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相似文献
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1.
基于数值应力场的极限平衡法及其工程应用   总被引:3,自引:1,他引:2  
 数值分析可较准确地计算岩土体应力分布,但求解安全系数存在诸多困难;极限平衡法计算安全系数概念明确、过程简单,但假设过多,精度又受到限制。利用数值分析得到的应力场,计算潜在滑动面上正应力分布,再按滑面正应力修正的方法求解出满足所有平衡条件的安全系数。这种基于数值应力场的极限平衡方法充分利用数值方法与极限平衡法的优点,得到理论上更合理的安全系数。将这种新的极限平衡方法应用于武都水库坝基的深层抗滑稳定性分析,并与传统的极限平衡法及有限元强度折减法进行比较,计算结果满意,并被坝基加固设计所采纳。  相似文献   

2.
 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。  相似文献   

3.
针对边坡稳定分析这一岩土力学的经典问题,放弃通过极限平衡等式方程和引入假定来直接求解边坡安全系数的传统思路,在建立边坡极限状态机构一般性构建方法的基础上,依据塑性力学上下限定理,以界面力或速度为主要变量,以应力许可静力场或运动许可位移场的基本要求为约束条件,在不引入任何假定的前提下,将求解边坡安全系数的问题转化为求解安全系数上限、下限解的优化数学问题,通过上下限值逐渐逼近安全系数,形成了完整统一的边坡稳定极限分析方法体系。该方法体系由于没有引入任何假定,不仅使边坡稳定分析方法具备了更为严密的理论基础,而且可方便地推广到三维领域。通过6个代表性算例验证了该方法计算结果的准确性、可靠性以及工程应用的合理性、可行性。  相似文献   

4.
潘家铮极值原理的优化算法实现   总被引:1,自引:0,他引:1  
边坡极限平衡分析法通常情况下是静不定的,需要引入一些简化假定来求得安全系数.条间力函数f (x)作为其中的主要假设条件,其对安全系数的影响在过去的研究中并没有得到足够的重视.对二维极限平衡法采用优化算法求得满足潘家铮极值原理的安全系数,对于某一确定的滑裂面,将条间力函数f (xi)视为控制变量,采用模拟退火方法不断调整f (xi)以求解安全系数极大值,实际上是一种下限法;而搜索临界滑裂面的过程,采用粒子群法或和声法搜索最危险滑动面.另外,还探讨求解安全系数时通常会碰到的收敛性问题,结果证明f (x)不能随意设定,否则会引起不符合实际的条间力.相比传统的极限平衡法,该极值优化法极大地提高了收敛性.  相似文献   

5.
边坡稳定安全系数求解格式的分类统一   总被引:5,自引:5,他引:5  
根据极限平衡条分法所满足的平衡条件,将现行13种极限平衡条分法分为4大类:M类(仅考虑对选定求矩中心的力矩平衡)、VM类(考虑垂直方向力的平衡和对选定求矩中心的力矩平衡)、HV类(考虑水平方向力的平衡和垂直方向力的平衡)和HVM类(考虑所有平衡条件)。其中,M类(瑞典法)有显式解,VM类(简化Bishop法)有隐式的安全系数表达式,迭代并不困难。将现有极限平衡条分法对条问力的假定表示成统一形式,根据力和力矩的平衡,推导出十分简明的条间力递推方程和条问力矩递推方程。根据条问力递推方程,建立了传统意义上(保持原有方法所满足的平衡条件、对条间力的假定和未知量小变)基于力平衡(HV类)的安全系数统一求解格式。根据条间力递推方程和条问力矩递推方程,通过Newton-Raphson法建立了传统意义上基于严格半衡(HVM类)的安全系数统一求解格式。不但便于程序的编写,而且有利于不同方法优缺点的比较和理解。  相似文献   

6.
三维边坡严格与准严格极限平衡解答及工程应用   总被引:2,自引:4,他引:2  
分别推导出满足所有6个平衡条件三维边坡严格极限平衡解答和满足5个平衡条件的三维边坡准严格极限平衡解答。假定空间滑面上正应力初始分布,对于严格解,用含5个参数的修正函数对其修正;对于准严格解,则采用含4个参数的修正函数。严格平衡方程组最终化为关于三维安全系数的六次代数方程,通过调节滑动方向和转动系数使修正后滑面正应力为正,从而得到有意义的严格极限平衡解答;而准严格平衡方程组最终化为关于三维安全系数的四次代数方程,其最大解析实根为准严格极限平衡解答,且只需调节滑动方向,计算过程更为方便实用。算例计算结果表明,三维边坡准严格解答与严格解答十分接近,对工程问题可直接采用准严格解答。该方法计算原理简单,易于编程实施,计算结果精度高,且适合任意形状空间滑面。应用该方法对重庆乌江银盘水电站左岸坝肩边坡及坝基岩体进行三维稳定性分析,克服了二维稳定性分析的局限性,计算结果更为合理可靠,为坝基与坝肩加固设计提供理论依据。  相似文献   

7.
对于边坡稳定性分析中的加速度系数方案,根据条底法向力方程,对条底法向力进行假定,使得假定后的条底法向力具有2个待定参数。与传统的条间力假定相比,该假定理论根据更充分,物理意义更明确。通过假定后的条底法向力来化简可能滑动体的3个整体极限平衡(水平方向、垂直方向力的平衡和力矩平衡)方程,得到加速度系数Kc的线性代数方程,其根为严格满足可能滑动体整体平衡条件的一般条分法加速度系数Kc的显式解。参与计算的有关参数尽管偏多,但都是简单的代数求和。因此,在不损失计算精度的同时,大大简化了一般条分法在严格意义下计算加速度系数Kc的过程。以此为基础,建立了一种求解安全系数Fs的方法。算例分析表明,所给一般条分法的加速度系数显式解是正确的,所给方法是合理有效的。  相似文献   

8.
一种改进的三维边坡稳定性分析方法   总被引:25,自引:2,他引:25       下载免费PDF全文
在现有的边坡稳定性三维极限平衡法分析的基础上,提出了一种改进方法,该方法考虑了条间作用力和底滑面剪切力方向对边坡稳定性的影响,在假定条柱分界面也处于极限平衡状态的条件下,通过每一条柱三个方向的静力平衡条件,推导出边坡稳定系数的计算公式。通过模型计算反映出边坡按二维和三维问题分析时的边界条件,并进一步证实了潘家铮先生提出的极大和极小原理。  相似文献   

9.
滑面正应力分布对边坡安全系数的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
极限平衡法计算边坡安全系数的结果依赖于滑面正应力分布的假设,研究滑面正应力分布对安全系数的影响具有重要的理论意义。采用五点插值三次样条函数构造出滑面正应力多种分布形式,分别求解对应的满足整体力和力矩平衡条件的安全系数,比较其差别,并验证其内力分布的合理性。算例研究表明,滑面正应力分布的不同对边坡安全系数影响差别达19%左右;验证条间力分布合理性后,其差别可减小到7%以内。  相似文献   

10.
一种边坡稳定性分析的三维极限平衡法及应用   总被引:2,自引:0,他引:2  
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。  相似文献   

11.
结合有限单元法和极限平衡法,提出了一种边坡稳定计算的新方法,介绍了该方法的基本理论和公式推导。与边坡稳定经典计算方法的不同在于,不需要对条间力等条件进行人为简化和假定,且严格满足所有的平衡条件。数值算例分析表明了该方法的正确性和有效性,适用范围广,且计算公式相对简单,易于编程,收敛速度快。  相似文献   

12.
对传递系数法两种稳定系数的意义、坡度对瑞典法稳定系数误差的影响、Bishop等人对边坡稳定性分析极限平衡法影响深远的贡献等问题进行了分析。对传递系数法条间力假定在滑面为平面时是否合理、力矩平衡满足与否是否是稳定性计算精度的决定因素、瑞典法各土条底部法向力是否均最小等问题作出了解答。  相似文献   

13.
土坡稳定分析普遍极限平衡法数值解的理论及方法研究   总被引:11,自引:2,他引:11  
现有的普遍极限平衡法沿用Morgenstem—Price法的条间力假设作为补充原则。然后分别求得整体力矩平衡和力平衡的安全系数分布图形,两者的交点即为边坡的安全系数。为改变这种求解方法。从更普遍和广义的角度着手,将条间力关系与安全系数的定义紧密结合,使条间力关系与安全系数融为一体,以此建立更为严格的普遍极限平衡法(GLE法)的理论及方法。同时,针对该理论及方法,构筑适用于任意滑裂面的数学模型和有效的数值模拟过程,从而给出普遍极限平衡法(GLE法)数值解的更为严格的数值方法。若干实例的分析证实所建立的理论及数值方法的正确性和可行性。  相似文献   

14.
关于边坡稳定分析的通用条分法的探讨(理论分析部分)   总被引:1,自引:0,他引:1  
针对二维和三维边坡,通过对极限平衡分析结果所依赖的各种因素的分析,探讨了确定安全系数的必要和充分条件。建立了针对不同假设条件的安全系数的解析表达式。这些结果可以使得对极限平衡方法结果的上、下限的估计成为可能。  相似文献   

15.
不平衡推力法与Sarma法的讨论   总被引:15,自引:2,他引:15  
不平衡推力法是我国独创的边坡稳定性分析方法,在滑坡的分析治理中得到了广泛应用,然而对其精度的分析却廖廖无几。目前在与其他方法的对比分析中,发现在某些情况下其误差非常大,如果不加限制地使用该方法,可能会给工程带来巨大的隐患。针对该方法存在的问题,通过理论分析和算例比较,认为折线形滑面的计算精度与滑面控制点处滑面倾角的变化密切相关,通过控制该变化角度可以控制其精度,工程中建议将滑面控制点处的倾角变化小于10°作为该方法的使用条件,超过该限制应对滑面进行处理使它满足使用条件或采用其他的分析方法。针对Sarma法所给条间剪力方程存在的问题,给出了一个新的条间剪力方程。新的条间剪力方程不但符合边坡稳定性问题的合理性要求,且能正确表示任意条块的条间剪力。基于新的条间剪力方程对Sarma法进行了改进。改进后的Sarma法认为条块界面和滑动面上的剪切强度具有不同折减系数。算例分析表明,改进后的Sarma法优于Sarma法,应用它能够得到更合理的安全系数值,即使条块形状是变化的,也能够给出一致的安全系数值,而且能够保证迭代过程稳定收敛。  相似文献   

16.
考虑参数空间变异性的边坡稳定可靠性有限元极限分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
当土性参数空间变异性较大时,极限平衡法得到的滑移面不尽合理。阐述了基于广义变分原理的有限元极限分析方法,采用混合有限元方法,构筑了线性应力三角形单元与线性速度三角形单元,结合强度折减法与线性规划算法,建立了边坡稳定安全系数上下限分析方法,分析了土的抗剪强度参数空间变异性对边坡稳定性的影响,并与3种典型极限平衡法进行了对比。结果表明,FELA方法可有效搜索边坡临界滑移面,并给出安全系数的严格上下限。对于简单均质边坡,有限元极限分析与极限平衡法结果接近,极限平衡法结果大多位于极限分析的上下限内;对于空间变异性较大的边坡,有限元极限分析法可以有效搜索可能的多种临界滑移面,而极限平衡法则存在显著偏差,且往往高估滑坡风险。强度参数的空间变异性还导致边坡安全系数分布形式变化显著,仅采用安全系数无法反应这一变化。根据安全系数的分布形式,给出了土性参数设计值建议。  相似文献   

17.
简化Bishop法严格性的论证   总被引:2,自引:0,他引:2  
尽管简化Bishop法忽略了条间剪力,且不严格满足平衡条件,但其计算圆弧滑面的安全系数与其他严格条分法安全系数十分接近,这是边坡理论中长期未解之谜。研究结果表明,尽管简化Bishop法公式中没有出现条间剪力,但不意味着条间剪力实际为0,而是其某种组合式为0。因而可找出一组条间剪力分布,既使滑体整体满足所有平衡条件,又使这种条间剪力组合式为0。因此,简化Bishop法实质上已自行满足严格平衡条件,因而它也可称为“严格条分法”。  相似文献   

18.
对滑坡剩余推力计算方法的改进   总被引:3,自引:0,他引:3  
本文对工程中常用的剩余推力法作了进一步改进和推广,推导出了基于一般形式条块间推力假设、且考虑复杂的受力状况、边坡任意形状滑动面的安全系数计算公式,并用算例进行了说明,可供边坡工程设计应用。  相似文献   

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