甲基卡锂辉石矿露天边坡稳定性研究

针对康定甲基卡锂辉石矿东南西北4个方位形成的高度不等的露天边坡的安全稳定问题,在开展现场工程地质调查、对边坡工程地质进行岩组划分、分区和对各个分区的破坏模式进行总结的基础上,采用极限平衡分析方法、二维有限元数值模拟分析以及强度折减法对设计情况下露天边坡稳定性进行分析。通过对2个分析剖面、3个边坡稳定性分区在3种工况下边坡稳定性的极限平衡分析得出,边坡整体安全系数均大于许用安全系数1.20、1.15和1.10,并运用二维有限元数值模拟分析得出,强度折减法计算的安全系数与极限平衡分析法的结果相近,边坡的滑动模式与极限平衡分析采用的边坡滑动模式一致,证明极限平衡分析的结果具有可靠性。最后得出在现有设计情况下甲基卡锂辉石矿露天采场最终境界边坡整体是稳定的,现有台阶坡角较为合理。     

某长江大桥高峰岸锚碇基础边坡稳定性研究

基于有限元强度折减法建立某长江大桥高峰岸锚碇基础边坡三维模型,模拟分析了锚碇基础施工及运营过程中边坡变形特征及稳定性.分析结果表明,采用改进的GSI(地质强度指标)法确定岩体力学参数,更符合工程实际;三维整体强度折减法计算的安全系数明显高于极限平衡分析结果;三维分析方法可直观显示边坡的破坏形式和位置,便于定性判断边坡破...     

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。     

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.     

基于边坡稳定性计算方法比较分析

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。结合工程实例,将强度折减法应用于边坡稳定性的分析,利用瑞典圆弧法,结合岩土工程设计类软件天汉以及有限元分析软件ABAQUS分析边坡稳定性,并对安全系数进行对比,3种计算方法得出的安全系数差别不大,安全系数精度都能满足工程要求。     

基于极限平衡法与强度折减法的高边坡过程稳定性分析

为了对强度折减法和极限平衡法在边坡稳定性分析中的性能进行比较, 分别采用两种方法对高边坡过程稳定性进行了分析, 结果表明: 两种方法计算得到的边坡安全系数数值上差异不大, 但强度折减法可以获得边坡的应力、变形分布等信息, 适用于复杂地质条件下边坡稳定性分析; 边坡加固后安全系数满足相关规范要求, 说明支护方案合理可靠。     

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。     

基于强度折减法的边坡稳定性分析

为了评价某山坡露天矿边坡的稳定性,应用有限差分强度折减法,对该矿山人工边坡的稳定性进行了计算分析,并与传统的极限平衡法的计算结果进行了对比。结果表明,由于有限差分强度折减法克服了极限平衡法未能考虑材料本构关系的不足,因而更能实际的模拟边坡计算模型,更客观的分析边坡的稳定状态,求得的边坡安全系数更为合理。     

爆破动力荷载下边坡稳定性的时程分析

针对露天矿开采过程中,爆破开挖作业对最终边坡稳定的影响问题,采用动力有限元法分析爆破过程中边坡的稳定性随时间变化情况。首先建立矿山边坡的二维有限元模型,利用有限元强度折减法求解,得到边坡的最危险滑动面及折减安全系数;再根据得到的最危险滑动面,重新建立边坡和炸药的三维实体模型,布置爆破孔网参数并设置各个炮孔的起爆时间,通过LS-DYNA大型动力有限元程序,求解边坡在炸药爆炸后30 s时间内的动力响应过程。结合极限平衡法和动力有限元法计算结果,计算边坡在同时起爆方式下每一时刻的安全系数。提出应根据边坡时程安全系数及边坡滑面单元是否同时发生整体破坏等条件综合评价边坡稳定性。数值模拟结果能够动态显示爆破过程中边坡的应力、应变状态,计算结果与极限平衡法计算结果接近,可以为露天矿爆破设计提供参考。     

有限元法在边坡工程中的应用

边坡稳定性分析主要有工程地质分析法、刚体极限平衡法和数值模拟等等,工程地质分析法和刚体极限平衡法是工程上使用最多和最成熟的方法,其中传递系数法来求解边坡稳定性在我国的工程上应用较广泛,从工程应用上来讲可以取得较为精确的结论,强度折减法所具有的独特优点使其逐渐在国内外受到关注,在边坡稳定分析中已逐渐得到认可.在传统极限平衡法的基础上,利用ANSYS有限元软件对边坡进行了研究,得出了一些很有意义的结论.     

渗流场和温度场引起边坡灾害预报的有限元法

在探索多场耦合影响边坡稳定性因素的基础上,研制出了一个考虑渗流场和温度场对应力场作用的三维强度折减有限元程序。通过与传统极限平衡法分析结果对比研究,对抗剪强度折减有限元法分析边坡稳定问题的适用性进行了评价,得出的结论是：采用三维强度折减有限元法确定考虑渗流场和温度场的边坡稳定性安全系数是可行的。     

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。     

结构面影响下的岩质边坡稳定性计算方法探讨

岩质边坡的稳定性主要受岩体内结构面的控制,研究含节理岩质边坡的稳定性分析方法具有重要的理论意义和工程价值。以工程实例为背景,首先,基于现场测试和室内试验,给出了岩石和结构面计算参数的取值过程和方法;其次,基于强度折减理论,运用FISH语言编写了强度折减程序,并把其推广应用到Ubiquitous-Joint模型中;再次,提出了用薄层材料来模拟结构面,进而运用极限平衡计算出结构面作用下边坡安全系数的方法。最后,分别运用有限差分法、离散单元法和极限平衡法计算了含1组优势结构面的岩质边坡的稳定性,计算结果显示3种方法计算的边坡安全系数以及潜在破坏模式具有一致性。研究成果为类似工程边坡的稳定性评价提供了有效的方法。     

极限平衡法与强度折减法分析尾矿坝稳定性比较

传统的刚体极限平衡法是尾矿坝稳定性分析中普遍使用的方法。然而,近年来,有限元法逐渐成为一种强有力的尾矿坝边坡稳定性分析工具,其中以强度折减法为典型代表。尽管强度折减有限元法有很多优势,但是它并没有被广泛应用于坝体日常稳定性分析中。为了探索出较为合理的分析途径,深入剖析两种理论的异同点,结合某尾矿坝实际工程,比较分析正常、洪水运行下有限元强度折减法与极限平衡法在安全系数大小及滑动面形状和位置上的差异,分析产生差异的原因,并在安全系数的选用上提出建议,以期为尾矿坝的安全设计施工提供可靠依据和技术支撑。     

船梁子不稳定斜坡的非线性强度折减分析

自20世纪70年代以来,强度折减法逐步被用于评价岩土工程稳定性。对于线性的Mohr-Coulomb准则,由于其抗剪参数的折减物理意义明确,得到了学术界的一致认可。Hoek提出的非线性半经验Hoek-Brown强度准则,也已被岩石工程所广泛应用,然而关于其强度参数的折减,国内外存在着较大的分歧。首先,介绍了非线性强度折减技术的基本理论;然后,在船梁子斜坡稳定性分析中,分别采用非线性强度折减法和极限平衡理论进行计算,并对两种方法得到的边坡安全系数及破坏滑移面进行比较,分析表明,非线性强度折减技术和极限平衡理论结果基本吻合;最后,通过与等效Mohr-Coulomb法的结果对比分析,验证了非线性强度折减法在岩质边坡稳定性分析中的合理性和适用性。     

强度折减系数法在滑坡工程中的应用

目前边坡稳定性分析主要有工程地质分析法、刚体极限平衡法和数值模拟等,工程地质分析法和刚体极限平衡法是工程中使用最多和最成熟的方法,其中在我国常用传递系数法来求解滑坡稳定性,从工程应用中可以取得较为精确的结论,然而强度折减法所具有的独特优点使其逐渐在国内外受到关注,在边坡稳定分析中已逐渐得到认可。该文在传统极限平衡法的基础上,利用强度折减系数法对滑坡变形失稳过程进行了研究,得出了一些很有意义的结论。     

某排土场Geostutio邓肯张模型和FLAC3D摩尔库伦模型计算结果对比

为了研究软件的适用性,本研究提供了Geostudio软件的分析结果和FLAC^3D的分析结果对比。针对某排土场稳定性问题,采用Geostudio软件的有限元法邓肯张模型和FLAC^3D摩尔库伦模型分别计算分析,然后采用Geoslope进行基于有限元计算应力的极限平衡法进行边坡最小安全系数计算,和采用FLAC^3D强度折减法进行边坡最小安全系数计算,然后对计算结果进行了比较,得到了如下初步结论:有限元法邓肯张模型计算结果能够比较准确给出排土场拉应力出现部位从而正确预测张拉裂缝灾害的发生,而在这方面FLAC^3D计算结果没有实现;基于有限元法邓肯张模型应力计算的极限平衡法的稳定性安全系数计算结果小于FLAC^3D计算模型的强度折减法计算结果。     

基于有限元极限平衡法的岩土结构稳定分析

边坡失稳是一种严重的地质灾害,土压力与地基承载力问题也可采用边坡稳定分析思想进行分析,因此边坡的稳定分析研究至关重要。目前,针对边坡稳定性的分析方法大都存在一些不足,刚体极限平衡法需要引入一定假定条件才能求解;有限元强度折减法在某些情况下可能会存在违背材料自身性质;有限元极限平衡法则可以避免上述问题,该方法理论上可用于任何工况下土体结构的稳定性分析。基于此,本文对传统极限平衡理论进行了扩展,并对土体内某一点的极限平衡状态与土体沿整个滑动面的极限平衡状态之间的关系进行了探讨,进而定义了土体沿滑动面的安全系数,以此作为土体整体与局部稳定性评价标准。将有限元极限平衡法用于土力学三大经典问题的分析,结果表明有限元极限平衡法具有可行性。     

许东沟矿下盘岩体边坡能量突变分析

极限平衡法一直是边坡稳定性分析的主要计算方法,具有不考虑岩土体变形的主要理论缺陷,而且 目前经常以数值分析的单元安全度计算相辅助,但总体效果尚未改观。数值模拟、强度折减和能量突变相结合,计 算分析了许东沟露天矿下盘二期设计边坡的稳定性,开采初期至-48 m 水平时,混合岩构成的岩体边坡安全系数 高达 2.18,边坡较为稳定;采深到-204 m 时,绿泥石英片岩在边坡出露后,安全系数下降为 1.59;而下部边坡由强度 较高的铁矿体构成,安全系数并未因高度增加而下降,最终边坡安全系数为 1.64,并同极限平衡法的计算结果进行 了对比。探讨了局部边坡分析时的能量统计区域形状影响问题,梯形和平行四边形区域的能量密度统计值略有差 异,但突变点一致。采用同极限平衡法相同的强度折减策略,数值模拟和能量突变相结合的方法,可弥补极限平衡 法的理论缺陷,考虑问题全面,是值得深入研究的一种计算体系。     

高边坡加固工程有限元稳定性分析

抱龙峪边坡高达110m,且施工场地地质条件较差,工程对边坡的稳定性要求很高,由于传统的极限平衡法在确定边坡的安全系数时存在需要假定滑动面形状、不能分析应力应变关系等一系列的不足,在计算地质条件复杂的高陡边坡时很难得出准确的结果．为了准确了解边坡的内力和变形分布情况,本文运用大型软件ANSYS对该边坡分别进行了预应力锚索加固前后的有限元模拟,并对两者之间的结果进行比较。最后运用有限元强度折减法计算出了加锚前后边坡的安全系数,计算结果表明,设计方案是比较科学合理的．