三维刚体极限平衡法在小湾拱坝稳定分析中的应用

小湾拱坝为世界第一高双曲薄拱坝，坝肩稳定是其关键问题之一。对于坝肩稳定的计算方法，现阶段仍以刚体极限平衡法为主，辅以有限元及模型试验。本文主要介绍刚体极限平衡法在拱坝体型优化中的应用。力求在满足应力控制标准的前提下，也满足坝肩稳定要求。     

小湾电站进水口边坡的三维刚体极限平衡分析

利用三维刚体极限平衡法对小湾电站进水口边坡进行了稳定分析，计算了边坡开挖成型后不加固及加固情况下的稳定安全系数，并进行了参数变化的敏感性分析，比较了锚索和洞塞两种加固方案的优缺点，分析结果对实际工程的加固设计具有较大的参考价值。     

刚体极限平衡法与有限元法在工程边坡稳定性分析中的应用与比较

刚体极限平衡法、有限元法在工程边坡稳定分析中是两个常用的计算方法,文中对两种方法的理论基础和计算过程进行了简要介绍,并应用两种方法对一工程实例进行了分析。结果表明,二者的计算结果相近,且相同工况下有限元计算安全系数略小于刚体极限平衡法计算安全系数。     

有限元法和极限平衡法在深基坑边坡稳定分析中的应用

在深厚覆盖层地区兴建水利水电工程，存在深基坑边坡稳定性等关键性技术问题。如何科学地予以分析论证，直接关系到工程的安全。本文将以大渡河沙湾水电站为例，运用非线性有限元法和刚体极限平衡法系统研究厂房深基坑开挖边坡的稳定性。结果表明，这两种方法在深基坑边坡稳定性分析中的效果较好，可作为分析深基坑边坡稳定性的有效方法。     

某岩质边坡稳定性的三维刚体极限平衡法分析

基于通用有限元分析软件ANSYS三维建模平台,简便快捷地建立了任意复杂块体的三维空间模型;同时,结合VB语言的可视化编程功能,开发出了一套计算分析功能较为完备的楔形体稳定性计算程序。以西部某水电站进水口边坡为研究背景,考虑了块体的自重、锚固力、水的渗流作用及地震作用力等荷载作用,开展了岩质边坡的稳定性分析,提出了合理的加固处理措施。     

岩土工程边坡破坏模式探讨及多块体组合“刚体极限平衡法”稳定分析案例

随着中国筑坝技术的不断发展,高度大于200 m的超高土石坝(或拱坝)相继建成或处于前期规划阶段。高坝泄洪消能及雾化问题十分突出,尤其对窄深峡谷岸坡的稳定可能产生极大危害,甚至影响水电站的安全运行,且工程治理规模及投资往往较大。通过对岩土工程边坡破坏模式的探讨,并结合某工程案例对复杂岩质边坡在考虑侧向约束作用下,采用多块体"刚体极限平衡法"进行稳定分析,可减小工程治理规模和投资,取得了明显效益。     

基于FOA法搜索危险滑动面的三维极限平衡分析

针对三维极限平衡法分析边坡稳定时不能搜索最危险滑动面的问题,以索风营水电站Dr2危岩体加固工程为研究对象,采用果蝇优化算法搜索危岩体的滑动面,采用改进的三维极限平衡法对危岩体进行抗震稳定计算,提出基于果蝇优化算法的危岩体危险滑动面搜索方法,并分析了危岩体各种加固措施对稳定的贡献度。结果表明:加固后的危岩体在地震工况下可以维持稳定,其中泥岩灌浆对稳定的贡献最大,顶部锚索贡献最小。该方法弥补了传统极限平衡法无法所搜滑动面的缺陷,提高了边坡失稳的预测精度,可为类似工程提供一定的参考。     

岩质边坡抗滑稳定分析中的潘家铮分块极限平衡法

岩质边坡稳定分析中,潘家铮提出的分块极限平衡法属于上限解法。它与萨尔玛法等效,可以相互验证。文章对该法的一般公式进行了推导,并提出其应用中应注意的问题。     

联合运用改进的极限平衡法和动态规划法分析边坡稳定性

为了解决边坡关键滑动面全局优化处理问题,将动态规划理论引入基于有限元的改进极限平衡法。与工程上被广泛认可的一般极限平衡法比较表明,本文提出的方法可以获得更好的近似解甚至是整体最优解,关键滑动面更符合工程实际,有效地克服了传统边坡稳定分析方法的不足;与目前国内外同类方法相比具有明显的优越性,丰富了边坡稳定分析和确定关键滑动面的方法和理论。     

三维刚体极限平衡法在重力坝深层抗滑稳定分析中的应用

为解决二维计算方法不能全面反映坝段深层抗滑稳定性的问题,以西南某重力坝深层抗滑稳定性研究为例,分别采用经典二维方法和三维刚体极限平衡方法,计算具有典型三维滑移模式的坝段的深层抗滑稳定安全系数,并据此评价该坝段的抗滑稳定性。计算成果表明,在考虑坝基滑移面的三维效应时,正常工况下该坝段的整体抗滑稳定安全系数由二维的2.960提高到3.270,提高了10％,地震工况下提高了16.6％。     

边坡稳定有限元强度折减法与极限平衡法对比

通过算例对有限元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了比较,结果表明:有限元计算网格尺寸可选取最大计算长度的3%～5%;极限平衡法较有限元强度折减法计算耗时少;极限平衡法计算结果均落在有限元强度折减法所得贯通塑性区之内,简布法所得滑动面较之Spencer法的结果偏下。     

边坡稳定性分析方法及工程应用研究进展

边坡稳定性分析是岩土工程领域的重要研究课题,近年来边坡事故多发边坡稳定性问题受到高度重视。刚体极限平衡法和有限元强度折减法在边坡工程稳定分析中发挥重要作用,已经取得了许多重要研究成果。文中对以简化Bishop法、M-P法和通用条分法为代表的刚体极限平衡法的理论基础和计算过程进行了阐释,同时结合算例对有限元强度折减法等计算机数值计算方法的基本原理、主要特点和功能优势进行了分析并对比。通过列举前人的研究进展和工程实际应用,总结各种方法的适用范围和局限性。最后指出,随着边坡技术的进步,应发展多种分析方法相结合的复合分析法和随机方法与模糊方法相结合的可靠度分析法等新型边坡分析方法。     

不排水条件下开挖边坡稳定性极限分析

为了在初期勘察阶段少量室内和现场试验基础上准确快速地对开挖边坡进行稳定性评价,提出了一种新的边坡稳定性评价方法。基于极限分析上限定理,推导不排水条件下开挖边坡二维稳定性极限分析理论,根据理论公式编程计算,得到不排水条件下开挖边坡稳定系数图表及滑动面变化规律,从而建立不排水条件下开挖边坡稳定性评价方法。结果表明,以极限分析上限定理为依据确定边坡稳定系数和不排水抗剪强度比值的关系、滑动面与限制深度的关系来评价边坡稳定性,其物理意义明确,计算结果客观,相比于极限平衡法和数值分析法,极限分析法更适合于开挖边坡的稳定性评价。     

土石坝抗震稳定性分析的极限平衡水平条分法

在土石坝的抗震稳定分析中常采用拟静力法。地震动态分布系数沿坝高呈非线性分布,因而采用竖向条分法将造成水平惯性力计算误差,在分析产生误差机理的基础上,尝试将极限平衡水平条分法应用于土石坝抗震稳定分析中。根据极限平衡法的基本原理,推导了满足力和力矩平衡的水平条分法计算公式。运用0.618多变量轮换优选法,实现了坝体边坡分层自动搜索最危险滑动面。算例分析表明,极限平衡水平条分法对于土石坝抗震稳定分析更为合理,其计算结果可以为土石坝的抗震稳定分析提供参考依据。     

极限平衡理论下边坡稳定性抗滑强度参数反演分析

抗滑强度参数的取值对正确评估边坡稳定性有着重要影响,而参数反演是快速准确获取边坡抗滑强度参数的一种有效方法。基于边坡稳定性分析结果和滑动面抗滑强度参数与临界滑动面一一对应的关系,建立抗滑强度参数与边坡安全系数之间2个特定关系式;由此,在给定临界滑动面的安全系数或某一强度参数时,即可求解反演结果。为了便于计算,考虑多种因素影响,采用极限平衡瑞典法进行稳定性分析,并基于临界圆弧滑动面的判别,推导出参数反演的显示表达式。经算例对比分析,验证了该方法的可行性,且简单适用。同时,参数影响研究分析表明,临界滑动面上的监测点位间距越大,其点位位置误差对反演强度参数的影响越小。最后,将方法应用于工程实例当中,说明了该方法的实用性。     

考虑复合滑动边坡内部剪切约束机制的刚体极限平衡方法

有别于平面滑动与圆弧滑动,具有复合底滑界面的滑坡体在滑移过程中,滑体各部位滑移方向因必须适应底滑界面的倾角而各不相同。滑体经过底滑界面转折部位时其滑移方向会产生突变,这种突变诱导滑体内部产生剪切破裂面,滑体内部的抗剪阻力则阻碍这种剪切破裂面的形成,从而有利于滑体的整体稳定。针对前缓后陡的复合滑动边坡,提出了考虑滑体内部剪切破裂面的三滑面刚体极限平衡分析方法,从而反映滑体内部抗剪阻力对边坡稳定的约束机制。以Vajont滑坡为例进行了详尽的案例分析,结果表明,复合滑坡体存在客观的内部剪切约束机制,三滑面刚体极限平衡分析可以充分反映这种机制,该方法可为具有复合底滑界面的边坡稳定性分析提供新的思路和方法。     

坡向加速度法在边坡稳定分析中的应用

边坡稳定是一个经典而普遍的岩土力学问题,也一直是岩土工程分析的热点。为克服强度折减法中折减系数与工程实际强度不符的失真现象,真实反映边坡地震动载失稳的实际情况,通过引入坡向加速度,提出一种操作简单、物理意义明确的边坡稳定计算方法,即坡向加速度法。该方法通过不断增加坡向加速度直至边坡失稳为止,由极限平衡的思想求得安全系数。通过算例,将该方法与传统极限平衡法和有限元强度折减法进行对比,对强度变化敏感性进行分析。结果表明:坡向加速度法计算所得的安全系数与极限平衡法所得的安全系数非常接近,塑性区与强度折减法塑性区基本一致,计算结果准确,而且操作简单无需假设滑动面;与坡向离心法相比,坡向加速度法计算得到的安全系数更精确且适用于非均质的边坡稳定分析,说明该方法在边坡稳定分析中的适用性和优越性。因此,可将坡向加速度法应用于边坡稳定性分析,其结果可供工程应用参考。     

顺层岩质边坡稳定性极限平衡分析方法比较研究

顺层岩质边坡是影响工程岩体稳定性、导致地质灾害发生的典型边坡岩体结构类型。顺层岩质边坡的稳定性是边坡研究的重要内容。不平衡推力法、Sarma法和直线型分析法是应用广泛的边坡稳定性分析方法,在介绍这3种方法的基础上,以宜巴高速舒家槽大桥桥基顺层岩质边坡为研究对象,分析边坡岩体结构特征和破坏情况,运用这3种方法分析边坡的稳定性,并与边坡岩体结构特征和破坏情况进行比较分析。研究结果表明:Sarma法稳定性分析结果与边坡实际破坏情况非常吻合,更适合于节理裂隙发育的顺层岩质边坡的稳定性分析;不平衡推力法计算结果偏大;直线型分析法结果偏小,较保守。     

金坪子滑坡Ⅱ区堆积体稳定性的二维极限平衡分析

为分析金坪子滑坡Ⅱ区堆积体的稳定性,运用STAB程序,选取二维极限平衡分析法中的摩根斯坦-普莱斯法(M-P法)分析了Ⅱ区在多种失稳模式下的稳定性,并对影响其稳定性的主要因素进行敏感性分析。计算结果表明:天然状态下,Ⅱ区的稳定系数从前缘至后缘逐渐增大,呈现"松脱式"破坏的特点;影响Ⅱ区稳定性的各因素中,最敏感的是滑带土的内摩擦角和降雨造成地下水位升高,其次是地震作用,再次是滑带土的凝聚力。鉴于降雨造成地下水位升高是滑坡体稳定性下降的主控因素,截排水应该是Ⅱ区防护的首选措施。