边坡稳定性分析的三维极限平衡法及应用

将二维Janbu条分法进行拓展，给出了一种三维极限平衡边坡稳定性分析方法。该方法对所有条块满足力与力矩平衡关系，可适用于任何形状的滑面，包括地质分层和水压力等复杂条件。该方法发展了传统条分法中只给出坡体总体稳定性系数的作法，根据滑面的几何特征，进一步分析了各条块独立的稳定性系数及各条块的潜在滑动方向。另外，该方法承袭了用二维Janbu法分析的优缺点。最后对一个实际滑坡进行了稳定性分析。     

三维简化Janbu法分析边坡稳定性的扩展

对三维简化的Janbu法进行了扩展，使得离散后在同一行上的各条块在水平横向的安全系数相等以及在同一列上的条块在水平纵向的安全系数相等，得到不同行(列)的安全系数，最后通过各条块底滑面的几何特性与受力分析给出其独立的安全系数以及各条块潜在的滑动方向。该方法拓展了传统极限平衡方法只给出坡体总体安全系数的思路，可对坡体局部稳定性和潜在滑动方向进行判定。该方法可适用于任意形状的滑面，还可分析包括考虑孔隙水压力、地质体分层、上覆载荷以及地震力等其他形式的外载。     

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。     

边坡稳定三维分析的极限平衡方法

介绍对边坡稳定分析三维极限平衡方法的一个新解法 ,它是二维Spencer法在三维条件下的扩展。该法保证了滑坡体三个方向的静力平衡 ,同时 ,还增加了一个整体力矩平衡条件 ,行界面的条间力不再假定为水平 ,条底的剪力方向也不假定为平行于主滑平面。考题和工程实例说明了其可行性和实用性。     

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。     

浙江青田某厂边坡工程治理

青田县某服装厂西侧边坡由于人工开挖,破坏了原地貌,开挖处边坡地势较陡,稳定性较差,威胁坡脚厂房财产及人员生命安全。对此采用极限平衡法对青田县某服装厂西侧边坡工程的稳定性进行分析与评价,依据稳定性分析结果、该边坡工程地质特征以及规范要求,结合该地区已有边坡工程勘查及治理经验,提出了"削坡+浆砌块石挡土墙+浆砌块石护面墙+全长粘结锚杆+GPS2型主动防护网+截、排水措施"的综合治理设计方案。     

抗滑桩加固边坡三维稳定因素的敏感性分析

为给多级抗滑桩加固边坡的抗震设计提供参考,针对地震条件下桩加固边坡的安全系数及影响因素的敏感性开展研究。基于极限分析上限定理,结合拟静力法和强度折减法,计算地震条件下桩加固边坡的安全系数。通过正交分析法,求得边坡安全系数影响因素的敏感性由高到低的顺序依次为:黏聚力、内摩擦角、边坡倾角、水平地震力系数、桩的位置、桩的结构参数、边坡相对宽高比、戗台宽度。基于此,在实际施工时应主要考虑边坡倾角、地震、抗滑桩的影响,而平台相对宽高比、平台宽度应根据实际情况合理选择。     

边坡稳定性分析中Spencer法的适用性探讨

介绍了Spencer法的控制方程,以大坝滑动面为研究对象,详细探讨了顶部存在侧向力和顶部不存在侧向力两种情况安全系数的计算方法,较全面地分析了滑动面顶部存在侧向力时,安全系数计算误差较大的原因,指出Spencer法适用于滑动面顶部不存在侧向力的边坡稳定性分析。     

基于极限平衡法的某露天采场边坡稳定性分析研究

边坡稳定性直接关系到露天矿山的安全开采,为分析露天矿采场边坡稳定性,本文以西藏某露天铜矿采场高陡边坡为研究对象,根据矿山边坡现状、边坡岩体结构和结构面发育特征等因素对现状边坡进行地质分区,通过岩石室内物理力学试验获得坡体岩石物理力学参数,利用两种不同的极限平衡法方法计算各分区在3种荷载工况下现状边坡稳定性系数。计算结果显示,该各地质分区现状边坡所有荷载组合下的安全系数均满足规范要求,可为矿山安全生产提供参考。     

一个用于边坡稳定分析的通用条分法

介绍了通用条分法的基本方程。与经典公式的不同在于，它直接将条间力合力的大小和方向作为未知数，通过定义不同的条间力倾角函数，可以方便地模拟各种严格条分法，如Spencer法、Morgenstem-Price法以及基于力平衡的简化法，如不平衡推力法、陆军工程师团法、罗厄法等。方程的求解采用了Rapid Solver法，算例分析表明，通用条分法GLE具有较高的数值精度和实用价值，且方程形式简单、易于编程。     

对称边坡三维稳定性计算方法

提出一种适合对称或近似对称边坡的三维稳定性计算方法。首先,根据简单的平衡条件,假设三维滑面正应力的初始分布;然后,用含有2个待定参数的修正函数对其进行修正,根据三维对称滑体的3个平衡条件,导出含安全系数及待定参数的平衡方程组,进而化简为关于安全系数的3次代数方程;最后,得到三维安全系数的显式计算公式。该方法的优点是不需考虑条柱间具体的作用力、严格满足三维平衡条件、计算过程简单。算例分析表明,初始正应力的假设与修正函数的选择对最终安全系数结果的影响不大,从而可保证该方法的合理性与有效性。     

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。     

岩坡稳定的三维强度折减法分析

目前，强度折减法基本上用于边坡的二维稳定分析。为研究其在岩石边坡三维稳定分析中的适用性，选择平面滑动和楔形体滑动2个经典算例，运用强度折减法求解其安全系数，并与E．Hoek和J．W.Bray给出的解析解进行对比。计算结果表明，数值解与解析解非常接近，模拟的滑动方向与理论假定也基本一致。算例中，结构面使用实体单元模拟，为此进一步探讨结构面单元厚度和网格密度对计算精度的影响；结构面均为甲面，其厚度为块体高度的1／10～／200，厚度与单元数对安全系数的计算结果影响不大。对特征点位移准则和塑性区贯通准则进行比较分析，认为结构面塑性区贯通收敛准则在理论上与极限平衡理论较为吻合，实际应用上也易于操作．作为收敛准则较为合理。三滑面五面体滑动算例进一步验证该方法的适用性。     

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。     

三维边坡极限平衡分析中滑动体模拟方法比较

分别采用圆球、椭球以及非均匀有理B样条模拟边坡的三维滑动体,利用三维简化Janbu法计算给定滑动体的安全系数,采用混合粒子群算法搜索临界的滑动体及其对应的安全系数。对某两个典型土坡按不同模拟滑动体策略对计算结果的影响进行比较,并分析NURBS中不同跳动点个数的耗时及其对计算结果的影响。