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。     

谈极限平衡法的研究现状

针对应用于边坡稳定问题分析的极限平衡法,分析了不同经典算法的基本计算假定以及主要特点,介绍了极限平衡法的发展,为设计施工以及进一步的理论研究提供了参考。     

边坡稳定三维分析的极限平衡方法

介绍对边坡稳定分析三维极限平衡方法的一个新解法 ,它是二维Spencer法在三维条件下的扩展。该法保证了滑坡体三个方向的静力平衡 ,同时 ,还增加了一个整体力矩平衡条件 ,行界面的条间力不再假定为水平 ,条底的剪力方向也不假定为平行于主滑平面。考题和工程实例说明了其可行性和实用性。     

土质边坡三维极限平衡法稳定分析与探讨

在二维极限平衡条分法的基础上,提出了评价边坡稳定性的三维极限平衡方法,考虑了三维效应后,边坡体的稳定系数有了明显提高,通过对信陵滑坡稳定性的计算分析,取得了较为满意的结果。     

极限平衡法与有限元法在边坡稳定中的对比

分析了极限平衡法和有限元强度折减法的基本原理,针对同一边坡进行了稳定性分析,分析结果表明:利用有限元强度折减法得出的安全系数与毕肖普法和简布法差值分别为0.288和0.359。     

土坡稳定的非线性极限分析

本文在非线性破坏准则下应用上限极限分析法研究土坡稳定问题,将上限分析法和极限平衡法相结合得到一个最小的上限解。分析中还引入地震系数,用以研究地震条件下的土坡稳定.求解时采用较为简便的逆解法,分析结果以坡度系数的形式表示土坡临界高度。本文分析了强度参数和地震系数对土坡稳定的影响,分析结果与文献中报导的数量不多的离心模型试验结果相比,较为接近。     

基于极限平衡的边坡稳定分析

利用有限元法求坡体处于弹性状态时此面上的应力场,计算出此面上的法向应力和切向应力分布,由切向应力求出坡体的滑动力,再由法向应力和Mohr-Coulomb破坏准则求出此面达到极限平衡状态时所能提供的抗滑力,得出坡体的安全系数。通过算例发现,该方法分析边坡稳定是可行的,所获得的坡体安全系数比强度折减法和重度增加法均要小。通过分析不同参数对计算的影响发现,弹性模量E、泊松比μ对分析精度影响较小,黏聚力c、内摩擦角对计算精度影响较大,计算参数的改变对重度增加法的计算结果影响最大,对强度折减法和有限元极限平衡法影响相对较小。     

边坡稳定分析中关于不平衡推力法的讨论

不平衡推力法在我国工业与民用建筑及铁道部门广为应用,当边坡滑面为圆弧时,不平衡推力法的精度与严格条分法相当。然而,由于不平衡推力法假设条间合力的方向与相邻土条底面平行,从而导致在某些工况下(非圆弧滑面),安全系数的误差大到百分之几十甚至更大,这显然会给工程带来安全隐患。鉴于上述原因,以非圆弧滑面为研究对象,较为全面地分析了不平衡推力法在各种工况下(共200多个算例)可能引起的误差,得出误差最小的几种工况,并建议对于非圆弧滑面最好不要单独使用不平衡推力法,而应采取多种方法进行综合分析。     

对“土坡稳定的有限元塑性极限分析上限法研究”的讨论

1引言贵刊2004年11期王均星、王汉辉、吴雅峰先生的文章“土坡稳定的有限元塑性极限分析上限法研究”(以下简称文[1])指出:“本文在Sloan[2,3]提出的有限元塑性极限分析上限法基础上对约束条件加以改进,基于虚功原理和有限元等效结点载荷的思想,建立起超载系数(极限荷载)和强度储备系数(安全系数)为目标函数的线性规划摸型。借助线性规划求解边坡稳定问题”。拜读全文后,有如下几点望与文[1]作者商讨。2安全系数文[1]在概述中指出“后者(注:有限单元法)虽然能给出边坡应力场与位移场,却无法给出明确的安全系数。在工程上多作为边坡稳定参考…     

边坡稳定性的三维极限平衡分析方法及应用

边坡稳定性评价,特别是对于具有复杂几何特征的问题,应作为三维问题来处理。文中提出了一种评价边坡稳定性的三维极限平衡方法。该方法中滑面可采用４ 种类型：天然不连续面,剪切作用形成的球面,剪切作用形成的旋转椭球面和组合面。程序使用者可结合工程经验方便地确定可能的滑面,对工程上可能的多个滑动方向进行计算。同时可考虑地下水作用、地震等因素。水库库岸滑坡区分析算例表明,该方法及ＳＳＡ ３Ｄ 程序适合处理三维边坡稳定性评价问题。     

一般形状边坡三维极限平衡解答

本文基于空间滑面正应力修正模式,提出一般形状边坡三维极限平衡新解法。假设三维滑面正应力的初始分布,用含有3个待定参数的修正函数对其进行修正,使滑体满足3个方向力的平衡条件以及绕垂直滑动方向坐标轴的力矩平衡条件,推导出关于安全系数的3次代数方程,得到边坡3D安全系数显式解。本文方法无需对条柱间作用力进行假设,计算原理简单;安全系数由显式解直接计算,无需迭代,不存在收敛性问题;由于满足4个平衡条件,计算结果可靠;适用任意形状的非对称边坡,工程应用前景广。算例与工程应用计算结果表明了方法的有效性与实用性。     

一种边坡稳定性分析的三维极限平衡法及应用

将离散后的条柱间作用力等效成滑面正应力,依据整个滑体的平衡条件,提出一种适用一般空间形态滑面的边坡三维极限平衡法。首先通过类比经典土压力理论和Spencer的条间力假定,提出了条柱间作用力假设模型,由典型条柱的平衡条件得到滑面正应力的分布函数(含3个待定参数),再根据整个滑体的4个主要平衡条件建立平衡方程,采用数值方法和解析法求解平衡方程组获得三维安全系数。算例验证研究结果表明：该方法计算结果与已有方法相印证,其精度与严格三维极限平衡法相当,适用于任意空间滑面形态。最后,应用该方法初步评价金坪子II区边坡的整体稳定性,取得较理想的效果。该方法理论严谨,结果可靠,计算过程简单且易于编程,可在边坡工程设计及滑坡治理中推广应用。     

极限平衡条分法中条块个数的影响分析

对极限平衡条分法中常用的适用于圆弧滑动面的简化毕晓普法进行了计算分析,着重探讨了条块个数对计算结果的影响,针对典型算例进行了详细计算分析,得出过小的条块个数结果偏大,分析计算时应取条块数20以上。     

Two-dimensional stability analysis of a soil slope using the finite element method and the limit equilibrium principle

A slope stability analysis method using the finite element method and the limit equilibrium principle is presented in this paper to determine the critical slip surface and to calculate the minimum safety factor based on the stress field produced by a numerical simulation. This method assumes a cutting export and makes good use of geometric combination to reduce the search range during the calculation process. The proposed method was validated using two classical benchmark slopes and an engineering slope; it was also compared with other conventional limit equilibrium methods. The error between the proposed method and the limit equilibrium method was relatively small. The proposed method resolved several limitations of the traditional methods, and a comparison of the benchmark slopes showed that the proposed method exhibited good accuracy and efficiency. The proposed method can thus analyse both the stability of a natural slope and the stability of a soil slope under seismic loading conditions.     

基于数值流形法的土质边坡动力稳定性分析

由于对NMM动力作用下边坡的稳定分析研究较少,利用数值流形法（NMM）对这一问题进行了分析研究,引入黏性阻尼来耗散系统的能量,通过算例验证了NMM求解边坡永久位移的有效性;利用地震动力时程分析得到的边坡应力场计算出了边坡的动力安全系数时程曲线,并搜索得到地震时程下最小安全系数及其对应的边坡最危险滑裂面,将该最危险滑裂面模型作为NMM的计算模型进行永久位移的计算且与Newmark法得到的结果进行对比,两者结果相近。结果表明：NMM可有效进行边坡动力稳定分析、模拟计算边坡的永久位移。     

基于流形方法和图论算法的岩/土质边坡稳定性分析

目前边坡稳定性分析常用的极限平衡法存在着不能考虑实际岩土体的应力应变关系,假设过多等缺点,强度折减法也存在着需要重复计算工作量大,计算容易不收敛,难以考虑边坡应力路径影响及较难直接得到滑裂面等不足。从边坡的应力状态出发,借助基于物理覆盖系统、能较好统一连续和不连续分析的数值流形方法,得到土质边坡或存在着较多不连续面的岩质边坡的应力场分布,并将边坡稳定性分析转化为图论问题,利用Bellman-Ford搜索算法快速稳定地寻找出边坡的安全系数和最危险滑裂面。该方法无需做过多假设及迭代计算,可以反映边坡的应力路径影响,较好地统一岩质/土质边坡稳定性分析。     

基于极限平衡法的杨家坝滑坡稳定性分析

介绍了云阳县杨家坝滑坡的概况及危害,采用极限平衡法对该滑坡体进行了综合分析和评价,得出了杨家坝滑坡整体在各种工况下均是稳定的,仅有局部地段（H2-1）滑坡有变形可能的结论。