坡面不规则楔体稳定性分析方法研究

岩质边坡三维极限平衡方法包括楔体极限平衡方法和三维条分法,两种方法在实用性方面都存在一定的局限性。从虚功原理出发可以推出楔体极限平衡状态下的能量耗散方程。通过假定不同的楔体起始滑动方向,进一步推导了楔体极限平衡方法的上限解公式和经典解公式。上限解公式和经典解公式均表明给定滑动面产状以及滑动面强度参数的情况下,楔体安全系数值与滑动面面积和楔体的体积有关,与楔体坡面的具体形状分布无关。据此原理可以计算坡面形态起伏变化较大楔体的稳定性。本方法克服了在坡面起伏变化较大和多结构面切割楔体的情况下,传统楔体计算方法不能适用的弱点。结合某工程边坡稳定性分析,应用上述楔体稳定性计算方法可得到合理可靠的常规楔体的稳定性计算结果,为工程设计提供参考。     

基于滑动面倾角权重的边坡稳定性评价

基于点安全系数评价边坡稳定性的优势,通过弹性力学基础理论得到一点单元体的应力状态表述,以摩尔-库伦准则获得基于空间应力状态的安全系数表达形式。在确定边坡安全系数最小值的前提下,通过识别潜在滑动面,以滑动面倾角为权重,建立最小安全系数与整体安全系数的关系,最终以整体安全系数评价边坡的稳定性。     

岩石边坡楔体稳定计算方法及编程实现

分析了岩石边坡中由坡面、坡顶面和两个滑动面组成的楔体在自重、水压力、地震作用、锚固力等荷载作用下，沿两结构面交线向坡外滑动时，楔体抗滑稳定安全系数的解析计算方法和编程实现，并进一步分析了楔体顶面被张裂缝切割的情况。     

大岗山水电站左岸缆机平台边坡楔体稳定分析

依据大岗山水电站左岸缆机平台边坡各类结构面和临空面切割而成的楔体的特征,将边坡块体分为确定性楔体,半确定性楔体和随机楔体三种类型,分析了边坡潜在的楔体失稳模式,采用楔体稳定分析方法计算评价了各种类型的楔体在加固前后的正常、饱水50%以及地震三种工况下的稳定性,最后对影响边坡稳定性的因素进行了敏感性分析。研究表明,大岗山左岸缆机平台边坡整体稳定,但J3对边坡局部稳定起着控制作用。在正面和上游面边坡由节理裂隙J3和J4组成的楔体安全系数小于1,需进行及时加固,而其他各楔体组合在加固前后各种工况下均具有较高的安全系数。     

IBE-PFE方法在某水电站泄洪洞出口边坡稳定分析中的应用

鉴于传统方法在含复杂结构面岩质边坡稳定分析中的局限性,引进分区有限元与块体界面元混合算法,验算边坡的稳定性。针对某水电站泄洪洞出口边坡地形地质条件和结构面分布特点,建立数值模型。采用分区有限元与块体界面元混合算法,并结合强度折减法,逐步降低不连续面抗剪强度,计算得出块体刚体位移和接触点对接触状态。根据块体刚体位移发生突变并结合滑动通道失效点对完全连通,确定了边坡的安全系数和破坏方式。结果表明:边坡稳定安全系数为1.80;边坡最可能以坡顶预设缝、坡脚预设缝以及f_(555)结构面为滑动通道发生失稳破坏。该方法具有准确确定边坡危险滑动面和安全系数的优点。     

水利工程楔形体稳定性分析及支护优化处理

岩质边坡失稳是山区坡体破坏的主要形式,而楔形体破坏是岩质边坡失稳的一种常见破坏模式。利用赤平极射投影对多组结构面的边坡进行定性分析,筛选出优势结构面,利用Swedge软件对优势结构面组合的楔形体进行稳定性分析。计算结果表明,结构面J4和J8组合时,该组合形式形成的楔形体易发生潜在滑移,需要对其进行支护处理。利用Swedge软件进行优化支护分析,计算得到最优化的锚杆支护产状为313°∠69°,最优化的锚杆支护位置与结构面交线是垂直的,符合工程实际要求。     

思茅引水工程二级泵站边坡稳定性分析及处理措施研究

边坡稳定性对水利工程的安全运行至关重要。以思茅引水工程二级泵站边坡稳定性分析为例,在详细分析泵站边坡地质条件基础上,以极限平衡理论为基础,利用等安全系数法得出边坡安全系数为0.986,并得到边坡最不利滑动面,通过有限元方法对该滑动面进行变形与应力分析,得到该边坡安全系数为1.07,最后提出边坡开挖与支护措施,可为此类工程设计和建设提供借鉴。     

基于三维裂隙网络模拟的随机楔体稳定分析

水工建筑物深开挖边坡中大量出现的随机楔机，是由广泛分布于裂隙岩体中的结构面组成的，研究楔体的稳定性，首先要研究结构面的分布规律，由于裂隙的分布具有随机性与交叉复杂性，目前无法确定性的研究方法进行研究，因此，应用概率与统计学的理论，分析组成楔体结构面的分布及组合特征，采用三维结构网络模拟的方法模拟边坡工程中的结构面分布，进一步研究随机楔体的分布规律是研究这类问题的重要途径。基于三维裂隙网络随机模拟的方法，提出了随楔体稳定分析的方法，可为边坡加固提供理论依据。     

基于极限平衡法的金川泄洪洞稳定性分析

以金川水电站泄洪洞进口边坡稳定性分析为目标,基于三维极限平衡法,考虑金川水电站泄洪洞进口边坡附近的四组优势结构面之间不同组合形式和不同排列次序,利用赤平投影原理对优势结构面进行定性分析并利用极限平衡法进行定量分析;基于二维极限平衡理论和方法,对泄洪洞进口边坡在开挖、蓄水、蓄水+暴雨+设计地震、蓄水+暴雨+校核地震4种工况下的稳定性进行分析。计算结果表明,三维稳定性分析中楔形体按倾向和倾角分别为336°∠60°、75°∠33°和237°∠65°的结构产状组合时,所产生的楔形体在开挖、饱水、设计地震、校核地震四种工况下的安全系数最低达到1.90,但仍符合设计规范要求。二维稳定性分析中,在蓄水+暴雨+校核地震工况下,边坡安全系数最低达到1.368,开挖扰动后变形体的强度能满足工程要求。对比两种分析方法,三维稳定性分析得出的安全系数均大于二维稳定性分析得出的安全系数,说明二维极限平衡法计算的结果更加偏于安全,但是同时也会增大工程的造价。     

岩质边坡平面滑动滑面极限倾角的研究

在边坡稳定性评价时,如果不能确定边坡内的滑动面位置、产状,可以通过先确定滑面的极限倾角来计算边坡的最小安全系数,进而评价边坡稳定性。由于滑坡后缘常形成拉裂缝,且拉裂缝深度对滑坡稳定性有较大影响,故采用拉裂缝深度优化公式对有拉裂缝的边坡进行了深入讨论,分析了自重和地震两种工况下的滑面极限倾角及对应的边坡极限安全系数,给出了改进后的极限倾角计算公式。结合具体算例分析了公式适用性,结果表明,考虑拉裂缝较未考虑拉裂缝计算得到的边坡极限倾角α_cr更小,对应的极限安全系数F_scr更小,并且α_cr变化较小,F_scr变化较大。     

不同结构面组合对边坡稳定性影响的数值分析

文章以安县芭蕉坪滑坡为研究对象,首先采用赤平投影法分析确定边坡岩体中结构面的不利空间组合,再利用三维离散元软件3DEC模拟岩质边坡在不同结构面组合情况下的位移变形特征,以此分析该岩质边坡不同结构面组合之间的二面角效应,发现当岩层层面产状与坡面相近时,不同产状的节理面与层面的组合对边坡的稳定性影响较大。同时得到如下变化规律:当层面与节理面倾向的二面角减小,位移峰值随之不断减小,边坡稳定性逐渐增大,且当节理面与层面近乎垂直时(85°~95°)边坡处于相对最稳定的状态。     

驮英水库导流泄洪隧洞出口边坡三维极限平衡分析

驮英水库导流泄洪隧洞出口边坡岩体结构面相对较发育,边坡上游侧存在层间软弱夹层,下游侧近顺向坡,具有潜在失稳威胁。以该边坡为研究对象,构建三维模型,考虑边坡控制性结构面及可能组合的滑动形式,切割潜在滑坡体,经三维极限平衡分析表明,部分潜在滑坡体的安全系数低于规范标准。通过适宜的支护措施,可保证边坡稳定性。     

布西水电站坝址区边坡岩体稳定性分析

布西水电站位于四川西部高原,坝址区两岸谷坡陡峻,河谷深切,形成超高边坡。岩体中构造裂隙较发育,各结构面组合后,可能形成不稳定楔体,影响边坡的稳定性;根据边坡的分区特征,评价方法及结果,可为设计边坡支护处理提供依据。     

利用赤平极射投影法评价岩质边坡稳定性

赤平极射投影法是岩质边坡稳定性分析中的一个重要方法,它可以确定边坡上的结构面和边坡临空面的组合关系,确定边坡上可能不稳定楔型结构体的几何型态、规模大小,以及它们的空间位置和分布,可以确定不稳定结构体的可能变形位移方向,直观、初步做出边坡稳定性状态评价。     

边坡稳定性广角度分析的等值面法

基于边坡稳定性广角度分析的理论、准则和方法，提出了以干扰能量为判据的边坡稳定性分析等值面法。该方法不仅从能量的观点给出了基于增稳内能与失稳外能比值的稳定安全系数，还将干扰能量法与等值面法结合起来，建立了用最小干扰能量等值面来确定潜在滑动面的方法。完善和改进了边坡稳定分析的理论和计算方法，为系统解决工程稳定性问题中的潜在滑面、危险滑向和最小安全系数提供了实用有效的方法。     

基于随机动力学的边坡安全坡角估值方法探讨

对于广泛分布大量裂隙的岩质边坡,有些并无明显的软弱面,裂隙的分布方位对边坡稳定性就起着控制作用,但在实际工作中,往往存在安全坡角取值不准确的问题。传统方法是找到边坡内部裂隙的优势分组,应用赤平投影方法估计边坡安全坡角。随机动力学稳定性分析认为,最危险滑动面的滑动方向为边坡的倾向方向,岩壁上测量出的每一条裂隙都是随机的,对边坡的失稳都会造成一定的影响,裂隙可形成单一滑动面破坏或裂隙之间可随机组合形成楔形体进而对边坡造成破坏。以大连港东换流站的开挖边坡为实例,采用随机动力学方法与赤平投影分析相结合进行对比分析,给出合理的安全坡角。     

基于突变理论的边坡安全系数自动搜索方法及应用分析

为解决搜寻强度折减系数与边坡位移关系曲线突变点数值计算量大、主观性较强等问题,基于尖点突变理论,提出边坡安全系数自动搜索方法,以Fortran语言和FLAC 3D数值计算软件为平台,开发了适用于自动搜索边坡安全系数的计算程序。将该方法应用于边坡实例的稳定性研究,讨论了各种评判标准所得安全系数的大小差别,并与极限平衡法计算的安全系数进行对比分析。结果表明:自动搜索边坡安全系数的计算程序能快速定量找到边坡临界稳定的突变点,提高了边坡稳定性分析的准确性和计算工作效率;计算结果与边坡规范推荐的极限平衡法所得的结果对比误差较小,并且对于未知滑动面边坡,极限平衡法得出的滑动面位置与该方法所得安全系数下对应的塑性区贯通区域基本一致。文中方法为边坡稳定性评价提供了有益借鉴。     

GIS技术用于边坡楔体稳定性分析及加固设计

边坡三维稳定分析是一个复杂问题,以某大型溢洪道边坡楔体稳定性研究为工程实例,基于GIS数据平台进行边坡三维稳定极限平衡分析,经过数据的获得、空间处理、模型建立和安全系数计算,不仅得出了边坡的安全系数,而且给出了危险滑动面的滑动力大小和滑动方向分布,并根据锚索与软弱地层的空间位置关系,给出了锚索支护的调整方案。     

岩体结构面产状改进的K均值聚类分析

岩体结构面产状的优势分组是进行岩体工程稳定性评价的基础,极点等密度图、走向玫瑰花图等传统方法比较粗糙,只能给出优势组数,无法准确地给出每一组结构面的优势产状。为弥补传统方法的缺点,采用改进的K均值聚类算法,以结构面的单位法向量表示其产状,以结构面之间所夹锐角对结构面产状进行分类判定。将该方法应用于某采石场岩质边坡结构面优势产状的分析中,结果表明：采用改进的K均值聚类分析方法结果可靠,分类合理,可以准确确定结构面的优势产状。     

金川水电站右岸导流洞出水口边坡稳定性分析

通过对金川水电站右岸导流洞出水口边坡的岩性、构造、可能存在的破坏机制和岩体物理力学性质的研究,利用计算辅助软件建立三维地质模型,分析该边坡的结构面组合形式,确定由这些结构面切割而成的块体的空间位置,并利用商用岩石边坡楔形体稳定性分析软件Swedge对各潜在不稳定块体进行计算。计算结果表明,各种工况下的边坡均具有很好的稳定性。