多层边坡稳定性可靠度及敏感性分析

结合Monte-Carlo响应面法和JC法,采用有限元强度折减法对多层边坡进行稳定性分析,构造输入参数与输出响应量之间的近似显式函数表达,提出了三维多层边坡可靠度及敏感性分析模型;通过可靠度敏感性分析,研究了多层边坡分布参数对可靠度指标的影响规律。结果表明,不同土层的随机变量分布参数对可靠度指标的影响程度存在较大差异,第1层土层的粘聚力均值及其变异性对可靠度指标影响最大。该法适用于任意分布形式的独立随机变量可靠度问题,对低失效概率边坡的稳定性分析也具有一定的精度。     

基于可靠度理论的排土场边坡稳定性分析及参数敏感性研究

采用基于可靠度理论的Monte-Carlo法对一排土场边坡进行可靠性和稳定性分析,得出了该边坡的稳定性安全系数、可靠度指标和失效概率,与传统基于极限平衡理论的定值分析方法相比,可以更加客观真实的对稳定性作出评价。并在此基础上开展了土体参数的敏感性研究,结果表明,土体颗粒内摩擦角的变异性对可靠度指标的影响大于黏聚力变异性的影响,重度变异性对可靠度指标的影响最小。     

多层边坡可靠度计算随机响应面法及配点方法研究

边坡稳定性受工程地质力学特征、坡体几何特征以及施工扰动等复杂因素影响,其力学响应通常呈现非线性特点,造成其可靠度计算缓慢且准确性不高。因此,提出将有限元滑面应力法和多项式混沌展开(PCE)相结合,构建随机响应面法,实现边坡可靠度精细计算。以固戍水质净化厂二期工程多层边坡工程为例,验证该方法的有效性。在此基础上,开展多层边坡失效概率对各层岩土材料剪切强度参数(c和φ)相关性的敏感性研究以及配点方法分析。结果表明:该方法能够有效提高可靠度分析计算效率,并保证精度,且灵活多变,具有广泛适用性;边坡整体可靠度对不同层的c-φ相关性的敏感性显示出明显差异,可靠度对最下层坡体c-φ相关性最为敏感,忽略下层坡体c-φ相关性或许会对失效概率产生误判;对比不同配点方法对响应面计算精度的抽样效果。通过对比可靠度结果可知,按计算精度从高到低排序,依次是改进LHS、LHS、概率配点法。     

石头坪黄土高边坡稳定性的可靠度及敏感性分析

以兰州金城公园二期石头坪景区东侧典型边坡为研究对象,将边坡土体物理力学参数视为随机变量,采用蒙特卡洛随机抽样法及极限平衡法,分析了天然工况和暴雨工况条件下边坡的可靠度指标、失效概率,也分析了边坡安全系数对参数(c,φ,γ)的敏感性。结果表明:暴雨工况边坡可靠度指标明显低于天然工况,失效概率比天然工况明显增大;边坡的安全系数对土体的内摩擦角φ最敏感,粘聚力和重度γ次之,且与土体的内摩擦角φ、粘聚力c呈正相关关系,而与土体重度γ呈负相关关系。综合分析,两种工况边坡均处于稳定状态,适宜景区建设。     

水平受力桩的可靠度分析

结合水平受力桩可靠度的设计验算点法和桩—土体系表层参数响应法 ,分析了水平受力桩的可靠度 ,计算了水平受力桩的可靠指标和失效概率 ,同时对随机变量的变异性对水平受力桩的可靠度的影响也进行了研究。     

基于蒙特卡罗模拟的边坡可靠度评价

土坡稳定分析是十分重要的问题。定值分析法是目前工程设计中常用的分析方法,然而由于没有考虑实际存在的不确定性,得到的结果往往不能真实反映边坡实际状态。边坡可靠度分析法是在传统的确定性分析基础上发展起来的一种更符合客观实际的边坡稳定评价方法,它建立在概率统计基础上,以随机变量和随机过程为研究对象,因此更符合客观实际。边坡可靠度分析中的蒙特卡罗模拟,其收敛性与边坡极限状态方程的非线性,变量分布的非正态性等因素无关,适应性强,是一种有效的大型复杂边坡工程的可靠度分析与评价方法。采用条分法分析土坡稳定性,并通过蒙特卡罗法,对边坡可靠度进行分析,结合工程实例,讨论了土性参数的均值和变异系数对可靠指标的影响。     

降雨强度对第四系边坡稳定性影响机理分析

降雨是影响边坡稳定性的一个重要因素。 以巴润露天矿边坡为例,运用 Sigma / W、Seep / W、Slope / W 3 种分析模块耦合分析的方法研究不同降雨条件(1. 61、4. 17、7. 21 mm / h)下第四系边坡的稳定性,并基于正交试验法 和蒙特卡罗法分析边坡稳定性影响因素敏感性及失稳概率。 结果表明:第四系土体的体积含水率上升速度和影响深 度与降雨强度呈正相关关系;对边坡稳定性的影响程度从大到小依次为降雨强度、黏聚力、内摩擦角、重度;考虑到边 坡稳定计算的不确定性和参数的空间变异性,对边坡稳定性进行抽样计算,得到 3 种降雨工况下边坡失稳的概率分别 为 7. 75%、34. 58%、69. 70%,可见降雨强度的增强提高了边坡失稳的概率,增加了滑坡灾害的可能性。     

黏性土坡稳定的安全系数和可靠度

将边坡定值分析方法同可靠性分析方法相结合，利用定值分析方法的简便，也能考虑土性参数的变异性和不确定性，利用此法在可资利用的土性参数数据有限的条件下，供助于概率统计理论，并利用土性参数分布的3σ法则原理以及土性参数变异 数的公开报道值，取得可靠性分析的数据，同样能对土坡稳定性和安全可靠性进行有价值的多侧面评价，基于简单黏性土坡模型，应用该算法的计算分析结果证明：在定值分析基础上进行可靠性分析，理论上正确，实践上简便易用，同时，着重对黏性土坡稳定敏感性因素及其可靠度的一些规律作了较为深入的研究。图4，参8。     

基于极限分析的三维边坡可靠度研究

基于极限分析上限法提出了非相关联流动法则速度场下三维边坡的安全系数计算方法与可靠度计算模型,该方法有效地避免了在求解相关联法则速度场时,由于摩擦角过大会出现的速度场不收敛问题。基于双对数螺旋线破坏机制,考虑土体参数的空间变异性,提出的可靠度计算方法,相对于二维计算模型能够更加精确地计算边坡的失效概率。最后结合算例讨论了土体参数变异系数对三维边坡可靠度的影响。结果表明,边坡的失效概率随着土体参数c、φ值变异系数的增加而增大,其中c值变异系数对失效概率影响显著,φ值变异系数对失效概率影响相对较小。     

矿山边坡可靠度分析的研究

在边坡稳定性分析中，把岩体强度参数视为随机变量来处理，考虑到边坡工程的风险性，用工程类比法确定出整体边坡允许破坏概率和目标可靠度指标，从而选择最佳边坡设计方案。     

顺达露天矿陡倾节理边坡稳定性评价

顺达露天矿南帮为一陡倾节理岩体边坡,存在安全隐患。运用优势指标法,确定优势滑面,并计算边坡的稳定性系数。运用不稳定概率分析法,对稳定安全系数进行了可靠度评价;运用单一变量方法,对煤和砂岩的内摩擦角与黏聚力进行了敏感性分析。结果表明,该设计边坡整体稳定,但是低于设计安全系数,整体稳定概率为73%(Fs≤1.1);砂岩内摩擦角对边坡稳定性影响较大,建议实际工程中应注意截排水措施,防止雨水下渗引起岩土体抗剪强度的降低。     

复合边坡影响因素敏感性分析

以某露天矿东帮与外排土场构成的复合边坡为研究背景,为研究东帮帮坡角、排土场帮坡角、东帮与排土场距离以及开采深度4个因素对复合边坡安全系数的影响性大小,利用正交设计进行方案设计,并利用极限平衡法进行理论分析。通过统计计算对影响因素进行敏感性分析,建立四元一次方程,得出各因素对边坡稳定性的影响大小,有利于边坡后期稳定性分析及边坡防治方案的建立。     

土质边坡稳定性分析方法比较研究

基于Fortran语言编制计算程序,考虑边坡坡高、坡角及土的含水量、抗剪强度等参数,对瑞典法、毕肖普法和简布法三种边坡稳定性分析方法安全系数进行了比较分析,揭示出坡角是影响三者差异性最主要因素.     

基于折线滑动的岩质边坡非概率可靠性分析

矿山高陡边坡稳定性研究是露天开采中的一个重要研究课题,由于边坡岩土体构成复杂,用传统的定值求解安全系数的方法已经不能很好地描述岩土体参数的不确定性。通过对折线滑动破坏模式的分区进行相关岩石室内试验,并根据实际工程岩体的情况对室内岩石参数进行强度折减,同时对边坡体不确定性参数进行区间描述。根据折线滑动的破坏模式,结合传递系数法,推导折线滑动非概率可靠度指标求解的功能函数,结合不同的区间解法对功能函数进行求解,得出最终的非概率可靠度指标,从非概率的角度对边坡可靠性进行研究分析。     

基于ABAQUS的边坡稳定性影响因素分析

为了分析不同因素与边坡稳定性的相互关系,借助了ABAQUS有限元模拟软件通过强度折减法,采用控制变量的方法建立了仿真模型,分析了弹性模量、容重、边坡高度、坡面角、粘聚力以及内摩擦角单因素变化对边坡稳定性的影响,得到了不同参数下安全系数随影响因素数值变化的规律。计算结果表明:弹性模量的变化对边坡的稳定性影响不大,岩土的容重、边坡高度和坡面角与边坡安全稳定系数呈线性负相关,岩土的粘聚力和内摩擦角与边坡安全稳定系数呈线性正相关。     

随机场模型下相关距离及参数变异系数对边坡稳定可靠度的影响

由于土体的不均匀性和不确定性,土性参数在空间上表现为各向异性。为了研究土性参数各向异性对边坡可靠度的影响,采用C++语言通过局部平均法对二维随机场进行离散,得到协方差矩阵;输入参数的均值与标准差,建立了边坡随机场计算模型。结合有限差分强度折减法和响应面法与Monte-Carlo法,对比分析了模型相关距离以及土体黏聚力变异系数对边坡可靠度的影响规律。结果表明:根据随机场计算模型,在相同土体黏聚力变异系数下,随模型相关距离增大,边坡失效概率变化随之增大;在随机场计算模型相关距离相同时,边坡失效概率随着土体黏聚力变异系数的增大而呈现出上升趋势;相较与水平方向,随机场计算模型中垂直方向的相关距离变化对可靠度的影响程度更为明显。     

露天铁矿边坡稳定性分析方法

采用模糊测度方法、有限元法及Bishop法对露天矿节理化边坡的稳定性进行了探讨, 分析了在地下水影响下边坡稳定性随坡角及坡高的变化规律。研究结果表明, 坡角达到45°时, 最大失稳模糊概率为0.108 8, 有限元法和简化Bishop法计算的安全系数分别为1.004 0和1.036 0。在保证合理坡角的前提下, 坡高对边坡稳定性的影响是有限的。本文提出的综合分析方法可为今后露天采场的合理坡度以及合理矿山境界的确定提供一定参考依据。     

矿山边坡可靠性分析研究

在边坡稳定性分析中，把岩体强度参数视为随机变量来处理，考虑边坡工程的风险，用工程类比法确定出整体边坡允许破坏概率和目标可靠性指标，从而选择最佳边坡设计方案。笔者认为，破坏概率与安全系数值是不同范畴的概念。可靠性分析方法充分考虑到了各种影响边坡稳定性因素的变异性，其计算结果更为可靠和适用。     

独木陇尾矿坝抗滑稳定的可靠度分析

在独木垅尾矿坝抗滑稳定分析和评价中引入蒙特卡洛法,考虑粘聚力、内摩擦角、密度等尾矿参数变异性和孔隙水压力不确定性的影响,求出了坝体稳定安全系数与安全系数可靠度指标,2个安全指标均表明坝体已处于临界稳定状态。然后通过随机变量敏感性分析确定了孔隙水压力是影响坝体稳定的最不利因素,从而提出了加强坝体排渗措施的整改建议。研究方法对其他尾矿坝抗滑稳定分析与评价具有借鉴意义。     

基于黄土沟壑区边坡稳定性影响因素分析

借助坡体稳定性评价指标得出坡体稳定性的5个具体影响因素,并通过正交实验获得了5个因素影响程度排序:坡体角度δ>坡高h>内摩擦角φ>内聚力c>土体容重γ。结合一个坡体算例,通过边坡稳定性分析软件Slide结合正交试验法进一步验证了稳定性影响程度排序的可靠性,并得出坡体角度是影响稳定性的最重要影响因素,在此基础上进一步分析得出坡体角度与坡体稳定性和边坡安全系数之间的具体函数关系。