基于力平衡求解安全系数的一般条分法

对于一般条块,建立了力平衡方程,导出了条间力递推方程,研究了基于力平衡求解安全系数的一般格式,从而建立了基于力平衡求解安全系数的一般条分法。而基于力平衡求解安全系数的垂直条分法只是它的1个特例。通过分析Sarma法的适用性,根据条块位移的相容关系给出了1个新的条间剪力方程,明确了条间剪力与滑动面几何形状之间的关系,以及条块界面上剪切强度的折减系数随条块和滑动面的几何形状的变化规律。基于新的条间剪力方程可建立条块界面和滑动面上的剪切强度具有不同折减系数的非严格一般条分法。算例分析表明,所给新方法优于Sarma法。应用它能够得到更合理的安全系数值。即使条块形状是变化的,该法也能够给出一致的安全系数值,而且能够保证迭代过程稳定收敛。     

边坡各种极限平衡条分法对比分析

对条分法作了简单概述,就基于不同假设条件下的各种极限平衡条分法进行了对比分析,同时对各种条分法的计算精度作了分析,最后总结出极限平衡条分法的局限性,以期为边坡的稳定性分析奠定基础。     

考虑权重系数的瑞典条分法的改进

简要介绍了分析边坡稳定性的主要方法,针对瑞典条分法忽略土条间的作用力,造成计算精度偏低的问题,通过对不同土条的权重系数考虑,对瑞典条分法理论进行了改进,达到了提高计算精度的目的。     

边坡可靠度的随机斜条分法上限解

基于边坡的斜条分法上限解，根据摄动法基本原理，推导出极限荷载的随机向量表达式；然后，利用函数连分式求出复杂函数的偏导；最后，通过最佳平方逼近法求解边坡的可靠度问题。结果表明，计算结果精确，计算效率高。     

一个用于边坡稳定分析的通用条分法

介绍了通用条分法的基本方程。与经典公式的不同在于，它直接将条间力合力的大小和方向作为未知数，通过定义不同的条间力倾角函数，可以方便地模拟各种严格条分法，如Spencer法、Morgenstem-Price法以及基于力平衡的简化法，如不平衡推力法、陆军工程师团法、罗厄法等。方程的求解采用了Rapid Solver法，算例分析表明，通用条分法GLE具有较高的数值精度和实用价值，且方程形式简单、易于编程。     

边坡稳定性分析新的一般条分法

当潜在滑体内有倾斜的相对弱面或端部外侧面倾斜且有水压力作用时,边坡稳定性分析采用一般条分法应比采用垂直条分法更为恰当.本文提出的新的一般条分法,属于非严格极限平衡的条分法,能用于包括局部上凸在内的滑动面为任意形态的边坡,可保证条块界面不处于受拉状态和不违反土体破坏准则,适应端部条块外侧倾斜且有水压力的情形,计算过程较简单.     

边坡稳定性分析的改进条分法

本文利用极限分析和刚性有限元离散概念￣［１１］，提出了一种用于边坡稳定性分析的改进条分法。该方法利用优化技术直接调整条块间及滑裂面上的内力，使得对给定的滑裂面安全系数取最大值，而对各个不同的滑裂面寻求使安全系数为最小的滑裂面。对滑裂面的形状、条块间的内力之间的关系等不做任何假定，因此能更真实地反映边坡的实际稳定状态。     

基于不同规范中的瑞典条分法的几个问题探讨

瑞典条分法是最简单最古老的一种极限平衡分析法,已编入我国的多本规范中。论文就我国规范中瑞典条分法应用过程中出现的一些问题进行了探讨,主要包括不同规范中的瑞典条分法公式的一致性,土的强度参数的选择问题,考虑水的影响的分析方法,土工结构物在边坡稳定性分析中的考虑。论文尝试回答这些疑问,对有些争议问题也给出个人的看法,以期达到抛砖引玉,让更多的研究者来关注这些工程应用问题。     

边坡稳定分析中通用条分法的简化计算

阐述了较严格的通用条分法的基本原理及建立极限平衡下的各种平衡方程式，并在此基础上对边坡稳定分析作了一种有效假定来简化计算，即垂直条块间竖向力与水平力相互作用满足Mohr—Coulomb准则的函数关系。通过与其他方法的比较和例题分析，证明简化计算结果是可行的。     

边坡锚固工程分析中的水平条分法

对目前中国规范推荐用于边坡加固计算的垂直条分传递系数法进行研究,发现将该方法用于边坡锚固受力分析时,不仅存在垂直条块与加固结构体(锚杆和锚索)相互交叉,而且计算得出的锚固力与加固体的实际锚固力存在偏差等缺陷。在相关资料提出的、用于加筋土稳定性分析的水平条分法基础上,结合边坡锚固工程的特点,将该水平条分法做进一步拓展,使其能适用于锚杆和锚索等边坡锚固工程的稳定性计算,并通过工程实例对拓展后的水平条分法进行了验证。     

土坡稳定分析普遍极限平衡法数值解的理论及方法研究

现有的普遍极限平衡法沿用Morgenstem—Price法的条间力假设作为补充原则。然后分别求得整体力矩平衡和力平衡的安全系数分布图形，两者的交点即为边坡的安全系数。为改变这种求解方法。从更普遍和广义的角度着手，将条间力关系与安全系数的定义紧密结合，使条间力关系与安全系数融为一体，以此建立更为严格的普遍极限平衡法（GLE法）的理论及方法。同时，针对该理论及方法，构筑适用于任意滑裂面的数学模型和有效的数值模拟过程，从而给出普遍极限平衡法（GLE法）数值解的更为严格的数值方法。若干实例的分析证实所建立的理论及数值方法的正确性和可行性。     

求解边坡矢量和安全系数的三维条分法

 将潜在滑体划分成条柱,在对各条柱间力及条柱底滑面抗滑力合理假定的基础上,对条柱及滑体进行静力平衡分析,求解出各条柱的抗滑力和作用在底滑面的法向力,运用矢量和安全系数的定义,提出一种求解边坡实际受力状态的矢量和安全系数的三维条分法。算例分析表明,对于单一平面滑面或对称滑面矢量和安全系数三维条分法与相应于条间力假定的强度折减的三维极限平衡方法计算结果一致。当边坡的滑面为一般情况时,矢量和安全系数比相应于条间力假定的强度折减法的结果都要略小。     

确定岩质边坡地震安全系数的简化方法

 作为岩质边坡地震稳定性评价的规范方法,拟静力法忽略岩体的动力特性和地震动大部分特性的影响,而地震时程分析法考虑的因素较全面,却相对费时费力。目前岩质边坡地震稳定性评价缺乏较好地考虑岩体的动力特性和地震动特性的简化方法。为此,综合利用时程分析法和拟静力法的各自优点,建立地震安全系数与拟静力安全系数间的关系,提出2种岩质边坡地震稳定性评价的简化方法：(1) 对于重要边坡,建立边坡地震安全系数与地震动峰值、边坡拟静力安全系数的统计经验公式;(2) 对于一般边坡,统计边坡地震安全系数与拟静力安全系数的修正系数,建议相应的修正方案。以典型岩质边坡为例,采用显式波动有限元–极限平衡法,阐述所提出的简化方法的详细实施步骤,初步证明所提出方法的可行性和合理性。所建议的简化方法为重要工程岩质边坡震后快速评估和一般工程岩质边坡抗震稳定性评价提供有益的思路和重要参考。     

岩石边坡动力稳定安全系数的块体单元法分析

 将动力分析的块体单元法应用于岩石边坡地震稳定时程分析。将黏弹性人工边界条件的思想与块体单元理论相结合,建立块体系统的人工边界条件,用以模拟地基的弹性恢复能力和地基对散射波能量的吸收,从而消除波动在计算区域边界上的反射。黏弹性边界具有稳定性好,易于与计算程序结合的优点。通过动力计算所得的块体加速度计算块体的惯性力,并由此判断块体可能的滑动模式,进而根据滑动模式将惯性力分解为块体滑动力和垂直于滑动方向的作用力,由此作用力计算块体的抗滑力。块体抗滑稳定安全系数即为抗滑力与滑动力之比,从而可以得到地震过程中块体稳定安全系数时程曲线。小湾水电站进水口边坡算例体现了该方法的工程应用能力。     

爆破振动作用下边坡极限平衡分析的等效加速度计算方法

 基于波动理论,研究边坡相同质点振动速度不同爆破振动频率下质点位移、振动加速度及边坡应力状态,结果表明相同质点振动速度下,边坡峰值振动位移与频率成反比、峰值振动加速度与频率成正比,而边坡体应力峰值基本相同,质点振动加速度与边坡体应力状态没有直接的相关性,振动频率越高,位移、加速度及应力峰值沿边坡深度变化越快;综合考虑振动频率、加速度及边坡体应力状态的相互关系,基于边坡体中相同峰值振动速度产生相同的峰值应力,得到由高频爆破振动波加速度向低频振动波加速度的转换方法,提出边坡极限平衡分析法的爆破振动等效加速度计算方法,为边坡施工期爆破动力稳定分析爆破荷载确定提供理论依据。     

边坡抗滑稳定安全系数的有限元迭代解法

提出用厚度较小的常规矩形(平面)或立方体(空间)单元来描述滑坡体与岩基之间的接触面，并给出了使滑动面上应力满足摩尔库仑极限条件的非线性迭代算法。在此基础上提出了保留滑动面上最下端单元处于弹性状态的滑坡体抗滑稳定安全系数的有限元迭代解法。这种方法可用于求解2维或3维问题，且能同时给出边坡临界失稳时的位移场和应力场。给出了具有折线滑动面的滑坡体抗滑稳定安全系数计算实例，结果表明该方法有效、合理和可靠。     

岩质坝基稳定分析的等安全系数法及可靠度研究

坝基抗滑稳定问题中,软弱结构面概化为多滑动面的情况相当常见,而规范对此并未给出明确的校核方法。为了提出一整套具有普遍适用意义的坝基多滑面稳定校核公式以及配套参数,为设计提供参考依据,首先在滑楔法基础上提出一种新的适用于多滑面和双滑面的等K′法;然后通过安全系数直接构成的极限状态方程,对等K′法进行可靠度研究,并分析强度参数的互相关性对可靠指标的影响。最终明确给出该方法定量安全系数K′的设计验算式、安全允许指标以及配套的分项系数。多方案验算结果表明,强度参数f,c的互相关性对可靠指标的影响比较显著:随着相关性从完全独立变化到完全负相关,可靠指标β与ρf,c的关系基本呈现非线性的增长,涨幅最大达到48.7%。常规方法将f,c视为独立变量,计算结果是偏于安全的;对等K′法设计验算式中的结构系数γd1,提出分等级的推荐取值,I,Ⅱ,Ⅲ级大坝γd1分别为1.2,1.1,1.0。方案验算和实例应用证明,采用等K′法验算式以及配套的分项系数进行坝基抗滑设计是可行的,安全可靠度也更有保障。     

边坡稳定安全系数求解格式的分类统一

根据极限平衡条分法所满足的平衡条件，将现行13种极限平衡条分法分为4大类：M类(仅考虑对选定求矩中心的力矩平衡)、VM类(考虑垂直方向力的平衡和对选定求矩中心的力矩平衡)、HV类(考虑水平方向力的平衡和垂直方向力的平衡)和HVM类(考虑所有平衡条件)。其中，M类(瑞典法)有显式解，VM类(简化Bishop法)有隐式的安全系数表达式，迭代并不困难。将现有极限平衡条分法对条问力的假定表示成统一形式，根据力和力矩的平衡，推导出十分简明的条间力递推方程和条问力矩递推方程。根据条问力递推方程，建立了传统意义上(保持原有方法所满足的平衡条件、对条间力的假定和未知量小变)基于力平衡(HV类)的安全系数统一求解格式。根据条间力递推方程和条问力矩递推方程，通过Newton-Raphson法建立了传统意义上基于严格半衡(HVM类)的安全系数统一求解格式。不但便于程序的编写，而且有利于不同方法优缺点的比较和理解。     

基于时程分析的岩质高边坡开挖爆破动力稳定性计算方法

提出一种计算岩质高边坡爆破开挖情况下动力稳定性安全系数的时程分析方法。根据爆破振动峰值速度衰减规律和爆破振动速度或加速度时程曲线，可计算得到特定时刻作用在各条块上的爆破振动惯性力，并根据其相位确定惯性力作用方向，然后施加到各条块上。结合刚体极限平衡分析方法中的Sarma方法，即可求得对应于该时刻边坡的稳定性安全系数。以某一时间步长进行整个爆破过程的计算，可得到相应的爆破动力作用下的边坡动力稳定性安全系数时程曲线。该法综合考虑爆破振动的幅值衰减、频谱特性和相位角的变化，突破了拟静力法中用综合影响系数折减爆破荷载的局限性，得出的边坡爆破振动稳定性安全系数随时间的变化规律，可较好地反映边坡稳定性在爆破过程中的变化过程，为优化边坡爆破开挖设计提供依据。