基于强度折减法的土石坝边坡稳定分析与探讨

在传统的土石坝边坡稳定分析中,通常采用简化毕肖普法或瑞典圆弧法,分别计算上、下游边坡的滑动安全系数,然后根据规范评判边坡的稳定性.本文应用有效应力原理,以初始应力方式将渗流场导入到位移应力分析中,基于强度折减法对坝体整体进行弹塑性分析;分别采用塑性区贯通和位移突变失稳判据,得到坝坡的最小安全系数,并将其与简化毕肖普法计算结果相比较.研究表明:采用强度折减法进行土石坝边坡稳定分析虽然是可行的,但仍存在一些问题.最后,对强度折减法在土石坝边坡稳定分析中存在的两个问题进行了初步的探讨.     

库水位骤降条件下涉水边坡抗滑桩加固效果

针对工程实践中涉水边坡抗滑桩设计技术规范欠缺、计算模型过于简化等问题,采用强度折减拉格朗日差分法模拟分析水位骤降速度、水深坡高比、抗滑桩桩位等因素对涉水边坡抗滑桩加固效果的影响。结果表明:库水位骤降速度越大,抗滑桩加固后的边坡安全系数越小;与抗滑桩加固前相比,抗滑桩加固后水深坡高比与边坡安全系数的关系发生了较大变化,应计算最大库水位骤降速度工况下不同水深坡高比对应的边坡安全系数,取其中最小的边坡安全系数作为边坡稳定性判别依据;库水位骤降条件下,抗滑桩布设的位置对边坡加固效果具有较大影响,可根据不同桩位条件下的水深坡高比与边坡安全系数的关系曲线确定合理桩位。     

土体强度参数对边坡稳定性的影响

采用传统的极限平衡法和强度折减法对均质砂土边坡进行稳定性分析。为了评估摩擦角和黏结强度等强度参数的影响,详细计算了费伦纽斯法(Fellenius)、毕肖普法(Bishop)和强度折减法(strength reduction)之间的误差。结果表明：(1)Fellenius方法得到的安全系数小于Bishop方法得到的安全系数;(2)Bishop方法和强度折减法之间的误差通常随着摩擦角/黏结强度的增大先增大后减小。     

库水浸泡下全—强风化千枚岩桥基岸坡稳定性分析

全—强风化千枚岩具有极强的水敏感性，在库水浸泡后岩体物理力学特性不可避免地存在劣化的趋势，对岸坡的稳定性极其不利。鉴于此，以某全—强风化千枚岩桥基岸坡为研究对象，通过野外详细调查、室内物理力学试验以及Geo-Slope软件分析，考虑水库蓄水对岸坡千枚岩抗剪强度的劣化效应，计算得到该桥基岸坡稳定性的变化规律。结果表明：在水库蓄水后短时间内全—强风化千枚岩抗剪强度参数及岸坡安全系数降低幅度较大，后逐渐减缓；水库蓄水后，黏聚力的劣化幅度比内摩擦角大，黏聚力的水敏感性更强；计算得到在浸水95 d后，安全系数为1.189,小于1.200,处于欠稳定状态，提出岸坡加固建议措施。     

仪长原油管道洪湖长江穿越断面岸坡稳定分析

在岸坡完全被洪水淹没后河水骤降至枯水位这一特殊的最不利情况下，采用简化毕肖普法分别计算左、右岸管道穿越前后共4种工况的岸坡抗滑稳定安全系数及渗流的影响，表明仪长原油管道洪湖长江穿越工程对岸坡稳定影响甚微。     

基于有限元法对抗滑桩在渠堤稳定中的影响因素分析

本文结合国内某大型渠堤工程,在简单介绍该渠堤抗滑加固措施后,着重分析了水泥搅拌桩作边坡加固措施的影响因素,并利用基于强度折减法的有限元软件进行定量分析计算,得到在不同抗滑桩的桩长、桩径和桩距与土质渠坡稳定安全系数的关系,文章在对大量试算方案综合比较的基础上,确定了该渠坡水泥搅拌桩的最优设计方案。该方法可为大中型渠坡堤防抗滑桩的设计提供参考。     

线性与非线性强度的坝坡稳定分析

对某高心墙堆石坝分别利用线性强度指标及非线性强度指标进行了坝坡稳定性计算分析,研究了两种强度指标下坝坡稳定性的差异.计算方法分别采用瑞典条分法和简化毕肖普法.计算结果表明:非线性强度指标计算得到的坝坡稳定安全系数总体比线性强度指标算得的大2%～20%.按照规范,该坝坡满足稳定要求.     

含软弱夹层的某坡积土边坡抗滑桩加固可行性分析

为了研究采用抗滑桩加固含软弱夹层的坡积土边坡的合理性,以某天然边坡为例,采用有限元法和强度折减法定量分析计算了该边坡采用抗滑桩加固前后的应力应变状态和稳定性大小。计算结果表明:抗滑桩可以有效地遏制潜在滑坡体的进一步变形和塑性区扩展,加固后边坡整体稳定性明显提高,整体垮塌的地质灾害风险得到控制,抗滑桩桩体的受力和变形均在设计允许值范围内,说明抗滑桩设计采用的相关力学参数和强度参数是合理可行的。相关计算成果可为今后类似边坡工程的抗滑桩设计提供参考和借鉴。     

浅谈锁水阁水库大坝水位缓慢降落期的渗流及稳定计算

根据对锁水阁水库大坝非稳定渗流的分析,库水位由正常蓄水位缓慢降落至死水位期间(简称"缓慢降落期")的坝体浸润线明显比死水位时的稳定渗流期浸润线要高出很多,且上述库水位的缓慢降落情况并不少见。不论采用瑞典圆弧法还是简化毕肖普法,由此缓慢降落期浸润线计算所得上游坝坡抗滑稳定安全系数均比死水位时稳定渗流期浸润线计算所得的安全系数小很多。瑞典法计算上游坝坡的抗滑稳定安全系数小0.541,毕肖普法计算的小0.529。瑞典法计算库水位缓慢降落期的上游坝坡抗滑稳定安全系数小于规范规定值1.21,不满足要求。     

含软弱夹层顺层边坡的抗滑桩加固稳定性分析

抗滑桩是加固边坡经常采用的工程措施,其加固效果一直是研究者关心的问题。采用基于场 变量的强度折减法对抗滑桩加固的含软弱夹层顺层边坡进行三维弹塑性计算,分析设桩位置和桩间距 的变化对边坡的安全系数影响。研究结果表明:抗滑桩设在边坡的中下部可有效达到抗滑作用,设在中 上部可以阻止边坡上部的滑动;边坡的安全系数随着桩间距的增大而减小。研究结果可为工程边坡的 抗滑桩设计提供参考意见。     

水位骤降影响下岸坡稳定性简化分析

水位骤降是影响岸坡稳定的主要外在因素,但现有计算方法均需通过渗透力或孔隙水压力计算或者渗流场与应力场耦合分析来考虑水位下降对岸坡产生的渗流作用,计算过程较复杂,不便于工程设计人员采用。为了便于分析水位骤降对岸坡稳定性的影响,通过对岸坡任一点考虑渗透力与否的应力状态进行对比分析,得到将渗透力对岸坡稳定性影响简化为抗剪强度参数黏聚力降低的这一等效关系,并将此等效关系与强度折减法相结合,建立岸坡稳定性简化计算模型,提出了水位骤降影响下岸坡稳定性简化分析方法,并将该简化分析方法与已有分析方法进行对比分析。结果表明:该简化分析方法结果与岸坡全局临界滑移场（GCSF）方法、Geostudio的Slope/W模块方法及传统极限平衡分析方法计算均质岸坡稳定性所得安全系数相差分别为2.6%、3.5%和3.5%。可见,所建立的简化方法与已有分析方法的结果吻合较好;进一步采用该简化方法与全局临界滑移场（GCSF）方法计算存在软弱夹层的非均质岸坡,所得安全系数相差3.1%。这表明该简化方法计算水位骤降影响下均质、非均质岸坡稳定性均具有较好的可靠性和适用性。     

基于强度折减的岩质开挖边坡加固效果三维分析

结合盐津变电所岩质开挖边坡实例,将稳定性分析的强度折减法与边坡的开挖、加固过程模拟相结合,对三维条件下边坡开挖和加固后的稳定性进行了计算评价.计算中应用了FLAC30软件.研究表明,基于强度折减法的数值计算可以像数值模拟方法那样既考虑三维效应明显的地形地貌、地质结构和加固方式等,又考虑岩土体的本构关系和支挡结构与坡体的相互作用,还可以像极限平衡法那样计算安全系数,却不用指定滑面.同时采用强度折减法计算安全系数时,还能够考虑开挖、回填及加固等施工效应.计算结果还表明,在计算中应根据岩土体的应力应变关系、边坡的变形情况及工程的使用期限等恰当的选择岩土体抗剪强度参数,其结果将直接影响到强度折减法计算安全系数的精度.     

基于强度折减法的分步施工边坡稳定性分析

工程上常采用极限平衡法分析边坡的安全稳定性,但由于极限平衡法的局限性,使得计算结果 只能反映边坡安全系数的大小,不能确定边坡在施工各个阶段的变形稳定情况,因此以永宁高速公路边 坡为研究对象,通过ＰＬＡＸＩＳ有限元强度折减法对边坡施工过程中可能产生的变形、位移进行模拟分析, 得到分步施工状况下,施工各阶段边坡的变形图以及整体的安全系数,并将结果与极限平衡法计算结果 进行对比分析。结果表明:边坡的安全系数随着坡体的逐级开挖会不断降低,需及时进行支护加固,强 度折减法所确定的边坡最终滑动面形状与极限平衡法计算结果较为一致,且安全系数差值仅为3％,从 而也验证了强度折减法对于分步施工边坡安全稳定性分析的适用性与正确性。     

高堆石坝非线性强度指标坝坡稳定可靠度研究

基于现有的堆石坝坝坡稳定性可靠度分析方法,研究了堆石坝非线性强度坝坡稳定可靠度分析的有关方法,将简化毕肖普法和验算点法结合,并编制了相应的计算程序.对某高堆石坝坝坡进行了非线性强度指标可靠度分析,结果表明,高堆石坝按可靠度理论进行非线性强度指标坝坡稳定性分析是合理可行的,是对传统安全系数法的有益补充.     

建筑工程土质高边坡稳定分析实例

在对某建筑工程的土质高边坡进行的稳定分析中,通过3种常用的极限平衡分析方法:瑞典法、毕肖普法、Janbu法计算稳定安全系数,并用有限元法进行校核。介绍了应用有限元法的应力结果计算下滑力和抗滑力的多种方法,针对nolm83岩土有限元计算程序,提出采用薄层单元模拟滑动面以得到精确下滑力及抗滑力的简便方法。     

基于尖点突变理论的土质边坡稳定性分析

边坡稳定性判断历来是工程的重点内容,通过实用化的正交设计原理进一步对边坡试验方案进行优化,采用黏聚力c、内摩擦角φ、坡角β、坡高H、容重γ、以及孔隙水压比γw六类因素以及相对应的五水平进行试验,然后通过强度折减法计算边坡的安全系数大小,最后通过用尖点突变理论中的突变级数法进一步判断分析边坡稳定性,发现单一基于有限元强度折减法计算安全系数的值来判断边坡稳定性的局限性,从而得出基于尖点突变理论与有限元强度折减法综合判断边坡稳定性的准确性、实用性。     

皮沟水库除险加固工程大坝结构稳定分析

皮沟水库运行了近40 a,大坝存在较多问题,大坝渗漏、坝坡稳定问题尤为严重。坝坡稳定分别采用瑞典圆弧法和简化的毕肖普法进行计算分析,发现上、下游坝坡稳定安全系数均不能满足规范要求,如不采取方法处理,极有可能出现坝体滑坡,严重时可能导致溃坝。水库除险加固工程对大坝进行了结构培厚、增设坝体混凝土防渗墙等加固处理措施,再次采用前述方法对坝坡稳定计算,上、下游坝坡稳定安全系数均能满足规范要求。图1幅,表3个。     

边坡稳定性分析的三种极限平衡法对比研究

极限平衡法在边坡稳定性分析中应用十分广泛,对多余变量假定的不同构成了不同的极限平衡条分法。采用瑞典条分法、毕肖普法、M-P法三种传统条分法,结合某土石坝下游坝坡滑面受力情况,对比分析了考虑渗流与不考虑渗流作用下三种方法计算的滑动面各条块底部的法向力和切向力的分布,以及各条块安全系数和整体安全系数。分析表明:毕肖普法和M-P法计算的条块底部法向力和切向力分布规律基本一致,条块底部法向合力和切向合力均较接近,且计算的各条块安全系数的平均值及整体安全系数也较接近;而瑞典条分法忽略条块间作用力,导致其计算的条块底部受力分布与毕肖普法和M-P法存在一定差异,且条块底部法向合力和切向合力略小,计算所得各条块安全系数的平均值和整体安全系数均略小。     

复杂地质水库边坡滑动带的强度参数反演及其稳定性研究

复杂地质水库边坡因其覆盖层厚、地质岩土层多等特点一直成为边坡治理的难点。采用Morgenstern-Price法对长江中下游某水库复杂地质边坡滑动带强度参数进行反演,基于反演参数,分析蓄水深度、抗滑桩加固形式及开挖削坡减载等工况对边坡稳定性影响。研究结果表明:①该复杂地质水库边坡滑动带强度反演参数内摩擦角为10.4°,黏聚力为22 kPa,内摩擦角的敏感度要比黏聚力更高;②边坡稳定安全系数随着水库蓄水深度增加而降低;③设立抗滑桩对该边坡的安全加固作用没有显著效果,而开挖削坡对提高该边坡安全稳定作用效果明显,开挖削坡后的边坡安全系数达到1.262,处于安全稳定状态。研究成果可为复杂地质水库边坡的加固治理研究提供参考。     

基于Plaxis的某岩质边坡抗滑桩加固稳定性数值分析

岩质边坡稳定性问题一直是水利工程中研究的重点和难点,常采用抗滑桩对其进行加固处理。基于专业有限元软件Plaxis,采用局部强度折减法对某岩质边坡的抗滑桩加固处理进行数值模拟分析,计算考虑了加固和不加固两种工况。计算结果表明:不加固时,边坡的稳定安全系数为1.25,边坡稳定性较差,且塑性区和拉断点贯通软弱夹层;对边坡进行抗滑桩加固后,边坡的稳定安全系数为1.80,塑性区和拉断点范围大大减小,边坡稳定性得到提升,且抗滑桩剪力和弯矩均在控制范围内。计算结果对于类似边坡工程中抗滑桩的应用优化有一定的参考价值。