南水北调南干渠边坡有限元稳定性分析

采用有限元强度折减法,对南水北调南干渠典型断面进行稳定性分析。计算采用邓肯非线性弹性模型,对渠道边坡的实际开挖施工过程进行模拟。以最大水平位移作为失稳判据,建立最大水平位移和折减系数之间关系曲线,得到不同折减系数下土坡应力变形分布规律和边坡安全系数。计算结果表明,有限元强度折减法,能够较真实地考虑土体应力应变关系和施工过程影响,所得边坡稳定系数略大于毕肖普法计算结果,计算断面稳定安全系数满足规范要求。     

基于强度折减法的边坡稳定性有限元工程实例分析

将强度折减法应用于边坡稳定性分析中,折减土体强度,代入有限元程序进行计算,直至计算不收敛,此时的折减系数即为安全系数.结合工程实例,对比强度折减法的边坡稳定性有限元法和传统极限平衡法的计算结果,表明基于强度折减法的边坡稳定性有限元分析是可行的.     

有限元强度折减法在边坡稳定分析中的应用

指出了传统边坡稳定分析方法的缺点和不足,重点分析了有限元强度折减法的理论背景、突出优势、计算结果的影响因素、边坡失稳判据方法.采用15节点三角形单元,应用广义米赛斯屈服准则、非关联流动法则,基于有限元强度折减法逐步进行强度折减,直至满足位移不收敛的失稳判据,从而得到强度折减法的边坡稳定安全系数.     

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。     

基于有限元强度折减法对深路堑边坡施工工序优化研究

边坡的开挖、支挡施工顺序对边坡的稳定性有较大影响．本文通过使用有限元强度折减法对深路堑边坡的不同施工方案数值模拟分析．结果表明,由上至下台阶法开挖,且开挖一级,支护一级的稳定性最高．经过对不同施工方案的对比分析后,达到对施工工序优化的目的．     

基于有限元修正节理岩质边坡稳定性计算的解析解

采用有限元方法探讨在人工开挖或自然侵蚀环境下,岩质边坡体内应力场的变化及节理发育形成机理,并采用有限元强度折减法对后缘具有张节理边坡的稳定性影响因素进行敏感性对比分析,进而得出具有非贯通节理边坡稳定性计算的修正解析解。结果表明:卸荷及风化作用导致边坡体由表及里出现应力重分布及应力集中的现象,使边坡后缘由顶部向下发育一簇竖直向下或略向临空面倾斜的张节理,当张节理与下部的缓倾剪节理贯通时,边坡发生破坏;边坡稳定性最敏感的影响因素为受剪节理的倾角及贯通度,其次是节理的强度参数;可将工程中较难调查的节理贯通度转化为节理的强度参数来等效表达,并根据Mohr-Coulomb强度准则推导得到适用于具有非贯通节理的岩质边坡稳定性的修正解析解。     

基于改进离散元强度折减法的堆积体边坡稳定性分析

针对开挖卸载对车峰坪堆积体边坡的不利影响,引入材料摩擦角和泊松比不等式改进离散元强度折减法,采用改进型离散元强度折减法计算车峰坪堆积体边坡各步开挖工况下的安全系数,模拟分析边坡开挖变形情况及边坡特征点的位移变化规律,评价边坡各步开挖工况下的稳定性,制定锚索支护的加固措施。结果表明:采用改进型离散元强度折减法计算的边坡安全系数略保守,计算结果偏安全;堆积体边坡开挖过程中出现滑塌、错台等不稳定现象;采用锚索支护的加固方法,堆积体边坡各工况安全系数均提高,减小了施工风险,前三步台阶特征点位移减少约90%,后两步台阶特征点位移减少约30%。     

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。     

有限差分强度折减法求解边坡稳定性

在比较传统的极限平衡法和有限元强度折减法的同时,介绍了有限差分强度折减法的原理和具体步骤。基于有限差分FLAC程序,通过算例研究了有限元强度折减法与有限差分强度折减法的计算结果,验证了有限差分强度折减法的可靠性。分析了有限元强度折减法与有限差分强度折减法计算结果的差异性,并指出了有限差分强度折减法的优点为能够对具有复杂地质条件的边坡进行稳定性分析,可考虑土体的非线性弹塑性本构关系,能够模拟土坡的失稳过程及其滑移面形状,可直接采用摩尔-库伦屈服准则,适用于可能产生大变形的边坡。并得出了有限差分强度折减法适用于边坡的稳定性分析且满足工程精度需求的结论。     

大型通用有限元软件Ansys边坡稳定性分析工程实例

ANSYS软件是由美国SASI公司开发的世界最著名的大型通用有限元分析软件,它不断吸收当今计算力学与计算机技术的最新成果,使其在FEA(有限元分析)领域稳居霸主地位.将强度折减法应用于边坡稳定性分析中,折减土体强度,代入有限元程序进行计算,直至计算不收敛,此时的折减系数即为安全系数.结合工程实例,对比强度折减法的边坡稳...     

强度折减法在高边坡支护稳定性分析中的应用

以一实际的岩土高边坡为例,探讨强度折减法的理论计算方法.利用强度折减法分别计算高边坡天然状态、未支护与支护状态下的整体稳定性,得到高边坡的整体安全系数与潜在滑动面,评价高边坡的支护系统的有效性,验证强度折减法在岩土体工程中的有效性.     

高陡路堑边坡开挖稳定性评价及应用

针对高陡路堑边坡设计一般只简单采用极限平衡法进行成型边坡稳定性验算的现状,以广贺高速公路高陡路堑边坡为工程背景,采用数值分析方法对高速公路高陡路堑边坡施工开挖过程进行了模拟,对比分析了不支护与及时支护开挖过程的边坡稳定性,指出了开挖过程的危险阶段,分析了及时支护的效果与必要性,提出了施工优化步骤。结果表明:有限元计算可以实现边坡分层开挖分层加固施工工序的优化设计,锚固支护有效改善了边坡体受力状态与临界塑性应变特征。     

开挖对顺向岩质高边坡稳定性影响及锚索加固效果分析

顺向岩质高边坡的稳定性通常较差,在工程上格外受到重视,利用锚索锚固是较为理想的加固方案。利用Sarma法对厦沙高速公路某段石英片岩顺向岩质高边坡在施加锚索和不加锚索两种工况下的应力特征和边坡稳定性系数进行对比分析。结果表明:不加锚索时,各条块底面正压力随开挖过程呈降低趋势,越靠近边坡顶部,各条块底面正压力受到开挖卸荷的影响越大,降低趋势越明显;条块底面正压力的降低使边坡抗滑力减小,当减小幅度较大时,边坡稳定性会受到明显影响,整个开挖过程中边坡整体稳定性系数呈下降趋势,最低为1.243;施加锚索能够增大条块底面正压力,提高条块底面的抗滑力,有效降低条块底面受到的剪切力,限制上部条块的滑动趋势,减小其对下部条块的挤压和相对错动,且随着开挖的加深,这种效应表现得越明显;对某个条块而言,施加锚索可以提高底面抗剪强度,降低底面和侧面剪切力、条块下滑力,从而提高边坡稳定性;施加锚索后边坡稳定性系数提高到1.630。综上所述,边坡开挖对于顺向岩质高边坡稳定性影响很大,而施加锚索加固可以显著提高边坡稳定性,达到加固边坡的目的。     

应用强度折减有限元法分析土坡稳定的适应性

为深入研究土体采用的本构模型以及安全系数的控制标准．讨论了土体采用邓肯E—B模型和理想弹塑性的广义米塞斯模型时,强度折减有限元法分析土坡稳定的适应性．发现邓肯E—B模型的适应性较差,土坡内应变发展不均匀,不能形成明显的剪切带．而弹塑性的广义米塞斯模型则形成剪切带,剪切带两侧土体具有明显的相对滑移趋势．因此,弹塑性模型更适合干强度折减有限元法分析土坡稳定性．     

某开挖边坡应力分析

介绍了某边坡地质特征,在此基础上应用有限元法分析了该边坡应力场,并着重对比边坡开挖前后应力场变化,描述了应力集中现象及应力分布特征.最后给出了该边坡支护加固措施的建议.     

前坪水库溢洪道高边坡设计方案优化研究

前坪水库溢洪道高边坡的初步设计方案中,开挖边坡坡度为1∶0.5,采用5 m长锚杆Φ25 mm@2×2 m加固支护。通过系统优化研究,调整开挖边坡坡度为1∶0.4,采用10 m长锚杆Φ25 mm@3×3 m加固支护。采用GEO-SLOPE软件对不同工况下前坪水库溢洪道高边坡的稳定性进行了极限平衡分析,并采用FLAC 3D软件计算了不同工况下边坡的应力和变形分布规律。计算结果表明:优化设计方案中溢洪道高边坡开挖后在无水、正常水位及相应地震工况下的安全系数均大于1.3,满足规范要求。按优化设计方案开挖后,边坡在无水、遭遇洪水及地震3种工况下,开挖面上的最大主应力均出现拉应力,3种工况下的最大拉应力为0.24 MPa,小于安山玢岩的抗拉强度。优化设计方案与初步设计阶段的方案相比,可减少土石方开挖量约5万m3,具有显著的经济效益。     

资兴高速K21段顺层岩质边坡支护过程数值模拟研究

以资兴高速K21段顺层岩质边坡为研究对象,借助现场调查、数值模拟研究段边坡的开挖和支护过程,对各阶段的稳定性、位移、应力等的变化规律进行分析,验证了开挖、支护设计的合理性以及边坡加固的安全性,研究了边坡在开挖支护过程中应力应变规律。结果表明,顺层岩质边坡开挖扰动开挖破坏了边坡原有的应力分布,导致岩体产生裂隙损伤和变形,并逐渐扩张,弱化岩体和层面自身的强度。同时,边坡开挖,直接破坏了边坡原有的连续受力体系,由于软弱层面的抗剪强度较低,从而导致岩层沿开挖揭露的软弱层面整体下滑。锚索框架一方面通过对坡体的位移的控制作用,增加坡体的稳定性,另一方面通过预应力锚索把层状岩体锚固在一起,使得各层之间摩阻力增大,内应力和挠度大为减少,大大提高了层面的抗剪强度。     

开挖边坡的稳定性研究

某电站厂房后的自然边坡高达４００余米，厂房及调压井开挖边坡高达１２０～１５０米、在开挖过程中出现局部滑动，本文利用三维弹塑性有限元法时该层状岩体高边坡进行稳定性研究，用提出的一个实用稳定系数公式．考虑边坡的分级开挖，分别得出了各级开挖情况下各夹层面上岩体的稳定系数值，结果与实际相符，为工程实践提供了理论依据。     

基于监测数据的硬质岩路堑边坡地下水分布特征与防渗效果评价

针对地下水影响岩质边坡的安全稳定的问题，以开挖深度约200 m的连云港中云台山路堑边坡左坡为研究对象，通过计算分析地下水监测数据，对路堑边坡左坡的地下水分布开展研究并评价开挖坡面细石混凝土喷层的截渗效果。结果表明，边坡地下水补给来源为降雨入渗，边坡南端废弃采石场为主要排泄区；埋设渗压计的四个平台间存在较强水力联系；渗流量高的区域细石混凝土喷层老化破损比其他区域高，但整体上细石混凝土喷层的截渗效果较好。