三维有限元强度折减法在边坡中的研究与应用

边坡稳定性分析是确保建设场地及相关建筑物安全的关键环节。通过三维有限元分析程序计算出的边坡塑性区分布图和位移矢量图,判定出了滑动面的位置。然后采用有限元强度折减法计算出边坡在天然条件下和锚杆支护条件下的安全系数,并与传统的极限平衡方法的计算结果作了比较分析,发现两种方法的计算结果比较接近,说明用三维有限元强度折减法分析计算边坡的稳定性是可靠的,这为边坡工程的加固设计增加了一种科学的计算方法。     

强度折减法在高填方土质边坡稳定分析中的应用

在高填方土质边坡稳定性分析中,基于强度折减法的有限元模拟克服了传统极限平衡法的诸多不足,不仅能得到比较可靠的边坡安全系数,还能得到边坡坡体的应力、塑性区分布及变形趋势等信息。以实际高填方土质工程为研究背景,采用分施工阶段的强度折减法有限元模拟,计算边坡安全系数,分析得到各个阶段的位移变化情况。并采用极限平衡法对边坡进行对比分析,验证了强度折减法应用在该高填方土质工程边坡稳定性分析中的可靠性。     

极限平衡法与有限元强度折减法在露天矿边坡稳定性分析中的应用对比

阐述了极限平衡法和有限元强度折减法两种边坡稳定性分析方法的基本原理,采用Slide 6.0和Phase2 8.0两款软件对某露天矿西部边坡的稳定性进行分析,对比极限平衡法与有限元法计算出的安全系数。计算结果显示,两款软件计算出的安全系数接近,有限元法为1.0,极限平衡法为1.04~1.06,安全系数均达不到该边坡所要求的最低安全系数1.25,必须对边坡加固。根据软件数值分析出的滑移面用长锚索进行加固,加固后边坡安全系数为1.25~1.41,达到西部边坡的安全要求。经过对边坡稳定性的分析发现,极限平衡法和有限元法计算的安全系数均符合实际工程情况,适用于相似边坡的稳定性分析。     

强度折减法和极限平衡法进行边坡稳定分析的对比

应用极限平衡法和有限元强度折减法,对三边坡算例进行了稳定性分析。算例表明由此求得的边坡滑动面位置形状接近,计算的安全系数接近。极限平衡法中,简化毕肖普法和不平衡推力法的计算结果最为接近;而基于强度折减的拉格朗日差分方法分析土坡稳定性,不仅对简单均质边坡,而且对复杂的多层边坡和有支护加固的边坡,都是可行的。     

极限平衡法与有限元强度折减法在边坡加固中的联合应用

运用极限平衡法及有限元强度折减法对碎石土类边坡进行稳定性分析,确定边坡的潜在滑动面;运用反分析计算边坡达到所要求的安全系数时需要的主动支护力;根据上述计算结果对边坡进行加固设计.     

临河采场边坡防渗加固安全性分析

采用极限平衡方法和有限元方法对防渗加固后的边坡进行分析计算，对高压旋喷、高压摆喷、高压灌浆组成复合防渗加固墙的安全性给出评价。     

基于位移监测的边坡稳定性分析

通过对边坡位移监测数据的分析,用突变理论,并与边坡宏观变形现象、极限平衡计算结果相结合,计算边坡位移突变,得出边坡临界状态分布区域,评判了该边坡的稳定性。     

受供水涵影响的路基墙锚加固与稳定性研究

针对高陡土质填土路基边坡和供水箱涵的联合稳定性,首先要保证供水涵的稳定,再控制路基变形,然而单一的边坡加固方法很难满足工程实际。结合工程实例,通过有限差分程序,分别得到未加固、地下连续墙加固和地下连续墙加预应力锚杆联合加固的位移和塑性区分布,计算结果表明:经过连续墙和预应力锚杆联合加固后路基边坡的位移显著降低,没有出现塑性区,该联合加固技术能为复杂路基边坡的理论研究、设计和施工提供借鉴。     

格构式加固体系在滑坡工程中的应用

在研究小东江电站左岸边坡体工程地质条件及特征的基础上,对其滑坡成因进行了分析,运用极限平衡法STAB程序和有限元软件ANSYS对滑坡体的稳定性进行了计算分析,计算表明,该边坡体有蠕滑可能,应进行加固治理。经综合比较分析后,选用格构式加固体系对其进行加固治理。详细介绍了方案设计计算过程及格构梁与锚索(杆)的布置。     

基于数值模拟的露天边坡稳定性分析

为系统分析塔罗金矿露天边坡稳定性状况,选取具有代表性的现状边坡剖面,运用极限平衡法和强度折减法分别进行计算,得出剖面的平均安全系数为1.458;建立剖面的三维模型,运用有限差分软件分析边坡的塑性区和位移场变化,结果显示边坡的塑性区主要分布于各台阶的坡面位置,塑性区面积较小,未贯穿坡体,也未产生潜在滑移面;布置在边坡典型位置的监测点位移量较小,边坡产生整体滑移的可能性不大。安全系数和数值模拟计算结果与现场实际观测情况一致。     

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.     

三山岛金矿盘区回采规格数值模拟优化

三山岛金矿S12186采场为盘区法试验采场,在采场宽度确定的情况下,合理布置矿房宽度成为安全生产的重要因素。通过采用FLAC3D软件,对5种不同矿房布置形式进行数值模拟,分析了不同方案应力、位移和塑性区的分布情况,提出了最优的回采规格,为安全回采提供了理论参考。     

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。     

爆破振动对边坡稳定影响研究

应用动力响应的时程分析原理,采用动力有限元数值模拟方法,以某具体工程为例,分析岩石边坡在爆破振动下的扰动作用,不同部位对振动加速度、位移及其应力的响应特点。结果表明,采用时程分析法提出的边坡速度、位移、应力能比较真实地反映动力响应结果以及爆破振动的扰动作用。     

基于流固耦合的高陡边坡开挖稳定性研究

随着露天矿山开采深度的不断增加,边坡高度不断增高,采区内地应力场及边坡内孔隙水压力场因开采扰动而表征复杂,且它们对边坡稳定的影响起着不容忽视的重要作用,因此,准确地模拟分析真实边坡的稳定情况是一个亟待解决且复杂的问题。本文基于现场地应力及边坡内部水文情况的监测,结合实际工程地质结构,在数值模拟软件FLAC3D中建立三维有限元模型,带入物理力学参数,地应力场及水头高度等边界条件进行三维流固耦合分析。通过结合孔隙水压力,对比分析位移及塑性破坏云图可知边坡整体位移以沉降形式为主,位移值较小,且破坏主要发生在边坡的表层,边坡整体稳定性较好,但在坡脚、坡面、坡顶等处可能出现局部岩石崩落现象。     

弓长岭露天矿顺坡断层影响的数值分析

对弓长岭露天铁矿北帮岩体边坡建立了FLAC计算简化模型,采用弱化法和Interface法对走向顺坡断层进行了模拟分析。数值模拟采用摩尔-库仑模型并分10步进行开采,分析了受断层影响产生的岩体内应力与位移的不连续性,确定了边坡表面岩体、断层破碎带充填物及断层附近岩体的塑性流动区、塑性卸载区和拉伸破坏区的产生与发展的演变规律,并对比分析了弱化法和Interface法模拟断层力学行为的适应性与优缺点。     

基于强度折减技术的边坡稳定性及其影响因素分析

为修正边坡稳定性分析中极限平衡法的缺点,引入基于强度折减技术的有限单元法.分别介绍了有限单元理论与强度折减法技术.失稳判据是分析边坡稳定性的关键问题,目前强度折减有限元法中主要有三种判据,同时得到边坡安全系数.通过算例,与传统极限平衡法计算结果相比较,结果表明基于强度折减技术的有限元法分析边坡稳定性及其影响因素敏感性是町行的,计算精度满足工程要求,为边坡的支护治理设计提供重要依据.     

某矿山边坡滑坡分析及综合治理技术研究

对某矿北区采场下盘边坡滑坡进行了分析，提出了清坡-喷锚网-预应力长锚索-地表及坡面排水系统综合治理方案，并对该方案的技术参数进行了优化设计，采用极限平衡法和有限差分程序（FLAC）对边坡加固前、后进行了稳定性分析。结果表明：该方案可确保该部位边坡的稳定，保证矿山安全生产。     

基于FLAC3D软件的极端恶劣环境下边坡稳定性分析

为了评价某西藏露天矿边坡在极端恶劣条件下的稳定性,以矿区边坡A-A剖面为典型研究对象,通过岩土力学室内试验和经验类比法确定岩体力学参数,采用ANSYS软件建立矿区边坡A-A剖面的计算模型,然后加载积雪和地震荷载,运用FLAC3D软件分析边坡的位移、剪应变增量和塑性区大小。结果表明：在开采过程中碎石土区域最大累计位移约为84.6 mm,岩质台阶面部位剪应变增量很小,为0.001以下,碎石土台阶边坡局部区域最大剪应变增量小于0.009 36,岩质台阶面部位以及碎石土边坡区域无塑性区,整体边坡以及局部碎石土区域台阶边坡稳定;在积雪和地震工况作用下,最大累计位移约为366.8 mm,岩质台阶面部位剪应变增量很小,为0.01以下,碎石土台阶边坡局部区域最大剪应变增量小于0.082,岩质台阶面部位有少量塑性区,碎石土边坡区域出现了较大的塑性区,其稳定性有所降低,但整体边坡仍能保持稳定。