考虑温度场和应力场耦合的强度折减三维有限元程序研制

探索考虑温度场和应力场耦合的三维强度折减有限元技术,并研制成功一个考虑温度场和应力场耦合的三维强度折减有限元程序,通过对比分析,对抗剪强度折减有限元法分析边坡稳定问题的适用性进行了评价,得出采用三维强度折减有限元法确定考虑温度场的边坡稳定性安全系数是可行的结论。     

渗流场和温度场引起边坡灾害预报的有限元法

在探索多场耦合影响边坡稳定性因素的基础上,研制出了一个考虑渗流场和温度场对应力场作用的三维强度折减有限元程序。通过与传统极限平衡法分析结果对比研究,对抗剪强度折减有限元法分析边坡稳定问题的适用性进行了评价,得出的结论是：采用三维强度折减有限元法确定考虑渗流场和温度场的边坡稳定性安全系数是可行的。     

基于边坡稳定性计算方法比较分析

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,将强度折减法应用于边坡稳定性的分析,利用瑞典圆弧法,结合岩土工程设计类软件天汉以及有限元分析软件ABAQUS分析边坡稳定性,并对安全系数进行对比,3种计算方法得出的安全系数差别不大,安全系数精度都能满足工程要求。     

某长江大桥高峰岸锚碇基础边坡稳定性研究

基于有限元强度折减法建立某长江大桥高峰岸锚碇基础边坡三维模型,模拟分析了锚碇基础施工及运营过程中边坡变形特征及稳定性.分析结果表明,采用改进的GSI(地质强度指标)法确定岩体力学参数,更符合工程实际;三维整体强度折减法计算的安全系数明显高于极限平衡分析结果;三维分析方法可直观显示边坡的破坏形式和位置,便于定性判断边坡破...     

基于极限平衡法与强度折减法的高边坡过程稳定性分析

为了对强度折减法和极限平衡法在边坡稳定性分析中的性能进行比较, 分别采用两种方法对高边坡过程稳定性进行了分析, 结果表明: 两种方法计算得到的边坡安全系数数值上差异不大, 但强度折减法可以获得边坡的应力、变形分布等信息, 适用于复杂地质条件下边坡稳定性分析; 边坡加固后安全系数满足相关规范要求, 说明支护方案合理可靠。     

基于强度折减法的公路边坡稳定性分析

强度折减法是边坡稳定性分析中重要的方法之一,在岩土工程领域应用广泛。为分析边坡土层性质对其稳定性影响,基于强度折减法采用有限元软件对不同土层条件下公路边坡稳定性进行研究。结果表明,随强度参数内摩擦角和黏聚力降低,边坡稳定性逐渐降低,且边坡稳定性对内摩擦角变化更为敏感。     

高边坡加固工程有限元稳定性分析

抱龙峪边坡高达110m,且施工场地地质条件较差,工程对边坡的稳定性要求很高,由于传统的极限平衡法在确定边坡的安全系数时存在需要假定滑动面形状、不能分析应力应变关系等一系列的不足,在计算地质条件复杂的高陡边坡时很难得出准确的结果．为了准确了解边坡的内力和变形分布情况,本文运用大型软件ANSYS对该边坡分别进行了预应力锚索加固前后的有限元模拟,并对两者之间的结果进行比较。最后运用有限元强度折减法计算出了加锚前后边坡的安全系数,计算结果表明,设计方案是比较科学合理的．     

基于强度折减法与有限单元应力法的边坡稳定性分析

该文以某水电站开挖边坡为例,利用强度折减法进行稳定性分析和求解安全系数,探讨强度折减法中抗拉强度和剪胀角对边坡稳定性的影响,并利用有限单元应力法校核强度折减法计算结果,对两种计算方法的计算过程和结果进行对比分析.通过对比分析发现强度折减法的计算结果比有限单元应力法计算结果略小,计算得到的安全系数都小于1,说明边坡不稳定.分析发现,剪胀角的取值对强度折减法的计算结果有一定的影响,抗拉强度的取值对强度折减法的计算结果影响很小.强度折减法计算所需参数更多,计算条件更加完整.有限单元应力法可以计算出单元的最大位移并且显示单元的变形.研究结果可为类似工程提供参考.     

基于弧长控制法的边坡稳定弹塑性有限元分析

在强度折减过程中讨论了基本计算方法和弧长控制法的应用,关于有限元计算过程中怎样利用弧长控制法来调整强度参数的降低量,以便精确得到土体结构的极限状态及相应的强度参数值进行了研究。以杭兰高速公路巫山到奉节段一典型边坡为例,借助PLAXIS有限元分析程序,利用基于弧长控制法的弹塑性有限元法分析了该边坡的稳定性,并与传统的Bishop法、Janbu法等方法计算所得边坡稳定系数进行了对比分析。结果表明,有限元强度折减法能更加真实地反映边坡的实际情况,求得的边坡稳定系数更接近边坡的实际稳定状态,显示出其在边坡稳定性分析中的一定优势。     

爆破动力荷载下边坡稳定性的时程分析

针对露天矿开采过程中,爆破开挖作业对最终边坡稳定的影响问题,采用动力有限元法分析爆破过程中边坡的稳定性随时间变化情况。首先建立矿山边坡的二维有限元模型,利用有限元强度折减法求解,得到边坡的最危险滑动面及折减安全系数;再根据得到的最危险滑动面,重新建立边坡和炸药的三维实体模型,布置爆破孔网参数并设置各个炮孔的起爆时间,通过LS-DYNA大型动力有限元程序,求解边坡在炸药爆炸后30 s时间内的动力响应过程。结合极限平衡法和动力有限元法计算结果,计算边坡在同时起爆方式下每一时刻的安全系数。提出应根据边坡时程安全系数及边坡滑面单元是否同时发生整体破坏等条件综合评价边坡稳定性。数值模拟结果能够动态显示爆破过程中边坡的应力、应变状态,计算结果与极限平衡法计算结果接近,可以为露天矿爆破设计提供参考。     

甲基卡锂辉石矿露天边坡稳定性研究

针对康定甲基卡锂辉石矿东南西北4个方位形成的高度不等的露天边坡的安全稳定问题,在开展现场工程地质调查、对边坡工程地质进行岩组划分、分区和对各个分区的破坏模式进行总结的基础上,采用极限平衡分析方法、二维有限元数值模拟分析以及强度折减法对设计情况下露天边坡稳定性进行分析。通过对2个分析剖面、3个边坡稳定性分区在3种工况下边坡稳定性的极限平衡分析得出,边坡整体安全系数均大于许用安全系数1.20、1.15和1.10,并运用二维有限元数值模拟分析得出,强度折减法计算的安全系数与极限平衡分析法的结果相近,边坡的滑动模式与极限平衡分析采用的边坡滑动模式一致,证明极限平衡分析的结果具有可靠性。最后得出在现有设计情况下甲基卡锂辉石矿露天采场最终境界边坡整体是稳定的,现有台阶坡角较为合理。     

金堆城露天钼矿某剖面处边坡稳定性的不确定性方法分析

确定性分析方法无法解释边坡安全系数处于安全值时出现结构失稳的状况,因此不确定性分析方法在边坡稳定性评价方面逐渐被广泛应用。提出基于可靠度理论的边坡不确定性分析方法,并对金堆城露天钼矿南帮9-9剖面处边坡体进行边坡稳定性分析。首先采用拉丁超立方蒙特卡洛抽样技术选取样本参数,然后用二维有限差分法对安全系数和失效概率进行求解,最后对计算结果进行Z假设检验。结果表明,在置信度为95%的情况下,边坡的安全系数是大于1.3的,此时边坡处于稳定状态。     

露天采场高陡岩质边坡流固耦合稳定性研究

运用有限单元法,建立了平川铁矿露天采场高陡岩质边坡仿真模型。在分析了露天采场地下水渗流机理的基础上,建立了渗流场和应力场的两者耦合模型,对露天采场高陡岩质边坡进行了有限元二维渗流场-应力场耦合稳定性计算。采用强度折减法,对整个露天采场区域典型边坡剖面进行了稳定性分析,并给出了安全稳定系数。对有限单元法计算结果与极限平衡法计算结果进行了比较,两者计算出的边坡稳定性系数较为吻合,边坡破坏的剪出口是一致的,破坏曲线也较吻合。     

基于赤平投影-强度折减法的露天矿边坡稳定性研究

露天矿山边坡稳定性是矿山安全生产的重要组成部分。基于赤平投影法对某矿山终了边坡进行稳定性分析,分析表明边坡在动载的作用下存在失稳的可能;故进一步基于强度折减法对边坡进行数值模拟。模拟结果显示:在爆破工况下,选取的剖面所在边坡安全系数分别为2.16和2.54,均大于允许安全系数1.18,地震+暴雨工况下安全系数分别为1.34和1.52,也大于允许安全系数1.18,即终了边坡处于稳定状态。但由于地震+暴雨工况下安全系数与允许安全系数较为接近,因此需在矿山生产过程中密切关注边坡的稳定性情况。     

滑坡概率与安全系数应用比较分析

应用滑坡概率法和安全系数法分析边坡稳定性,并比较2种方法应用于边坡稳定性分析的优劣性。选取重度、黏聚力、内摩擦角、边坡角、边坡高度、孔隙压力比6个因素作为滑坡因子,结合36个边坡实例,应用逻辑回归模型和确定性系数,采用SPSS软件回归求解各边坡实例滑坡概率。结合各边坡实例安全系数,对边坡实例进行安全系数稳定性等级划分和滑坡概率稳定性等级划分,分析比较应用2种方法所得边坡稳定性等级的差异性。结果表明：滑坡概率法与安全系数法分析所得边坡稳定性等级大体相同,说明2种方法都有较好的适用性和准确性;安全系数法研究较为成熟,偏向于定量评价;滑坡概率法属于定性评价,但研究方法存在不足。     

基于强度折减法的露采边坡稳定性分析

根据青海松树南沟矿区的勘察资料,建立了西南部高边坡剖面计算模型,利用强度折减法求解边坡的安全系数。采用FLAC3D计算得到了不同折减系数条件下的计算结果,确定了以塑性区分析为主,最大水平位移为辅的判断依据能够快速得到其安全系数。分析计算结果可知,青海松树南沟西南部边坡在天然状态下的安全系数为1.85。通过对比分析,矿山西南边坡内的断层对边坡稳定性有较大的影响,需要在开挖过程中重点监测。     

某露天铁矿采场边坡优化设计可靠度分析

根据某露天铁矿采场地质条件和开采形成的边坡形态,共选择4个典型剖面,设计了6个边坡角优化方案。采用Morgenstern-Price法计算边坡安全系数,所得安全系数均大于1.0,但极限平衡法未考虑岩土体参数的空间变异性,无法全面反应边坡的安全性。鉴于可靠性分析方法的优越性,采用蒙特卡洛模拟法进行随机模拟试验,分析各边坡设计方案所得平均安全系数与上述极限平衡法求得的安全系数相接近,但破坏概率均在可接受的破坏概率阈值之下,可靠性指标均大于可接受的可靠性指标最小值,满足工程稳定性要求。     

边坡临界失稳状态的判定标准

为了建立边坡临界失稳状态的统一判据,对同一算例分别实施3种判据：塑性区贯通判据、计算不收敛判据、位移突变判据.采用拉格朗日元法对边坡进行弹塑性稳定分析,将3种判据得到的安全系数与Janbu法的结果进行对比.结果表明：塑性区贯通并不一定产生边坡失稳,该判据得到的安全系数偏小;计算不收敛判据得到的安全系数与Janbu法十分接近,但其无法反映边坡的变形过程,且具有一定的人为任意性;位移突变判据确定了边坡稳定形态与折减系数的定量关系,通过双曲线方程拟合可方便地得到安全系数,其求解精度高,物理意义明确.     

地下水渗流作用下边坡稳定性及变形规律

针对地下水位变化易引发边坡失稳破坏等安全问题,基于有限元模型采用非线性动力时程分析方法研究不同地下水位渗流作用对边坡安全系数、位移和有效正应力的影响规律.研究表明:当地下水位较低时,地下水的升高对边坡安全系数影响不大,当地下水位变化达到一定高度后则对边坡稳定性影响较明显;随着地下水位的增加,边坡最大水平位移位置由边坡坡面中上部向边坡坡脚转移,且最大水平位移范围由边坡坡面向坡内扩散,表明地下水位升高不仅增加了边坡变形,还使边坡滑动面向边坡内部移动,增加了滑动规模;边坡坡面有效正应力随地下水位增加表现出减小-增大-减小的趋势,并在边坡坡脚处产生最大值,表明在地下水位影响下坡脚是边坡最容易破坏的位置,对边坡工程安全防护设计与计算具有指导意义.