基于数值流形元法的异步强度折减边坡稳定性分析

鉴于传统强度折减法中强度参数c、φ采用同一折减系数进行分析时无法反映不同强度参数的安全储备,同时考虑到数值流形元法具有很好的处理连续与非连续问题的优势,基于数值流形元法并结合异步强度折减法,采用位移突变和位移变化最大曲率判别准则编制相关数值流形分析程序,实现异步强度折减模拟边坡的失稳过程,并应用于边坡实例分析中。结果表明,边坡安全系数与折减系数比值之间存在相关性,随着折减系数比值K的增大,粘聚力c对应的安全系数Fc逐渐减小,而内摩擦角φ对应的安全系数Fφ逐渐增大。可见在数值流形元中考虑岩土体材料破坏过程的异步强度折减法能有效模拟边坡的失稳过程。     

降雨作用下高速公路边坡稳定的非连续变形分析

应用非连续变形分析(DDA)对粤赣高速公路K32+632右坡进行稳定性分析,建立了DDA块体系统分析模型,分析了在自然状况下和持续降雨工况下的边坡位移与强度参数间的关系,得出边坡在支护前后的极限内摩擦角及相应安全系数.结果表明,在边坡上增加锚索支护和排水设施等可有效提高稳定安全系数,满足正常运用要求.     

九甸峡水电站厂房高边坡稳定的非连续变形分析

应用非连续变形分析(DDA)对九甸峡水电站厂房高岩体高边坡进行了稳定性分析研究,建立了DDA块体系统分析模型.通过分析边坡位移和强度参数间的关系得到边坡在支护加固前后的极限内摩擦角及相应的稳定安全系数,并分析了边坡发生塌滑的原因.结果表明,该边坡在加固前安全系数较小,存在不稳定的可能性,支护加固后边坡的稳定安全系数有显著提高.可满足正常运用要求.     

崩塌的形成及危岩体的稳定分析

本文通过大量的野外调查,阐明了崩塌的形成及促进崩塌发生的主要因素、崩塌的成因类型、形态类型和堆积体特征,并结合典型实例论证了岩坡的稳定条件,提出了危岩体的稳定分析方法.     

有限元法分析边坡稳定及工程实例

用有限元法分析边坡稳定性,能够对坡体内的应力分布、应变及变形分布、塑性区分布等规律较为准确的量化表征,还可以得出滑动面的大致位置和安全系数。本文对强度折减法的失稳判据进行评价,得出以弹塑性解是否收敛为标准更有说服力。对某水库近坝库岸边坡进行分析,并将其与传统方法所得的边坡安全系数相比,证实其工程应用的可靠性,能够在实际工程中加以应用。     

禁忌遗传算法在边坡稳定分析中的应用

在遗传算法的选择算子中引入了群体多样性保持策略,以避免遗传算法易出现的早熟收敛现象;同时在交叉、变异算子中采取禁忌搜索技术,构造了适于约束优化问题的两点直线禁忌寻优算子,以寻求新解从而形成一种禁忌遗传算法;利用禁忌遗传算法和遗传算法对两个非均质土坡的最小安全系数进行了搜索,结果证明禁忌遗传算法具有搜索效率高、寻优能力强等特点。     

不同极限平衡法确定边坡安全系数的比较与分析

现行规范中关于安全系数的取值主要是根据工程等级和计算工况确定,对计算方法的区分过于笼统。为分析按不同极限平衡法分别确定的边坡安全系数值,结合30个均质边坡算例,通过统计分析不同极限平衡法稳定系数计算结果之间的关系,确定了不同方法安全系数取值之间应满足的关系。结果表明,不同极限平衡方法的稳定系数计算结果之间基本呈线性关系,各自安全系数的取值应满足相应的线性比例关系。     

有限元极限平衡法在边坡稳定性分析中的应用

比较分析了极限平衡法和有限元极限平衡法的特点,基于Geo-studio软件分析了两个典型边坡的稳定性,并比较了极限平衡法和有限元极限平衡法的分析计算结果.结果表明.不同计算方法可影响边坡的稳定性分析,为探讨工程中选择合适的计算方法奠定了基础.     

天然土岩分层边坡扶壁式挡土墙的土压力及稳定分析

针对复杂条件下挡土墙的土压力无法按照传统土压力理论计算的问题,提出了天然土岩分层边坡扶壁式挡土墙的土压力分析方法。结合某水库左岸边坡扶壁式挡土墙工程,采用三维数值方法及强度折减法,计算出边坡的最小抗滑稳定安全系数及相应滑动面,从而求得边坡滑动体作用于挡土墙的作用力和作用方向,并依此计算了挡土墙的抗滑及抗倾覆稳定安全系数,实现了挡土墙的稳定安全评价。计算结果表明,该挡土墙在不同工况下抗滑和抗倾覆稳定安全系数均大于允许值,符合实际情况,可为类似工程提供参考。     

裂隙岩体边坡稳定性评价的SVM-Monte Carlo法

针对现有边坡稳定性评价方法的不足,采用节理密度、节理中心点、节理倾角和节理迹长四个参数来定量刻画随机节理构造,通过产生服从特定概率分布的随机数来描述节理构造的随机性,提出了裂隙岩体边坡稳定性评价的SVM-Monte Carlo法,并通过某边坡实例进行验证。算例结果表明,该方法既能较好地模拟岩体边坡节理构造几何参数随机性的特点,也考虑了岩体边坡强度参数的变异性,结果更加符合实际情况,为含随机节理构造的边坡稳定性评价提供了新方法。     

基于强度折减的岩质边坡失稳判据的探讨

以锦屏水电站左岸某标段边坡为例,基于有限元强度折减法的基本原理和破坏准则,提出了综合特征点位移增量与折减系数增量的比值关系曲线与迭代次数突变准则编制有限元程序计算边坡的安全系数。计算结果表明,两种失稳判据较吻合,误差仅为1.3%,位移突变与收敛合理,该判据正确、适用。     

基于强度折减动力分析法的岩体边坡稳定性分析

针对在强度折减动力分析法中折减系数与关键点位移关系曲线拐点不易判断的问题,采用强度折减法将边坡岩土体的内聚力、内摩擦角、抗拉强度折减后,利用数值分析软件进行静动力计算,以边坡潜在滑动体关键点位移时程曲线和折减系数与关键点位移关系曲线判断出折减系数的范围,通过分析绘制在同一坐标系下不同折减系数时潜在滑动体关键点位移时程曲线的变化趋势,较为准确地确定拐点及其相应的稳定安全系数,并以浩口水电站厂房后缘边坡为例,通过对其进行动力稳定性分析,验证了所提方法的可行性和合理性。     

白鹤滩水电站左岸边坡稳定性分析

为研究缓倾角错动带及断层对白鹤滩水电站左岸顺层岩质高边坡稳定性的影响,以勘I5线地质剖面为例建立力学模型,借助综合法试验模拟岩体内主要地质构造及相关工程措施。在此基础上,再利用RFPA3D有限元数值模拟方法,分析岩体内裂隙萌生、发育、扩展直至贯通的损伤演化过程。结果表明,混凝土置换洞阻碍裂缝沿软弱面扩展成效显著,开挖后工程边坡安全系数为1.62;离心加载法得到的边坡潜在滑移面与物理模型试验得到的裂缝扩展模式基本一致,层内错动带LS337、层间错动带C3-1、断层f101、裂缝J110等软弱结构面共同控制岩体的开裂与边坡失稳。研究成果可为本工程边坡开挖与支护以及类似工程提供参考。     

强度折减法在三维有限元边坡稳定分析中的应用

为研究强度折减法在边坡三维稳定分析中的适用性,选择已知滑裂面和未知滑裂面共4个经典算例,运用强度折减法求解其安全系数,并与既有的极限平衡法结果进行对比。计算结果表明,数值解与既有的极限平衡法解析解非常接近,模拟的滑动方向与理论假定亦基本一致。由此证明了强度折减法在三维有限元边坡稳定性分析中的适用价值,为解决工程计算问题提供了参考。     

飞来峡水库右岸主土坝坝坡稳定性分析

针对土石坝安全鉴定对水库安全稳定的重要性问题,基于对大坝安全鉴定的要求,采用瑞典圆弧法、毕肖普法、工程师团法、罗厄法4种方法验算了8种工况下飞来峡水库主土坝坝坡的稳定性,并结合碾压式土石坝设计规范进行了分析对比.结果表明,各种水位下抗滑稳定安全系数均满足规范要求,为大坝除险加固设计提供了依据,对确保大坝安全运行具有指导意义.     

数值模拟与实际监测相结合的边坡稳定性分析

鉴于单一利用数值模拟分析边坡稳定性的可靠性不高,应结合相应的监测数据来印证,以某边坡在暴雨工况下的变形破坏为例,基于强度折减理论,首先利用具有多样化建模方式及高精度特点的Rhino 5.0建模软件对边坡建立数值模型,然后通过室内试验、参数反演确定模型参数,再通过FLAC3D分别对该边坡在天然工况和暴雨工况下进行数值模拟计算,最后将数值模拟结果与监测数据对比分析。结果表明,该边坡在天然工况下处于稳定状态,暴雨工况下受持续性降雨影响潜在滑动面岩土力学性质急剧减弱将会发生失稳破坏;数值模拟找到的潜在滑动面与实际监测情况吻合,边坡变形发育阶段与雨水集中期基本吻合。     

基于三维离散元法的某水垫塘岩质边坡稳定性分析

针对泾河下游河谷段某水垫塘岩质边坡的岩体结构特性和结构面发育情况,依据边坡工程地质资料,在分析边坡岩体结构特征和潜在滑移模式的基础上,利用三维离散元法分析边坡稳定性,并采用极限平衡法对计算结果进行对比验证。分析结果表明,基于三维离散元法的岩质边坡稳定性分析结果合理,在正常和暴雨工况下,边坡安全系数均大于规范要求的安全系数标准。研究成果可为岩质边坡稳定性分析提供参考。     

基于数值流形法的堤防垂直防渗铺膜防渗效果研究

为研究防渗膜损伤和不利工作条件对堤防渗透稳定性的影响,提出了能有效进行连续-非连续渗流模拟的数值流形方法,通过引入Hermite插值进行改进,通过添加计算自由度来提高偏导数计算精度。以分淮入沂整治工程为例,对不同影响因素下堤防垂直铺膜的防渗效果进行模拟分析。结果表明,改进的数值流形方法在含防渗膜的工程模拟计算中具有很大优势,建模相对简单且对于不连续边界的计算结果更为精确。同时,垂直铺膜具有很好的防渗效果,当地下存在粘土层时,防渗膜插入粘土层中时防渗效果将显著提升;当膜发生破损时,破损处水力梯度会大幅升高,但影响范围较小,堤防仍处于渗透稳定状态。研究成果可为工程实践提供指导。