剪胀角对重力坝深层抗滑稳定性的影响

基于有限元分析软件ABAQUS,利用强度折减法,结合算例分析了Mohr-Coulomb准则中重力坝地基下游辅助滑裂面剪出角对重力坝深层双斜面滑移模式安全系数的影响.结果表明:坝基深层滑移模式一定的情况下,随着剪胀角的增大,坝基深层抗滑安全系数逐渐增大,但增大幅度较小;在双斜面滑动模式中,主滑面一定时,安全系数随下游辅助滑裂面剪出角的变化而改变,并且剪出角为20°～35°时,安全系数较小.     

桩基工程对长江防洪堤边坡稳定性的计算分析

针对某工程在软土地基上的长江防洪堤边坡架设管廊后的边坡稳定问题,采用抗剪强度折减有限单元法,选取3个典型断面,对比分析了现有边坡以及桩基施工并承载后边坡的稳定性。结果表明,桩基的存在和其所承受的荷载分别对边坡的稳定性具有有利和不利的影响,通过将桩端设置在合适的持力层上,正反两方面的影响基本可以抵消,桩基及管廊施工后对江堤边坡的稳定性影响很小。     

非饱和土边坡稳定性不同计算方法比较

实际工程中,存在安全隐患的土质边坡大多数为非饱和土边坡。采用不同非饱和土抗剪强度公式,边坡稳定性计算结果差别较大。故本文选用四种常用抗剪强度公式采用Morgenstern-Price法计算不同含水量边坡安全系数,分析比较不同抗剪强度公式下的边坡安全系数,结果认为党进谦公式更加适合非饱和黄土边坡稳定性分析。     

基于ABAQUS对D-P准则 剪胀角的讨论

为了更好地描述岩土材料的强度特性,在M-C准则的基础上出现了D-P准则,在有限元软件ABAQUS中得到了广泛应用。但是D-P准则的参数选取不当,有可能导致计算结果误差较大,为此本文分析了D-P准则的基本特性,给出了平面应变条件下基于非关联流动法则的D-P屈服准则与M-C准则的匹配公式,从而可以得到剪胀角在0~之间的数值,继而研究剪胀角对坝体—地基体系的影响。     

考虑密度影响的粗粒料剪胀模型

密度对粗粒料的力学特性具有重要影响,而传统的土石坝应力变形分析较难考虑密度变化的影响.通过4组不同初始密度的粗粒料大型三轴试验,研究了密度对粗粒料强度和变形特性的影响.基于土石坝分析常用的邓肯-张模型,引入能反映粗粒料变形特征的Rowe剪胀方程,同时考虑密度对模型参数的影响,建立能考虑密度影响的粗粒料非线性剪胀模型.模...     

基于BP神经网络算法下的边坡安全预测

边坡的实时变形一直是岩土工程界关心的问题,由于不同工程的条件不同,影响边坡位移的因素较多,进而使其变化趋势复杂.为了得到边坡位移与稳定性的关系,采用BP神经网络算法与强度折减法综合对土质边坡安全系数进行预测.结果显示:通过强度折减法计算出边坡位移,并获取较完善的BP神经网络样本数据,当迭代次数达到足够时,完全可以忽略预测结果与实际结果的误差;通过实际工程中的边坡监测数据,然后由建立的BP神经网络能够较为准确的输出边坡的强度折减系数,进而得到相应的安全系数.     

库水位变化对边坡稳定性影响的有限元模拟

在假定坡体孔隙水水位为水平线且不考虑渗透作用影响的基础上,基于强度折减有限元法分析了水位上升及下降速度对边坡稳定性的影响。对比计算表明,在库水位骤降或陡升条件下,相同库水位对应的边坡安全系数基本上均小于库水位缓慢变化情况下的安全系数。故在实际工程中,无论是排水还是蓄水,都应尽量保持水位缓慢变化,以使边坡处于相对较安全的状态。     

温度对水工沥青混凝土强度及剪胀特性的影响试验研究

为了解温度变化对沥青混凝土强度及剪胀特性的影响,开展了-1、5、10、15℃下的沥青混凝土三轴剪切试验。试验结果表明：沥青混凝土的强度变形特性与温度有密切关系,负温时,表现出明显的应变软化和剪胀性,随着温度的升高,应力-应变曲线转变为应变硬化型,且剪胀性减弱;沥青混凝土抗剪强度随温度升高而减小,且黏聚力的降低幅度明显大于内摩擦角,当温度从-1℃升高到15℃时,内摩擦角减小了4.7°,而黏聚力由1.11 MPa减小到0.28 MPa;沥青混凝土剪胀角随轴向应变增大而增大,并趋于稳定,两者关系可采用双曲线函数进行拟合;双曲线模型参数与温度有较好的相关性,可进一步考虑剪胀角随温度的变化情况。研究成果可为沥青混凝土的热-力耦合本构模型建立提供参考。     

ABAQUS中剪胀角的选取探讨

混凝土、岩土等摩擦型材料,其强度特性参数指标的选取至关重要。而当前对剪胀角存在模糊认识,导致在理论分析和数值计算中常会产生较大的误差。研究材料的本构关系时,常会根据材料的特性对混凝土、岩土等摩擦型材料采用非关联流动法则,即剪胀角ψ<φ(摩擦角)。有限元软件ABAQUS中的混凝土损伤塑性模型也采用该法则,设置了剪胀角参数,但剪胀角到底如何取值,目前尚无定论。本文从实验和理论两方面对剪胀角取值进行分析,并探讨剪胀角对坝体地震反应的影响。     

岩质边坡稳定性影响因素敏感性分析

通过有限元计算软件ADINA建立边坡二维平面应变模型，分析了岩质边坡稳定性影响因素粘聚力C、内摩擦角φ,岩石重度γ、弹性模量E、岩石抗拉强度σt和边坡高度h等对边坡安全系数的影响。计算结果表明：粘聚力C、岩石重度γ和边坡高度h等对一般岩质边坡稳定性的影响较为敏感；内摩擦角φ较粘聚力C对岩质边坡稳定性的影响不太敏感。对岩质边坡稳定性分析研究有一定的应用价值和参考价值。     

基于强度折减法的伯斯阿木水库边坡稳定性分析

伯斯阿木水库的联合进口段岩石高陡,风险较大。本文基于强度折减法,使用有限元对边坡的天然工况、开挖工况进行稳定分析,得到安全系数和不利滑裂面。结果显示,此边坡塑性区从坡底开始产生并向上扩展,未达到完全贯通之前就发生局部失稳。两种工况的安全系数都满足要求,但开挖工况的安全系数较小,且滑裂面有所不同。对比三种失稳判据,计算不收敛和位移突变具有一致性,塑性区贯通在局部失稳的情况不适用。     

土质边坡归一化变形量失稳判据研究

为建立土质边坡失稳的微观机理和宏观位移之间的关系,应用有限元强度折减法,分析了失稳过程中土质边坡土体单元应力状态和整体稳定性的联系,定义了边坡渐进破坏时潜在滑动面上土体单元的应力差;分别采用塑性应变区贯通、特征点位移突变、应力差等不同失稳判据对均质土坡的稳定性进行判断分析,验证了不同边坡失稳判据间的一致性与统一性。通过单因素敏感性分析方法,分析了边坡几何参数(坡高、坡比)与物理力学参数(弹性模量、重度、黏聚力、内摩擦角和泊松比等)对极限状态下边坡坡顶水平位移的影响;结合归一化变量的变异系数法,构建了以变形量为基础,同时考虑几何因素与物理因素的土质边坡归一化失稳判据,提出了边坡稳定性的评价方法。     

土石坝边坡稳定性分析的应用研究

极限平衡法结合有限元强度折减法分析、计算边坡稳定是一种趋势,对两种方法进行了比较计算,有限元强度折减法是基于真实应力场的计算方法,能够自动寻找最小安全系数以及相应的滑动面。     

基于Geo-Slope软件的土质边坡稳定性分析

结合Geo-Slope软件中的有限元计算模块Sigma/W和刚体极限平衡计算模块Slope/W,将Sigma/W模块中计算所得到的结果导入Slope/W模块,考虑土体的应力-应变关系,利用极限平衡法的概念计算边坡的稳定安全系数并确定最危险滑动面;通过经典算例分析,在极限平衡法中引入有限元计算得应力结果计算边坡的安全系数的方法是可行的,且对均质和非均质的土坡均适用。     

有限元强度折减法进行土坡稳定分析的精度研究

有限元强度折减法分析土坡稳定性的结果受到有限元单元类型、网格密度和土坡边界范围的影响。为了得到上述因素合理的确定方法以提高计算精度,借助ABAQUS结合强度折减法进行了分析,结果表明采用二阶四边形单元,对土坡滑动区域的边界进行网格加密可以获得很好的精度,土坡边界范围建议取稍大于坡体破坏区即可,同时评价了三种失稳判据的优劣。更多还原     

基于冻融循环试验的季节性冻土区边坡稳定性分析

内蒙古包头地区属于典型的季节性冻土区,冻胀和融沉是冻土危害产生的主要原因,也是人们面临的重大难题。通过建立非饱和粉砂土黏聚力、内摩擦角与冻融循环参数之间的定量关系,探索冻融循环对粉砂土抗剪强度的影响规律。通过对不同含水率、不同干密度的土样进行不同次数的冻融循环分析并总结其变化规律,研究发现:不同干密度、不同含水率的土样,黏聚力都会随着冻融次数的增加不断减小;内摩擦角会随着冻融次数的增加逐渐趋于稳定,波动的幅度在5°之内;抗剪强度的变化趋势受黏聚力的影响较大。最后,用岩土工程软件进行有限元分析,利用折减系数法计算边坡的安全系数,以此为包头地区季节性冻土的研究提供更好的理论基础。     

饱和-非饱和渗流下膨胀土坡稳定性评估的有限元法

总结了膨胀土坡饱和-非饱和渗流场中影响边坡稳定性的一些因素,建议了饱和-非饱和渗流下考虑强度降低、密度变化等稳定性影响因素的膨胀土坡稳定性评估三维强度折减有限元方法,研制相应的强度折减有限元程序。通过与传统极限平衡法分析结果对比研究,对抗剪强度折减有限元法分析边坡稳定问题的适用性进行了评价,得出采用三维强度折减有限元法确定考虑饱和-非饱和渗流场的膨胀土边坡稳定性安全系数是可行的结论。     

膨胀土边坡稳定性研究

阐述了近年来长江科学院在膨胀土边坡稳定性方面的研究成果。研究了南水北调中线工程膨胀土的裂隙形态及分布规律,在“大气影响深度”以上与以下区域膨胀土的裂隙形态存在差异,以下区域的裂隙具有明显的定向性;介绍了膨胀土的膨胀性,对于起始含水率一定的膨胀土,相同吸湿条件下的膨胀应变与平均应力在半对数坐标系下呈很好的线性关系;阐述了膨胀土的强度特性,提出了膨胀土强度试验新方法;研究分析了膨胀土边坡失稳机理,提出了膨胀土边坡的破坏模式及相应的稳定分析方法。研究成果表明：膨胀土边坡不仅存在重力作用下的整体稳定性,整体稳定性受裂隙面强度控制,而且在吸湿条件下会产生浅层失稳,浅层失稳的主要影响因素为土的膨胀变形;在膨胀土边坡的稳定分析中,膨胀土的强度,不需进行任何折减,直接采用强度试验值,稳定分析成果能正确地反映边坡的稳定状态。     

上覆土层节理岩质边坡稳定性数值分析

采用Mohr-Coulomb和Ubiquitous-Joint本构模型,运用强度折减法,研究节理面倾向与倾角、土层与岩层的厚度比例对上覆土层节理岩质边坡稳定性的影响。结果表明: 节理面顺倾角度大小与岩体中岩石的内摩擦角接近时,坡体稳定性较差,破坏区域较大;节理面反倾角度与坡体潜在破坏裂隙近似正交时,坡体稳定性较好; 随着坡角的增大,节理面倾角变化对坡体稳定性的影响逐渐减弱;当节理面倾角大于坡角时,边坡角度是影响坡体稳定性的主要因素; 上覆土层厚度小于4m时,安全系数随土层厚度的增加而增大,土层厚度大于4m时,安全系数随土层厚度的增加而减小;上层土体的厚度较小时,应重点对坡脚处进行支护;上层土体厚度接近或超过坡高一半时,应重点对上层土体临空侧进行支护。     

土体自稳坡角和土钉墙稳定机理分析

利用经典的上界定理,推导出土体自稳临界坡角计算式,提出了以相对坡角作为指标评判边坡稳定性的方法。除了已知的与土钉墙整体稳定相关的潜在滑动面外(第二滑动面),首次证明了主动区中还可能存在以土体自稳临界坡角决定的滑动面(第一滑动面)。实际工程应用验证了所提出方法的合理性。研究成果揭示了土体滑动机理,提供了评判边坡和土钉墙稳定的一条新途径。