一种考虑波动效应的拟动力地震边坡稳定性分析方法

考虑地震波在坡体内的传播特征,基于拟动力法,结合传统静力边坡稳定性分析极限平衡法(瑞典条分法),推导了边坡地震力公式和地震边坡稳定性安全系数公式。在此基础上,借助MATLAB软件开发了最危险滑面搜索和安全系数求解程序,实现了一种考虑波动效应的拟动力地震边坡稳定性分析方法。通过探讨地震动特性对地震边坡稳定性的影响,得到了地震边坡稳定性安全系数随地震动参数的变化规律。对于既定边坡,其安全系数随地震波初始相位呈现周期性波动变化,存在最小安全系数; 并且此安全系数随地震系数和地震波波长与边坡坡高比的增大而减小。此外,从波动理论角度揭示了拟动力法与拟静力法的区别与联系,给出了两类方法的适用范围:当地震波波长与边坡坡高比大于10时,两类方法所得结果基本一致,均适用; 而当地震波波长与边坡坡高比小于10时,拟静力法所得结果较拟动力法相对保守,仅拟动力法适用。     

边坡失稳和稳定性分析方法的探讨

边坡稳定性是土木工程实践活动重点考虑的问题,造成边坡失稳的原因是多方面的,稳定性分析方法也不同。分析了边坡失稳的破坏过程和原因,讨论了工程地质分析法、刚体极限平衡分析法和数值分析法等各种边坡稳定性分析方法的特点,提出采用综合法研究边坡稳定性,以寻求有效的边坡稳定治理措施。     

基于矢量和法的矿山边坡稳定性分析

基于矢量和法的矿山边坡稳定分析方法在边坡的荷载和滑面已知的情况下,运用有限元法计算滑裂面上的真实应力分布,得出滑裂面上各处静滑动摩擦力合力方向的反方向即安全系数的计算方向θ,并在此方向上由抗滑力与滑动力的矢量和得出矢量法安全系数F(θ).本文运用矢量分析法计算出大冶东露天采场F9断裂带内某边坡的安全系数,将计算结果与极限平衡法和有限元强度折减法计算结果进行了分析和比较,分析表明该法与已得到工程验证的有限元强度折减法模拟该边坡渐进破坏的定向分析结果相吻合,说明了矢量分析法的可行性和工程实用性.     

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．     

土的空间破坏面及其抗剪强度

岩土空间破坏面位置的确定与计算所选用的破坏准则有关,运用不同的破坏准则得到的土体的破坏面位置及相应抗剪强度也不同.基于最大剪应力、最大剪正应力比和空间滑动面破坏准则,通过建立Lagrange函数求条件极值的方法推导了不同破坏准则条件下岩土空间破坏面的位置及相应的抗剪强度,并得到了这些抗剪强度与现有常用破坏准则间的相互关系.进而针对已求得的不同破坏准则条件下的抗剪强度,通过数值分析探讨了中主应力对土的抗剪强度的影响.分析结果表明,中主应力对土的抗剪强度有显著的影响,一般地在平面应变条件下这种影响达到最大.     

基于矢量和法安全系数的边坡稳定性分析

针对极限平衡法和有限元强度折减法在计算边坡安全系数中存在的问题,结合某工程实际采用矢量和法安全系数对边坡稳定性进行分析,并将其计算结果与传统分析法计算结果进行比较。结果表明,采用边坡矢量和法得到的计算结果与极限平衡法和有限元强度折减法之间的计算结果最大相对误差为9.7%,误差范围为4.2%~9.7%,而与有限元强度折减法计算结果的相对误差仅为5.9%。由此表明采用矢量和法安全系数用于求解边坡的稳定性是可行的。     

复杂坝基的拉—剪强度法有限元分析

针对复杂坝基岩体的结构特点和受荷响应特点,采用拉－ 剪强度法,将各种新的岩石强度准则镶入有限元（ＦＥＡ） 软件包中,用于计算分析复杂坝基的破坏过程,并举例．同时,本文还介绍了有限元软件的可视化结构．     

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.     

不同模式下抗剪强度参数对路堤稳定性的影响

基于Mohr-Coulomb准则,采用FLAC3D分析了抗剪强度参数(主要是黏聚力和内摩擦角)对高填方路堤边坡安全系数及滑动面位置的影响.同时,提出了降雨条件下路堤稳定性的分析方法,并对不同折减模式下安全系数的变化规律进行了分析.结果表明:黏聚力和内摩擦角对安全系数的影响规律类似,对滑动面位置的影响规律相反;降雨入渗条件下,对抗剪强度参数的折减会使边坡滑动破坏面由路堤深层向浅层发展,折减程度越大,安全系数降低的程度越明显.     

含锯齿状结构面的岩质边坡稳定性拟动力分析

为了研究含有锯齿状结构面的岩质边坡稳定性，结合锯齿状结构面的剪切强度经验公式，综合考虑结构面参数、锚固效应、地震作用以及地下水位深度等因素的影响，基于改进的拟动力法推导了加锚结构面边坡抗滑稳定性安全系数计算式，并分析了岩石边坡稳定性的影响因素，结果表明：锯齿状结构面的抗剪强度与起伏角呈线性关系，随着起伏角的增大而增大；随着地震系数、滑动面倾角、水位深度、边坡倾角以及土体重度的增加，边坡稳定性降低，随着内摩擦角的增大而提高；锚固力越大，岩体的抗剪强度增大，边坡抗滑稳定性提高，但是锚固角的增大对边坡的稳定性起着负面效应。     

基于强度折减法的不同坡角边坡稳定性分析

介绍了强度折减法的基本原理,在此基础上运用强度折减法分析边坡坡角对边坡稳定性的影响,运用ANSYS软件模拟不同坡角的边坡,分析计算不同坡角边坡的安全系数,通过计算得出不同坡角边坡围岩极限破坏时的折减强度参数,分析研究边坡坡角与边坡安全系数F、边坡围岩极限破坏凝聚力c’及极限破坏摩擦角‘φ’之间的关系。     

粘性土坡稳定性的三维变分分析

基于三维滑坡模型和简布（Ｊａｎｂｕ．Ｎ）的简化假设,将粘性土坡的稳定性问题等价于１个双参变量函数的待定边界的泛函的变分问题,利用变分法,推导了滑裂面所应满足的偏微分方程（欧拉方程）和横截性条件。本方法可以确定三维滑裂面形状和安全系数,同时可研究滑坡的宽度效应。     

滑移隔震结构基于能量分析的简化计算方法研究

采用能量法对多自由度剪切型结构隔震体系进行非线性地震反应分析时,其计算量大、分析复杂,难以用于工程实际.针对上述问题,将对其多自由度振动方程进行求解分析,找到一种等代体系来简化隔震体系的求解过程,并简要分析了近断层地震动三要素对滑移隔振结构总输入能的影响.最后,对一五层框架隔震结构模型分别采用能量分析法和简化后的能量法进行计算,将其结果进行对比,说明了本文提出的计算方法是偏于安全的,为工程的抗震设计提供参考.     

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.     

Upper bound analysis of slope stability with nonlinear failure criterion based on strength reduction technique

Based on the upper bound limit analysis theorem and the shear strength reduction technique, the equation for expressing critical limit-equilibrium state was employed to define the safety factor of a given slope and its corresponding critical failure mechanism by means of the kinematical approach of limit analysis theory. The nonlinear shear strength parameters were treated as variable parameters and a kinematically admissible failure mechanism was considered for calculation schemes. The iterative optimization method was adopted to obtain the safety factors. Case study and comparative analysis show that solutions presented here agree with available predictions when nonlinear criterion reduces to linear criterion, and the validity of present method could be illuminated. From the numerical results, it can also be seen that nonlinear parameter m, slope foot gradient β, height of slope H, slope top gradient α and soil bulk density γ have significant effects on the safety factor of the slope.     

边坡稳定分析的三维剩余推力法

基于剩余推力法提出了一种边坡稳定分析的三维方法.该法可用于计算具有任意形状滑动面的边坡在复杂荷载作用下三维稳定安全系数.首先将边坡用铅直面离散为柱条,然后采用剩余推力法的原理,基于摩尔库仑准则,根据条柱的静力平衡条件,并考虑条柱间作用力的影响,推导出边坡稳定系数.算例验证了该方法的有效性和可行性.     

强度折减法在边坡稳定性分析中的应用

以一均质土坡为例,首先采用有限元整体强度折减法计算,在此基础上分别选取塑性剪切应变率大于2.0e-5和塑性区为局部强度折减法的折减范围,通过局部强度折减得到边坡滑裂带分布和稳定安全系数,分析不同折减范围下边坡稳定安全系数、特征点位移以及滑裂带的变化规律。比较天然状况和稳定渗流状态下局部强度折减和整体强度折减的计算结果。结果显示:两种方法得到的稳定安全系数基本一致,但折减范围的选择对计算结果影响很大,折减塑性剪切应变率大于2.0e-5的范围得到的稳定安全系数较小。     

不同失稳判据下边坡稳定性的规律性

以塑性区贯通、位移增量突变、计算不收敛3种边坡失稳判据为依据,采用强度折减有限元法和重度增加有限元法对简单边坡进行了分析。结果表明：以边坡潜在滑动面上某点位移增量突变作为边坡失稳判据是准确的;对于不同土体强度参数下,以位移增量关系曲线突变为判据得到的边坡的安全系数较另外两种方法稳定;对应于塑性区贯通、位移增量曲线突变和计算不收敛的3种判据,边坡潜在滑动面依次向深层发展,边坡的安全系数依次增加。     

基于GIS的边坡三维稳定性计算

根据高速公路高边坡的钻孔资料,利用ArcMap建立进行三维边坡稳定性分析的TIN数据层和栅格数据层,将栅格数据模型的各层对应栅格块视为一个滑坡单元体,通过读取相应栅格值进行稳定性计算.针对顺层滑坡的特点,采用ArcGIS集成的VBA开发环境,提出了一种三维折线法分析边坡的稳定性.该方法通过对栅格数据的重采样,可以计算任意滑动方向三维边坡的安全系数,通过选择最小安全系数来确定边坡的主滑动方向.结合某高速公路大型岩质滑坡的工程实例,通过比较三维折线法计算结果与某典型剖面的二维不平衡推力法计算结果,讨论该方法对工程滑坡治理的指导意义.