边坡三维稳定分析的数学规划法

在有限元法求解应力的基础上，采用数学规划法分析边坡稳定的问题。通过数学规划法与有限元法的结合，不但满足边坡力的平衡条件，而且考虑了材料的应力与应变关系，计算时不需做任何假定，使得计算结果更加精确合理。文中列举了计算例题及工程实例，计算结果表明用该方法解决三维边坡稳定分析问题是可行的。     

考虑渗流作用的岩质边坡稳定分析

在讨论了地下水渗流对岩质边坡稳定作用机理的基础上，提出考虑岩体渗流与应力耦合作用的有限单元法与条分法相结合的边坡稳定分析方法，该方法采用有限元法计算边坡的应力应变，把有限元法的计算结果运有到条分法中进行边坡的稳定验算。     

土坡稳定分析的应力投影法

采用应力投影法计算土坡假定滑动面的稳定系数，从而将传统的边坡稳定问题与有限元应力分析直接联系起来，进行最危险滑动面的搜索。通过大量的计算分析，探讨了坡顶堆载位置、裂缝位置和裂缝深度影响土坡稳定的一些规律。     

非稳定渗流下的三维边坡稳定分析

在边坡稳定分析中,通常采用二维条分法,但实际上滑坡体常常具有三维特性,因此相应地产生并发展了边坡稳定的三维条柱法。然而,在进行三维稳定分析时通常较少考虑边界水位变化时产生非稳定渗流时的边坡稳定性。以某一工程为例,基于三维简化Bishop法思想,并考虑边界水位变化时的非稳定渗流场,给出了相应的安全系数公式,进行边坡稳定性评价,结果表明,在边界水位变化时,水位下降初始阶段的安全系数值最低,且三维分析方法得到的安全系数较二维分析法有所提高,能更客观地对边坡稳定进行评价。     

高重力坝岸坡坝段侧向稳定分析研究

某水电站为一等大(1)型工程,其主体挡水建筑物高达203m,是目前国内在建最高的碾压混凝土重力坝。在施工期,为了满足施工进度安排的要求,需要分析研究左岸岸坡进水口坝段的侧向稳定性。为此,分别采用刚体极限平衡法和有限元法,按分项系数法的原理进行计算分析,得到了以抗力与效应比值表征的点安全度和面安全度,以及最大稳定高度等成果。坝段的侧向抗滑稳定分析所得比值大于1,抗滑稳定性能够能够满足规范要求,但为了稳妥起见,施工时应控制最高浇筑高程。     

基于矢量和法的三维边坡滑面搜索研究

基于矢量和法的分析理论,进行了三维边坡临界滑动面的搜索研究。用数值方法求得边坡应力场后,通过矢量和法稳定性分析程序及滑面搜索程序,求解了三维边坡的临界滑面问题。对比研究发现:在二维情形下,利用矢量和分析理论对极限平衡法的临界滑面进行求解的结果与对其自身临界滑面进行求解的结果比较接近;三维情形下,通过滑面搜索能得到更加准确的稳定性分析结果。     

天荒坪电站开关站边坡稳定分析中的双滑面计算模式

由两个斜交结构面构成的空间双滑面边坡楔形体的稳定分析是工程中经常遇到的问题，本文以天荒坪抽水蓄能电站开关站Ⅲ区边坡为例，建立了双滑面楔形体的稳定分析计算模式，解决了工程实际问题。     

巴塘水电站泄洪洞导流洞进口边坡稳定分析

巴塘水电站泄洪洞导流洞进口边坡处于金沙江峡谷与巴楚河切割形成的三面临空山梁地带,岩体卸荷、风化发育,工程边坡开挖高度超过100m,再加上底部跨度均超过20m的泄洪洞和导流洞开挖,边坡稳定问题突出。为此,采用刚体极限平衡法对工程边坡抗滑稳定进行分析,并按照设计标准制定支护处理方案,同时,又采用三维非线性有限元法对边坡及洞室开挖过程中的变形稳定进行分析,结果表明,现有支护方案可使边坡满足稳定要求。目前,该边坡及下部洞室开挖已基本完成,整体变形稳定,达成预期截流目标。     

考虑参数不确定性的边坡稳定分析

在分析了计算参数不确定性对边坡稳定分析结果影响的基础上,运用模糊集理论考虑计算参数的不确定性,提出了模糊参数的具体构造方法和边坡稳定的不确定性分析思路。该方法可以根据不同隶属度下的参数截集区间,计算出相应隶属度下的安全系数区间,并可由此得到安全系数的建议值。     

利用有限元计算成果进行边坡稳定计算探讨

在大多数工程的建设及施工中，通常是采用传统的极限平衡法进行边坡的稳定性计算及校核，用直观的安全系数来评价边坡的稳定性。随着有限元理论的问世及发展，很多大型工程的边坡稳定问题引入了有限元理论。但有限元计算成果通常是作为一种稳定性校核的手段。利用有限元计算成果，我们同样可以对边坡的稳定性作一个传统的定量评价，其计算出来的安全系数通过大量工程验证，证明其结果优于简化的极限平衡计算法，具有一定的应用价值。     

考虑降雨入渗影响的公路边坡稳定性分析

降雨是引起边坡失稳的重要原因, 降雨与边坡稳定性有着复杂的关系。基于饱和2非饱和土渗流理论与极限 平衡理论, 以某边坡为例, 采用 Geo 2studio 软件 SWEEP/ W 模块和 SLOPE/W 模块对公路不同工况下边坡渗流进 行研究并计算得到边坡安全系数变化曲线。结果表明: 边坡开挖前较为稳定, 开挖造成了边坡欠稳; 中到大雨情况 下该边坡安全系数降幅达 39%; 随着降雨结束, 渗流趋于稳定, 安全系数略有回升; 有必要根据降雨量大小对该边 坡进行监测与巡视。计算结果与前期勘察报告、 施工勘察结果基本一致, 说明降雨对该边坡影响较大。该考虑动态 降雨范围的稳定性计算方法为公路边坡设计、 施工、 监测提供了依据。     

考虑土层边界不确定性的边坡稳定性概率分析

目前,边坡稳定性的概率分析多数只考虑了单层土质边坡中的土体参数空间变异性,而忽略了多层土质边坡中土层边界不确定的影响。为此,提出了同时考虑这两类因素的边坡概率分析方法,利用随机有限元法和克里金插值方法同时表征了土体参数空间变异性和土层边界不确定性并考虑了静力触探测试对土层边界不确定性的约束。以某二维边坡为例,对比分析了仅考虑土体参数空间变异性和同时考虑两类因素的情况。结果表明,土层边界不确定性的影响在边坡稳定性分析中不可忽视。详细分析了边界深度变异系数、边界深度相关长度、静力触探布置密度对边坡稳定性的具体影响,并指出静力触探布置的合理密度与边界深度相关长度息息相关。因此,在设计边坡时能否获取边界深度相关长度的信息,是优化设计费用的关键。     

基于FLAC3D多裂隙模型的层状岩质边坡破坏特征及稳定性

采用FLAC3D多裂隙本构关系,建立层状岩坡平面破坏特征的各向异性数值分析模型。运用强度折减法,得出边坡安全系数与层间弱面倾角β、坡角α、坡高H以及岩体抗剪强度之间的关系,并采用灰色关联法给出了各因素对安全系数的影响程度。研究结果表明:顺倾向边坡,当β≤15°时,其破坏形式主要是拉裂-剪切-滑移破坏,滑面不沿层间弱面;当15°βα时,产生顺层滑移破坏;当β≥α时,坡顶处沿弱面滑移,坡角处弯折破坏。反倾向边坡,当β50°时主要为压剪破坏,β较大时(β≥50°)为倾倒破坏。随着β的增大,顺倾向边坡的安全系数呈先减、后增、再减的趋势,且水平层状边坡的稳定性要高于直立边坡;反倾向边坡的安全系数变化趋势与顺倾向边坡相反。当βα时,顺倾向边坡的稳定性要高于同倾角的反倾向边坡。顺倾向边坡,坡高对其稳定性影响最大,其次为弱面黏聚力和坡角,而弱面倾角和弱面摩擦角相对影响较小;反倾向边坡,各因素对其稳定性的影响程度依次为弱面摩擦角、坡角、坡高、弱面黏聚力和弱面倾角。     

考虑块石随机空间分布的土石混合体边坡稳定性研究

为准确定量评价块石随机空间分布对土石混合体边坡稳定性的影响,分别采用随机块石模型和等效强度参数可靠度两种方式对土石混合体边坡稳定进行评价。首先,利用随机块石模型生成块石随机空间分布的土石混合体边坡,然后采用有限元强度折减法分析评价块石的随机分布对边坡稳定性的影响。与之同时,将随机分布的土石混合体等效为一定取值范围区间的均匀材料,结合响应面法对土石混合体边坡进行不确定性分析评价。研究结果表明:随机块石模型能直观反映因随机块石而引起塑性剪切带的"绕石""分流"现象,且空间分布的不同对其影响也不尽相同。而等效强度参数可靠度模型则有利于对土石混合体边坡的稳定性进行工程定量评价。     

考虑土体材料二维空间变异特性的边坡可靠度分析

为了更合理地分析边坡的可靠性,提出了考虑土体二维空间变异特性的边坡可靠度分析方法,将边坡区域离散为系列单元,假设单元内土体材料参数完全相关,通过假定的自相关函数确定单元之间土体材料参数的相关系数,采用子集模拟法抽样,运用和声搜索算法搜索最小的安全系数作为该次抽样的结果。将提出的可靠度分析方法应用于两个边坡实例的可靠度分析中,并与已有结果进行对比分析,结果表明,考虑土体材料参数的空间变异特性后,边坡的破坏概率降低,边坡可能的破坏区域逐渐增多。     

库区土质边坡稳定性分析

本文首先对国内部分水库边坡滑坡的特点进行了初步分析，通过对库区边坡条件进行必要的概化，基于Fellenius方法导出了受库区水位影响、具有圆弧滑动面的边坡稳定系数理论公式，并进一步从理论上确定了库区边坡临界与最危险滑动的位置及规模.研究成果可用于预测及治理库区滑坡.     

龙西滑坡三维有限元分析研究

库区滑坡是龙羊峡电站的最大隐患之一，滑坡的稳定与否直接影响到电站的安全运行．通过用三维有限元方法研究了库区水位分别是2577m和2600m两种工况下库区龙西滑坡的变形、应力分布规律，并对龙西滑坡的稳定性进行了评价．研究结果表明，滑坡体主滑剖面最大位移位于滑坡体地表陡坎附近；拉应力多位于滑坡体顶部或坡体边缘附近；就稳定性而言，工况Ⅰ时为稳定，工况Ⅱ时基本稳定。     

基于遗传算法的土质边坡稳定性分析

以瑞典条分法作为边坡稳定分析模型,模仿生物进化过程,采用遗传算法,以滑弧圆心坐标和半径为搜索变量对模型进行优化,得到一种在全局范围内搜索出边坡最危险滑动面,并能克服局部收敛,计算出最小安全系数的边坡稳定性分析评价方法。最后通过工程实例验证了该方法的合理性和可靠性,计算结果令人满意。可为同类工程借鉴。     

考虑封闭气体影响的边坡稳定系数计算

强降雨导致边坡封闭气体压力的产生,对边坡稳定产生不利影响。现有研究主要考虑封闭气体对入渗的影响,以及当边坡沿湿润锋面滑动时气压对稳定系数的影响。基于封闭气压理论和Green-Ampt模型,建立了同时考虑坡角和气压影响的边坡入渗模型;然后,基于Mohr-Coulomb强度准则和刚体极限平衡法,考虑气压对潜水面之下土体有效应力的降低效应,构建了无限边坡沿潜水面之下的直线滑面滑动时的稳定系数计算模型。最后,通过算例研究了气压力对边坡稳定系数的影响及当滑面位于不同位置时边坡稳定系数的变化规律。结果表明:气压力可显著降低边坡稳定系数;摩擦角越大,黏聚力、滑面深度和坡角越小时,气压力影响越大;降雨入渗过程中,边坡最危险滑面可能位于潜水面之下的直线滑面。     

强度参数对边坡稳定性影响分析

在研究材料强度对边坡稳定影响机理的基础上,结合简单的均质边坡、非均质边坡算例,分别采用基于强度折减法的Plaxis软件及基于极限平衡法理论的Geo-Studio软件进行计算,采用Mohr-Coulomb弹塑性本构模型,分析各材料参数对安全系数及边坡滑裂面的影响。结果表明:(1)当λcr为定值时,改变黏聚力c及内摩擦角对滑裂面位置没有影响;当λcr由小变大时,滑裂面由浅变深,进出口逐渐远离边坡坡顶和坡底;当λcr由大变小时,滑裂面由深变浅,进出口逐渐靠近边坡坡顶和坡底;(2)安全系数与黏聚力c近似呈线性增大关系,与内摩擦角呈非线性增大关系;(3)安全系数随着坡角或坡高的增大不断减小,但其对滑裂面的影响同结论(1)。