岩石边坡中滑动面水压分布假设的改进

在使用极限平衡法计算岩体边坡平面滑动时，一直沿用HoekE和Bray Jw提出的假设来计算滑动面上的静水压力，即当滑体有竖直张裂缝时，假定竖直张裂缝底部的压力最大，在张裂缝中向上逐渐变小．但这种情况下的水压变化假设存在一定问题．本针对这个问题提出了一种新的水压变化假设，即在滑面的最低点和张裂缝中水位点的水压为0；无论总水位的1／2处在张裂缝中还是在滑动面上，水压力都在该点达到最大．使用这种新的假设将使充水岩石边坡稳定性分析更具科学性．     

改进的岩质边坡临界滑动场计算方法

针对岩体介质的不连续性的特点,将岩质边坡临界滑动场进行改进和推广.充分考虑结构面存在对岩质边坡稳定性的影响,对结构而采取新的处理方法,并基于岩体介质具有抗拉性的考虑,灵活设置张拉裂缝.用改进后的岩质边坡临界滑动场计算方法,编制相应的程序,对边坡进行数值模拟分析,使边坡在满足力与力矩平衡的条件下,按推力最大原则,快速、准确地找到岩质边坡临界滑动面并得出其相应的安全系数.并将此方法应用于5个算例和1个工程实例边坡的稳定性分析,和其他方法进行比较,结果说明改进后的该方法在岩质边坡稳定性分析中的准确性和高效性.     

软岩边坡平面滑动时效稳定性分析及结构优化

为研究软岩边坡的长期稳定性,准确把握其安全服务期限,根据老化理论及软岩抗剪强度的时效表达式,提出了平面滑动形式的时效稳定系数计算方法,推导出稳定性均一的端帮边坡坡面角与高度的函数关系,研究了布沼坝露天矿西端帮边坡时效稳定性,给出了具体的治理措施,并对边坡几何结构进行了优化设计.结果表明:边坡的时效稳定系数随时间增长呈指数形式减小,西端帮边坡342-342′剖面缓帮至25°,346-346′剖面削帮至90m可以保证其服务期限内稳定;稳定性均一的边坡表现为凸边坡结构,坡面角随高度增加逐渐减小.     

土质边坡空间临界滑动面搜索的优化算法

将二维均质土坡作为平面应变问题,假定滑动面是一个圆弧,将滑弧圆心与半径转变为后缘剪入点、坡脚剪出点和过后缘点滑弧切线与x轴的交点等3个点的横坐标,然后以这3个参数为变量,给定合理的取值区间,应用黄金分割法搜索二维边坡的最小稳定系数及相应的临界滑动面。进一步假定均质土坡的三维空间滑动面为一旋转椭球体,旋转椭球体的竖向中轴面和二维的圆弧面一致,给定椭球体不同的水平轴半径值,采用以上二维滑动面搜索方法可求出不同水平半径所对应的三维最小稳定系数及相应的椭球面。结果表明:边坡的三维稳定系数没有极小值,但有极限值;对于横向延伸长的无限边坡,三维稳定系数逼近二维稳定系数,当旋转椭球长轴与短轴之比大于3时,二者很接近,边坡稳定性可简化为二维来分析;对于受地形、地下水等条件约束的短边坡,三维效应明显,在考虑实际边界条件的情况下按三维来分析。     

库区边坡稳定性及临界滑动场分析

对水库库区边坡稳定性问题分析方法进行综述,并阐述了各种分析方法的理论基础和应用特点.     

基于数值应力场的加固边坡临界滑动场

传统的极限平衡法广泛用于边坡稳定性,计算出的边坡安全系数在工程界普遍接受。但边坡加固后的受力较为复杂,由于极限平衡法假设条件较多,加上计算加固边坡安全系数的合理性受到质疑,所以较多地采用数值分析方法,但数值分析法不易获取工程意义上的安全系数。为此,利用数值分析法计算加固边坡应力分布,再利用临界滑动场理论搜索基于数值应力的临界滑面和计算最小安全系数。通过两种常用边坡加固方式（锚杆框格梁加固和抗滑桩加固）的分析,说明本方法在加固边坡分析中的优势和适用性。     

基于余力矩的边坡临界滑动场方法及应用

基于常规极限平衡条分法的瑞典法、Bishop法以及不平衡推力传递法的条间力假定,将圆弧滑动面整体的滑动力矩与抗滑力矩之差定义为余力矩,在给定的安全系数下,利用简单有效的和声搜索算法寻求余力矩最大的滑动面作为给定安全系数下的危险滑动面,变化安全系数直至找到的危险滑动面的余力矩为零,该危险滑动面即为边坡的临界滑动面;鉴于取矩中心对计算结果的影响,对于非圆弧滑动面,采用滑面滑出端的余力替代余力矩作为控制指标,采用与圆弧滑动面下类似的寻找步骤即可得到非圆弧滑动面下的临界滑动面.通过两个典型土坡的算例分析证明了本文方法的可行性.     

边坡稳定性有限元分析中确定潜滑面及其安全系数的方法

本文提出了在边坡稳定性的有限元分析中,用模拟边坡垮落过程的方法确定边坡的潜滑面和安全系数。该法反映了边坡的渐过破坏过程和破坏过程中岩体应力场的变化,并把有限单元法和极限平衡法结合起来,既能给出一个总的滑落体和安全系数,又能展示边坡首先破坏的部位。     

基于位移变形分析的边坡滑移面分布规律

为了进一步探究土质边坡临界滑移面的分布规律, 找到快速定位临界滑面的方法, 首先基于强度折减法获得的临界位移场, 提出了临界滑面位置点的概念, 再从理论上研究临界滑移面在临界位移场中的分布概况, 最后对采用不同方法定位临界滑面的6个算例进行分析, 对理论分析的结果进行验证, 并得出相关结论.分析结果表明:匀质土坡的临界滑面与水平位移等值线重合度较高, 临界滑面位置点取值约为0.42, 二维与三维情况均可借助临界滑面位置点快速定位临界滑面;具有各向异性特征的分层土坡的临界滑面与等值线的重合度相对较差, 可用临界滑面位置点法定性分析临界滑面的分布特征, 二维情况可借助临界滑面位置点, 用光滑曲线近似表征临界滑面的位置.     

顺层岩质边坡临界坡长求解研究

顺层岩质边坡失稳是边坡破坏的主要形式,用力学方法研究其失稳机理是常用手段之一.针对目前该领域研究热点集中在其临界坡长求解方法方面问题,本文利用材料力学方法通过挠曲线近似微分方程求解获得梁的挠曲线方程,进而采用最小能量原理求解和试算法,结合求解顺层岩质边坡的临界坡长.该方法简单适用,对研究顺层岩质边坡失稳机理具有重要意义.     

坡面冲刷的临界坡度的计算分析

分析了土质边坡临界坡度理论．通过坡面流拖曳力法、坡面流量法和坡面流挟砂力法对临界坡度进行了详细地分析计算,得出了坡面冲刷临界坡度范围,并由此分析得出目前公路边坡冲刷问题严重的一个原因就是由静力稳定性设计方法计算得到的安全坡度与临界坡度十分接近．     

以尖点突变模型为边坡临界失稳的判据研究

边坡的失稳判断是有限单元强度折减法的一个重点,对目前经常采用的3种判据分别讨论,结果表明：以点的位移突变作为判据比以塑性区贯通和以解的不收敛作为判据更可靠。依据突变理论,建立起水平方向最大位移和折减系数的尖点突变模型,以此作为边坡临界失稳的判据,将失稳判据量化成一个确定的值,并给出判断的方法,消除了计算中人为因素的影响。算例表明,采用该模型作为判据,能体现边坡失稳过程中的突变性,物理意义明确,与极限平衡法计算结果较一致。     

考虑块石长轴倾角和土石接触面的土石混合体边坡稳定性分析

为准确分析土石混合体边坡稳定性,提出了一种基于原始块石形状库的随机土石混合体边坡模型构建方法.采用该方法和有限元极限分析软件Optum G2,结合土石混合体边坡物理模型试验,研究了块石掺量、长轴倾角和土石接触面强度对土石混合体边坡稳定性的影响.结果表明:块石在边坡剪切带存在"绕行""分流""包含"3种塑性扩展模式,并改...     

某反倾向岩质边坡地震稳定性数值模拟

以雅泸高速公路K136＋150～K136＋300 m段反倾向岩质边坡为例,采用基于离散元法原理的计算软件——UDEC,在充分研究边坡工程地质条件的基础上,模拟研究了反倾向岩质边坡在地震作用下的变形破坏机制及失稳破坏模式,进而分析了边坡的稳定性。结果表明：边坡在地震作用下其变形破坏是＂岩体松动→倾倒→崩塌＂的过程,此过程经历的时间较短,往往是在振动持时内完成。     

基于岩体强度局部平均的边坡渐进破坏可靠性分析

将滑面上的岩体强度视为具有空间变异的随机场，用随机场理论描述了各岩体强度在分条滑面上局部平均后的有关数字特征，提出了边坡渐进破坏可靠性的计算方法，并进行了分析计算。     

层状岩体边坡长短复合锚杆加固的稳定性分析

针对层状岩体边坡的稳定性,充分考虑层状岩体边坡的地质情况,通过数值建模,建立了边坡长短锚杆复合支护的优化方案,锚杆相间布置,长度分别为6 m,2 m,倾角为20,°通过计算,边坡加固后处于稳定状态.计算结果与工程实际表明:长短锚杆复合支护的数值模拟技术对工程有一定的指导作用.     

节理倾角对单节理岩样变形破坏影响的数值模拟

采用FLAC模拟了节理倾角对各向异性岩样峰值强度、力学行为及剪切带图案的影响。节理由实体单元模拟。对于节理之外的岩石,采用莫尔库仑与拉破坏复合的破坏准则,峰后本构关系选择线性应变软化模型;对于节理,采用理想弹塑性的莫尔库仑准则。结果表明,无节理密实岩石的峰值强度最高。节理岩样的剪切应变或集中在节理上,或集中在新剪切带上,峰值强度随节理倾角而改变。新剪切带启动于节理的端部,然后沿其固有方向传播。当节理倾角适中时,节理岩样的峰值强度较低,岩样的行为受控于节理。当节理倾角较高或较低时,可观测到应变软化行为。若节理倾角较低,新剪切带的长度随节理倾角的降低而增加,这导致了陡峭的峰后应力-应变曲线。若节理倾角较高,由于节理倾角对新剪切带的厚度和倾角几乎没有影响,因此,峰后斜率不依赖于节理倾角。     

可拓学理论在边坡破坏模式识别中的应用

提出了边坡破坏模式的可拓识别方法；构建了边坡破坏模式识别的经典域物元和节域物元；应用物元和可拓集合中的关联函数建立了识别边坡破坏模式的简单模型；利用该模型可得到边坡的破坏模式．应用所建立的模型对某露天矿边坡的滑动模式进行了实例分析，得到的结果与监测和钻探揭示的滑动模式是一致的，说明边坡破坏模式的可拓识别方法是可行的．