基于滑动面搜索新方法对地震作用下边坡稳定性拟静力分析

 采用一种适于任意曲线滑动面的新方法,对地震作用下边坡的稳定性进行拟静力分析。首先,通过算例对比分析验证新方法的可行性。然后,分别在地震竖直和水平加速度系数kv,kH变化时对边坡稳定性进行研究,在kH,kH与kv共同作用下对分层土坡的局部和整体稳定性进行探索,在土层参数变化时对边坡地震稳定性的影响进行分析,从而可得：(1) kH存在一个特殊值使kv的变化对边坡的稳定性影响很小;(2) 当kH和kv的增大引起临界滑动面范围增大时,会导致边坡由局部稳定性变为整体稳定性,当kH和kv的增大引起滑动面下滑点上移时,会导致边坡由整体稳定性变为局部稳定性;(3) 黏聚力 c的变化对滑动面范围影响较大,其对安全系数的影响与地震强度有关;(4) 不同土层参数时,kH对边坡稳定性的影响较kv大。     

基于岩层参数贡献率分析的大岗山坝肩边坡模糊评判方法研究

以大岗山坝肩边坡为算例,对不同岩层的变形模量、黏聚力和内摩擦角进行整体和局部折减计算其安全系数,得出不同参数在不同位置下对特定边坡稳定性的贡献率。该贡献率量化处理后应用到评价系统中,定量标定了不同岩层参数的权重分配,确定坡体综合力学参数的隶属度。根据规范要求,以安全系数1.30,1.175和1.05为界,通过线性回归分析有针对性的给出具体工程不同参数分级标准;确定不同岩层内参数所在稳定级别基础上,结合所占分析区域的面积比值,采用不同岩层的安全系数综合贡献率进行修正得出不同参数的隶属度矩阵。该方法对综合评价体系中部分模糊的成分进行了基于有限元计算的精确化处理,在权重分配、隶属度确定、分级标准确定及坡体综合力学参数确定等4个评判主要环节上以消弱主观因素带来的不确定性影响,与经验法相比工程针对性更强,结果得出更科学合理。     

三维边坡拟静力抗震稳定性分析

 基于滑面正应力修正的三维边坡稳定性分析,采用拟静力的分析方法,建立三向地震作用下边坡的平衡方程,通过求解线性方程组得到安全系数与三向地震作用的函数关系。比较二维与三维拟静力分析方法对安全系数的影响;分别讨论对称滑体与非对称滑体2种情况下,三向地震对安全系数的影响规律;考虑滑体长度、不对称的程度以及土体参数等对安全系数的影响,并计算三向地震作用下的安全系数与仅考虑水平地震作用的安全系数之间的相对误差。结果表明：水平地震作用对安全系数影响最大,竖向地震作用次之,横向地震作用最小;采用三维分析方法更符合实际情况,精度更高。     

鱼简河拱坝坝肩岩体稳定性分析

鱼简河拱坝坝肩岩体内断层、节理及软弱夹层发育，存在安全隐患。首先，在现场勘察和室内外试验的基础上，确定右坝肩1034m高程以上块体为最危险块体；然后，采用极限平衡法和三维有限单元法对此块体分别进行稳定性计算，极限平衡法计算所得块体在校核工况下稳定性系数为2.0，有限单元法计算所得块体在相应工况下稳定性系数为3.0，两者存在较大差异，故从物理和力学模型上对差异产生的原因进行了分析，发现有限单元法因屈服准则选取不合适导致稳定性系数计算结果偏高，而极限平衡法因夸大了拱端作用力导致稳定性系数计算结果偏低；最后，综合确定块体稳定性系数为2.4，未达到规范要求，建议对右坝肩1034m高程以上块体采取相应的治理措施。     

中美边坡拟静力稳定分析方法的对比研究

地震滑坡是一种地震引起的常见的次生地质灾害,往往给人类生命财产安全和社会可持续发展带来巨大的损害。拟静力方法由于其简单、实用且积累了丰富的工程经验,仍然是目前评价边坡抗震稳定性的最常用方法。通过对GB 50330—2013《建筑边坡工程技术规范》和美国CGS-SP117A《加州地震灾害评估与减灾指导方法》关于边坡拟静力稳定分析方法进行了对比研究。结果表明:中、美标准最大的差异在于地震折减系数的确定。根据GB 50330—2013,地震折减系数等于0. 25,为一个常数。而在确定地震折减系数时考虑了例如震级、震源距等影响因素,较为全面。通过一个算例分析表明:由GB 50330—2013确定的地震折减系数在大多情况下均比美国CGS-SP117A的要小。因此,由GB 50330—2013计算得到的稳定安全系数比CGS-SP117A的较大,造成我国GB 50330—2013的边坡抗震稳定性评价在某些条件下是偏于危险的。建议修订GB 50330—2013时,在深入研究边坡地震动力响应与抗震稳定性的基础上,对地震折减系数与稳定安全标准进行合理改进。     

受断层切割影响的拱坝坝肩岩体三维稳定性数值分析及加固措施模拟

某水电站右岸坝肩岩体受断层切割，稳定性较差，成为工程安全的一大控制性因素。为研究其稳定性，对受断层切割的拱坝坝肩岩体进行了拱坝和坝肩岩体联合作用的三维非线性数值模拟。模型用点安全系数法和超水荷载法，研究坝肩岩体的稳定性，并对起控制性作用的断层进行了加固模拟，分析了加固措施对坝肩岩体安全的影响。研究结果表明：对断层采取工程加固措施后，稳定性有了明显提高，为工程建设提供了有意义的参考。     

地震作用下边坡的稳定性探讨

地震作用下边坡的稳定性会显著降低,从而导致边坡失稳破坏。根据相关设计规范确定了地震荷载,用强度折减法分别求解了自然工况下以及地震工况下水平地震惯性力和竖直地震惯性力不同组合方式下边坡的稳定性。通过对求解结果的分析表明:当水平地震惯性力方向朝向边坡外时,无论考不考虑竖直地震惯性力,边坡的稳定性系数都明显低于自然工况下边坡的稳定性系数;而且当竖直地震惯性力向下时,边坡最不稳定。因此,建议以此种工况来评估边坡的稳定性和进行边坡的抗震设计。     

大山口水电站左坝肩边坡稳定分析及处理

大山口水电站左坝肩边坡由于断裂结构面以及风化节理裂隙等不利地质条件存在,大坝施工过程中曾发生两次数百立方米的塌滑。左坝肩的稳定性直接关系到砼重力拱坝的稳定,关系到工程的安全。在70年代末,80年代初勘察后,通过对坝肩边坡工程地质条件进行分析并结合工程类比,对左坝肩边坡进行稳定分析,采用护坡及锚索处理,经过1991~2004年的运行期间的监测,大坝及边坡稳定性良好。本工程采用综合加固岩质边坡的工程措施是成功的,尤其在采用预应力锚索加固岩质边坡方面,在新技术应用上取得了一定经验,该工程大坝于2000年通过了国家大坝中心的大坝安全定期检查。     

大山口水电站左坝肩边坡稳定分析及处理

大山口水电站左坝肩边坡由于断裂结构面以及风化节理裂隙等不利地质条件存在，大坝施工过程中曾发生两次数百立方米的塌滑。左坝肩的稳定性直接关系到砼重力拱坝的稳定，关系到工程的安全。在70年代末，80年代初勘察后，通过对坝肩边坡工程地质条件进行分析并结合工程类比，对左坝肩边坡进行稳定分析，采用护坡及锚索处理，经过1991-2004年的运行期间的监测，大坝及边坡稳定性良好。本工程采用综合加固岩质边坡的工程措施是成功的，尤其在采用预应力锚索加固岩质边坡方面，在新技术应用上取得了一定经验，该工程大坝于2000年通过了国家大坝中心的大坝安全定期检查。     

地震作用下岩质边坡稳定性分析综述

系统论述地震作用下岩质边坡稳定性分析的国内外研究现状，例如拟静力法、Newmark法、数值模拟方法、结合震后调查的综合评价法、理论研究与试验研究方法以及概率分析、可靠性数学分析、工程地质分析等其他研究方法的应用及特点。提出该课题的研究内容、存在的问题及今后的研究方向，旨在为相关的工作提供参考或依据。     

桥台岸坡滑移地震稳定性分析

采用弹塑性二维非线性静力有限元法分析了某桥台岸坡的静力稳定性,然后将计算结果作为初始应力分析了该桥台岸坡在9度地震作用下的滑移稳定性,并通过三种台位和四种基础形式的对比分析,提出了合理的桥台位置、基础形式及应该采取的工程措施.     

边坡地震稳定性分析的拟静力方法适用性研究

针对拟静力方法是否适用于水平设计加速度值较大条件下的地震边坡稳定性分析问题,选取两个典型均质土坡,分别采用极限平衡毕晓普方法与FLAC 2D强度折减方法进行了不同水平设计加速度条件下,地震边坡抗滑稳定性安全系数以及临界滑动面的变化趋势,研究结果发现:对于粘聚力较小的均质土坡而言,无论是极限平衡毕晓普法还是FLAC 2D强度折减法,静力条件下的临界滑动面较浅,随着水平设计加速度值的逐渐增大,地震边坡抗滑稳定安全系数逐渐减小,极限平衡毕晓普法得到临界滑动面基本保持不变,FLAC 2D强度折减法得到的剪应变云图逐渐变窄;对于粘聚力较大而摩擦角较小的均质土坡而言,静力条件下的临界滑动面较深,两种方法下,随着水平设计加速度的增加,抗滑稳定安全系数逐渐减小,临界滑动面逐渐加深,当水平设计加速度值增加到一定程度后,拟静力方法不再适用于地震边坡稳定分析。     

地震动力作用下有限元土石坝边坡稳定性分析

基于地震动力时程反应和随机地震反应，用有限元边坡稳定性分析方法，分析了正弦波作用下模型坝边坡的稳定性，以此作为该方法的数值验证；而后，通过对地震动力作用下土石坝边坡稳定性的分析，对地震动力作用下影响坝体边坡最危险滑裂面位置及稳定性的动力影响因素进行了有益的探讨，并指出，地震动力作用下土石坝边坡与正弦波作用下模型坝边坡的最危险滑动面位置有所不同。     

基于三维非线性有限元的拱坝坝肩稳定分析

 刚体极限平衡法不能反映岩体中实际的应力分布,而基于有限元的强度折减系数法在判断收敛性方面也存在一些问题。为了解决这些问题,采用多重网格法,分别建立用于有限元计算的结构网格和用于计算滑面稳定安全系数的滑面网格。基于有限元计算的应力结果,通过插值获得滑面的受力分布情况,然后可以方便地计算得到任意滑面或滑块的稳定安全系数,从而将非线性有限元和刚体极限平衡分析方法结合起来。为了改善计算的收敛性和提高非线性求解的精度,非线性有限元计算采用一种基于Drucker-Prager准则的理想弹塑性增量分析方法,无论是对于小荷载步长还是大荷载步长,弹塑性计算均具有很好的收敛性。该方法已经集成到三维非线性有限元分析程序TFINE中,在分析了插值方法和网格密度对计算结果精度的影响基础上,将该方法应用于某水电站高拱坝坝肩的稳定分析中。计算结果分析以及与刚体极限平衡法结果的对比表明,由于考虑了计算过程中的非线性应力调整,所提出方法的计算结果虽然比刚体极限平衡法偏大,但更符合实际情况。     

基于矢量法安全系数的边坡与坝基稳定分析

滑动是一个矢量概念,基于矢量法安全系数的边坡与坝基抗滑稳定的矢量分析法,以边坡与坝基的整体抗滑稳定性为研究对象,根据边坡与坝基的整体滑动趋势方向确定安全系数的计算方向θ,在方向θ上由抗滑力与滑动力的矢量特征定义矢量法安全系数F(θ),以F(θ)进行边坡与坝基的抗滑稳定分析.在边坡与坝基的荷载和滑裂面已知的情况下,运用有限元法计算滑裂面上的真实应力分布,滑裂面上各处静滑动摩擦力合力方向的反方向就是θ,沿此θ方向F(θ)的求解公式直接根据滑裂面上的真实应力分布情况和莫尔-库仑强度准则导出.矢量法安全系数F(θ)的定义以力的矢量分析为基础,具有明确的物理和力学意义,求解时不需要引入过多的人为假定,并以显式格式求解,计算过程简便,便于工程应用.运用矢量分析法法求解ACADS两道标准考题算例的F(θ),得到与考题标准答案一致的结果;应用矢量分析法法求解三峡工程3#坝段坝基抗滑稳定问题的F(θ),计算结果与已有的有限元强度折减法模拟该坝段坝基渐近破坏的定性分析成果相吻合.通过实例分析表明矢量分析法的可行性和工程实用性.     

基于强度折减法的边坡稳定性三维有限元分析

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。将强度折减法应用于边坡稳定性的三维分析，结合工程实例，基于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，对边坡稳定性二维分析和三维分析的结果进行了对比，表明基于强度折减法的边坡稳定性三维有限元分析是可行的。在边坡稳定性分析中，为得到更符合实际情况的结果，在有条件的前提下宜补充进行边坡稳定性三维分析。     

三峡左岸坝段三维抗滑稳定性分析

三峡大坝左岸由于建基面抬高，大坝建于一个边坡之上，同时边坡内部存在定位的长大裂隙，其抗滑稳定受到普遍关注。目前大多数的工作均局限于二维领域。基于三峡工程的极端重要性。采用边坡稳定三维上限解分析方法对三峡左岸坝段进行三维稳定分析，研究三维效应对安全系数的影响。该方法具有理论基础严格，计算简捷的优点，它是二维的Sarma法在三维条件下的扩展。计算结果表明，三维安全系数比二维安全系数有明显的提高。     

考虑岩体开挖卸荷动态变化水电站坝肩高边坡三维稳定性分析

金沙江一双曲拱坝最大坝高277 m,左岸坝肩开挖边坡高约300 m;右岸坝肩开挖边坡高约480 m,由于坝肩槽开挖所形成的边坡属于高陡边坡,其开挖后的稳定状况会极大影响大坝的正常运行。通过对坝址区地质资料的详细分析,建立坝肩边坡三维计算模型,并结合卸荷岩体力学理论,通过弹塑性有限元法研究坝肩边坡在开挖过程中的动态稳定性。研究结果表明：该高边坡在开挖过程中及开挖后,除开挖面附近局部区域不稳定外,整体并无失稳趋向;考虑岩体在开挖过程中的动态卸荷过程后,边坡岩体的位移和塑性区面积比不考虑时有所减小;岩体的破坏区随着开挖的进行不断变化,可根据每步开挖后岩体的破坏情况选择合理的加固措施及加固时间。