基于Morgenstern-Price法边坡三维稳定性分析

 工程中边坡滑裂面通常都是三维空间上的一个曲面,采用传统的二维稳定性分析方法对其进行分析与实际不符。Morgenstern-Price极限平衡条分法(M-P法)是最严密的边坡二维稳定性分析方法,将其拓展并引入边坡三维稳定性分析中。通过类似于M-P法的条间力假定,建立一种新的边坡三维稳定性分析方法—基于M-P法边坡三维极限平衡分析法。给出2个验证算例,与现有几种方法对比计算结果表明：该法不仅计算结果更可靠,而且力学模型更为严谨,计算公式简便且易于编程,可在边坡工程设计及滑坡治理中推广应用。     

一种基于Morgenstern-Price法假定的三维边坡稳定性分析法

 通过侧向剪力系数和侧向剪力分布函数对条间力进行假定,提出所有条柱满足3个力的平衡、滑坡体满足3个力矩平衡的三维边坡极限平衡分析法,可看作是二维Morgenstern-Price法的三维扩展。利用滑体力的平衡条件和边界条件分别得到条柱各行和各列的安全系数,再利用滑体整体力矩平衡条件确定侧向剪力系数?1,?2,?3,?4。该法考虑了所有条间剪力对安全系数的影响,采用直接迭代法求解,提高计算效率。算例分析表明,对于对称边坡,侧向剪力系数?1,?3,?4对安全系数影响不大;对于非对称边坡,?4对安全系数影响也不大,且获得的安全系数均与已有文献结果接近。非对称复合滑动面算例还表明,简化方法给出的安全系数不一定偏于安全。     

三维边坡稳定性极限平衡分析系统软件SLOPE3D的设计及应用

为了拓展三维极限平衡法在实际工程中的广泛应用，边坡稳定性分析可视化系统软件SLOPE^3D被研制和发展。它由前处理、极限平衡分析求解器和后处理3部分组成，前处理核心是构造三维边坡地质模型，后处理主要是计算结果分析和可视化图形显示。该系统将边坡工程地质信息三维可视化技术和稳定性分析有机地结合起来，由于其良好的用户界面和高质量的三维图形显示能力，使人们能够容易地将其应用到实际边坡工程问题中。     

边坡稳定性的三维极限平衡分析方法及应用

边坡稳定性评价,特别是对于具有复杂几何特征的问题,应作为三维问题来处理。文中提出了一种评价边坡稳定性的三维极限平衡方法。该方法中滑面可采用４ 种类型：天然不连续面,剪切作用形成的球面,剪切作用形成的旋转椭球面和组合面。程序使用者可结合工程经验方便地确定可能的滑面,对工程上可能的多个滑动方向进行计算。同时可考虑地下水作用、地震等因素。水库库岸滑坡区分析算例表明,该方法及ＳＳＡ ３Ｄ 程序适合处理三维边坡稳定性评价问题。     

锥形边坡稳定性分析

 传统的边坡稳定性分析法对于锥形边坡而言较为保守。给传统的极限平衡法赋予一个参数, 用这种算式分析计算锥形边坡稳定性及其所需加固量更加切合实际且经济。     

边坡系统稳定性多模型综合评价

不同的边坡系统稳定性评价模型对同一边坡系统稳定性的估计差别极大，为此探讨了现有边坡稳定性分析领域内的主要评价模型，提出了边坡系统稳定性多模型综合评价。研究了多模型的贝叶斯自动混合与选择的理论，探讨了贝叶斯先验表达及多模型的混合机制。     

某隧道边坡稳定性研究

通过对隧道边坡破坏模式分析,建立了边坡地质概化模型,确定了岩体及控制性结构面物理力学参数,并基于刚体极限平衡法对边坡在不同工况条件下的安全系数进行了计算分析,分析结果表明,目前条件下边坡整体趋于稳定,但隧道的开挖会导致边坡稳定性一定程度降低,暴雨工况会导致边坡稳定性显著降低,最后为进一步探讨边坡加固方案提出了建议。     

边坡稳定性分析研究现状

近百年来,随着人类社会经济的发展和大规模建设工程的开展,城市建设、水电、交通、矿山、港口码头以及国防工程等各领域都涉及到边坡工程问题。边坡的变形、失稳导致大型崩滑事故在工程界常有发生,对国民经济发展和人民生命财产造成了巨大的损失。边坡失稳变形问题越来越突出,已成为同地震、火山相并列的全球性三大地质灾害之一。文章通过大量文献调研,对当前边坡稳定性分析研究方法进行了总结和归纳,可供施工和设计人员参考。     

公路边坡稳定性调查分析技术研究

就公路路基土质边坡的稳定性分析现状作出总结和归纳,并论述了现有方法的优缺点,据此对边坡稳定性研究发展趋势进行了探讨,展望性地提出了基于GIS的三维有限元边坡稳定性分析方法.文献标识:A     

边坡稳定性研究方法与进展

较为系统地介绍了国内外边坡稳定性分析方法的研究现状与发展动态,重点深入分析了基于极限平衡理论和数值分析两种计算方法以及临界滑裂面搜索方法,并对这些方法的主要特征及优缺点进行简要的探讨.同时还介绍了三维边坡研究的动态,以及该领域今后研究方向的一些展望等,可供从事边坡研究的相关人员借鉴参考.     

圆形凸坡的稳定性分析

通过三维数值分析表明圆形凸坡的破坏模式接近于轴对称破坏,采用一般的三维破坏模式会使计算结果偏于不安全,揭示了目前三维分析方法中滑裂面形状的假设并非总是合理。构建了轴对称条件下的容许速度场,得到了内摩擦角(=0时圆形凸坡临界坡高的上限解。同时提出了轴对称破坏模式下,计算圆形凸坡安全系数的极限平衡方法。比较了圆形凸坡和长直坡的稳定性差异,圆形凸坡的相对半径越小、土体越接近于纯黏性土时两者的差异越大,坡度较小时前者较稳定,坡度较大时则相反,进而纠正了以往认为平面应变模型计算圆形凸坡偏于不安全的错误认识。     

土质边坡三维极限平衡法稳定分析与探讨

在二维极限平衡条分法的基础上,提出了评价边坡稳定性的三维极限平衡方法,考虑了三维效应后,边坡体的稳定系数有了明显提高,通过对信陵滑坡稳定性的计算分析,取得了较为满意的结果。     

一种边坡稳定性分析的三维极限平衡法及应用

将离散后的条柱间作用力等效成滑面正应力,依据整个滑体的平衡条件,提出一种适用一般空间形态滑面的边坡三维极限平衡法。首先通过类比经典土压力理论和Spencer的条间力假定,提出了条柱间作用力假设模型,由典型条柱的平衡条件得到滑面正应力的分布函数(含3个待定参数),再根据整个滑体的4个主要平衡条件建立平衡方程,采用数值方法和解析法求解平衡方程组获得三维安全系数。算例验证研究结果表明：该方法计算结果与已有方法相印证,其精度与严格三维极限平衡法相当,适用于任意空间滑面形态。最后,应用该方法初步评价金坪子II区边坡的整体稳定性,取得较理想的效果。该方法理论严谨,结果可靠,计算过程简单且易于编程,可在边坡工程设计及滑坡治理中推广应用。     

考虑三维空间效应的砌块土坡侧向土压力分析

在支挡结构稳定性设计中,基于侧向土压力系数的设计方法简单易用,一直被广泛用于实际工程中。已有侧向土压力系数主要在平面应变分析方法下计算获得,忽略了三维空间效应的影响。基于三维边坡稳定分析方法,采用变分法获得安全系数极值下对应的三维破坏机制,建立考虑三维效应的砌块土坡侧向土压力计算方法,从而揭示三维效应对砌块土坡侧向土压力大小的影响规律。提出的方法还考虑了砌块与土摩擦作用力和水平地震力的影响。给定参数值,通过优化计算获得了不同长高比下的三维砌块土坡水平土压力系数,以图的形式给出便于使用。从计算结果可以发现,在地震作用下,三维空间效应对侧向土压力的影响显著,特别是对于垂直的支挡结构。最后结合算例,通过与传统的平面应变下侧向土压力结果进行对比分析,显示了考虑三维效应的土压力系数对支挡结构稳定性设计的重要性。     

Seismic stability of earth slopes with tension crack

Cracks at the crest of slopes frequently occur during earthquakes. Such cracks result from limited tension strength of the soil. A tension cut-off in Mohr-Coulomb shear strength can represent this limited strength. Presented is an extension of variational analysis of slope stability with a tension crack considering seismicity. Both translational and rotational failure mechanisms are included in a pseudo-static analysis of slope stability. Developed is a closed-form to assess the seismic stability of slopes with zero tensile strength. The results indicate that the presence of the tension crack has significant effects on the seismic stability of slopes, i.e., leading to small value of the yield acceleration. Considering soil tension strength in seismic slope analysis may lead to overestimation on the stability, as much as 50% for vertical slopes. Imposing tension crack results in transit of the critical failure mode to a straight line from a log-spiral, except for flat slopes with small soil cohesion. Under seismic conditions, large cohesion may increase the depth of crack, moving it closer to the slope.     

冻融作用对露天矿山边坡稳定性的影响分析研究

为研究冻融作用对不同倾角层状岩质边坡稳定性的影响,以西藏墨竹工卡县高寒地区某露天矿山为研究对象,利用极限平衡法,通过岩土工程仿真分析软件GEO-Studio计算获得边坡的稳定安全系数,对冻融前后不同倾角层状岩质边坡的安全系数进行对比分析,研究了冻融和倾角对层状岩质边坡稳定性的影响。结果表明：（1）随着设计边坡角度逐步增加,冻融前后的边坡安全系数逐渐降低,冻融前下降幅度16.2%～32.6%,冻融后下降幅度15.2%～28.2%;（2）冻融作用后,边坡岩体黏聚力及内摩擦角有所下降,冻融后边坡整体安全系数较冻融前下降0.86%～3.32%,冻融对边坡整体稳定性有一定的影响。本研究成果对冻土地区边坡的损坏及防控具有一定的指导及参考价值。     

旋转非对称边坡三维安全系数计算

基于滑面正应力修正模式,推导出旋转非对称边坡三维极限平衡安全系数显式解答。首先假设三维滑面正应力的初始分布,然后乘以含2个待定参数的修正函数;根据滑体竖直方向力平衡、垂直滑动方向水平力平衡及对旋转轴力矩平衡的条件,导出关于安全系数的2次代数方程;得到三维安全系数的显式解。本方法不需考虑条柱间具体作用力,满足主要平衡条件,计算过程简单,可应用于实际边坡工程。     

高土石坝坝坡地震稳定分析研究

采用有限元动力时程稳定和变形分析方法,对不同高度大坝坝坡稳定进行分析,开展了最危险滑弧确定方法 、地震动持时对稳定和变形的影响、滑弧位置和深度以及坝坡加固范围的研究 。结果表明：拟静力法采用规范建议的加速度分布系数不能反映高土石坝实际地震反应规律,计算得到的最危险滑弧较深且滑动范围偏大,不利于确定坝坡的加固范围;坝坡在地震过程中,最小安全系数与最大滑动量对应的滑弧并不一致且是不断变化的,有限元动力法计算坝坡稳定时,应在每一时刻任意搜索最危险滑弧;地震持时对坝坡安全系数影响不大,但对滑动量有较大影响;不同滑弧深度对坝坡安全系数有较大影响,存在一个临界深度,当滑弧超过临界深度时,坝坡安全系数大于 1.0 ;坝坡稳定安全性评价需要综合考虑安全系数与变形的计算结果。根据计算结果,建议了坝坡加固的范围。