searching method for slopes containing a potential weak structural surface

Weak structural surface is one of the key factors controlling the stability of slopes. The stability of rock slopes is in general concerned with set of discontinuities. However, in soft rocks, failure can occur along surfaces approaching to a circular failure surface. To better understand the position of potential sliding surface, a new method called simplex-finite stochastic tracking method is proposed. This method basically divides sliding surface into two parts： one is described by smooth curve obtained by random searching, the other one is po｜yline formed by the weak structural surface. Single or multiple sliding surfaces can be considered, and consequently several types of combined sliding surfaces can be simu- lated. The paper will adopt the arc-polyline to simulate potential sliding surface and analyze the searching process of sliding surface. Accordingly, software for slope stability analysis using this method was developed and applied in real cases. The results show that, using simplex-finite stochastic tracking method, it is possible to locate the position of a potential sliding surface in the slope.     

连续大跨钢结构支座滑移监测研究及应用

论述超声传感监测系统的特点、功能和适用环境,针对某连续大跨钢结构工程支座滑移监测项目,介绍传感系统的布置,并对支座滑移监测数据进行深入分析。结果表明:支座滑移量随温度增加基本呈线性变化;受平面、立面呈曲线布置的结构形式的影响,同一位置处各支座的滑移量存在差异;结构的温度场不均匀及日照会对各支座滑移量产生影响;监测数据与结构理论计算结果吻合良好。采用超声传感系统进行大跨连续结构支座滑移监测的数据稳定性及可靠性好、精度高,完全适用于大型结构在自然环境下的位移监测。     

大开间砖混结构滑移隔震试验研究

以砖混结构为研究对象,采用基底滑移隔震方法,对未采取特殊构造措施的大开间模型砖房进行模拟地震振动台试验。在试验中,适量调整影响隔震效果的多种参数,定量或定性分析各参数的影响,并对结构滑移隔震机理和特性进行探讨。     

鹰厦线铁路某边坡的滑动特征分析

运用边坡内部分块方法针对鹰厦线某边坡测斜数据进行分析,将滑坡体分为若干个块体,采用深部位移来对边坡进行描述,研究结果表明,与单个点的位移相比较,块体的位移能更好地反映边坡的滑动特征。