非线性强度指标边坡稳定安全系数取值标准的研究

从强度指标的取值原则和边坡稳定的风险分析两方面，论述对土石坝堆石材料进行非线性强度的稳定分析时安全系数的合理取值原则。通过对以往工程硬岩堆石料的非线性强度试验数据统计分析和实际算例，说明使用非线性参数的安全系数和可靠度指标与传统的线性参数相应值处于同一量级：因此，在进行非线性分析时，同样可以使用现有规范对坝坡允许安全系数所规定的标准。     

水流作用下堆石边坡的稳定分析方法

本文给出了一种考虑重力水流渗透力影响的堆石边坡稳定评价方法．其要点是：求解带有渗透力作用项的土体平衡方程得到边坡的应力分布，在此基础上采用有限元边坡稳定分析方法直接确定最危险滑裂面及相应的抗滑稳定安全系数．文中给出了水流作用下标准堆石边坡及实际堆石坝边坡稳定分析的计算实例     

基于离散元的高陡堆石边坡失稳过程模拟

鉴于工程中出现的越来越多的高陡堆石边坡工程,其稳定性、失稳过程、影响范围对工程的运行安全至关重要,采用离散元数值模拟方法开展高陡堆石边坡失稳过程模拟。以某抽水蓄能电站工程为例,建立高陡堆石边坡离散元模型,通过模拟极限工况下的边坡失稳过程,分析该高堆石边坡的堆石运动、挡墙受力以及边坡整体变化情况。根据平均不平衡力比,将堆石边坡失稳过程划分为5个阶段,并重点分析各阶段内边坡体型、堆石位移、堆石速度等的变化;通过监测堆石边坡能量、挡墙受力等变化情况,进一步揭示堆石边坡的失稳机制;通过对比初始状态和失稳后块石位移与越过特定位置的块石数量,论证挡墙措施的阻滑作用;结合到达河床底部的颗粒数量和挡墙受力变化情况,认为堆石边坡底部的混凝土挡墙迫切需要加强,通过对高陡堆石边坡进行离散元数值模拟,明确了边坡失稳过程、影响范围,并提出了混凝土挡墙的建议高度。     

非线性强度参数在土石坝稳定分析中的应用

堆石坝坝坡极限平衡稳定计算时,堆石体的粘聚力一般取为0kPa,使得计算安全系数较小,与实际情况不符。本文结合山西省张峰水库黏土斜心墙堆石坝坝坡稳定计算,探讨了应用非线性强度参数进行坝坡极限平衡分析的方法。采用该方法可有效避免堆石体稳定安全系数低估的问题,可供类似工程参考。     

岩质高陡边坡开挖稳定分析及其优化设计

利用ABAQUS有限元程序,结合强度折减法,对某水电工程的岩质高陡边坡开挖过程进行数值模拟及稳定分析。计算分析发现,开挖将引起与坡面相交断层的错动,从而影响边坡的稳定;锚索等浅层锚固措施对控制边坡整体位移作用很小。基于强度折减法,提出了以加权等效塑性应变QPEEQ及其变化作为岩质高陡边坡稳定分析的依据,并给出了稳定安全系数Kcr;通过锚索和注浆加固效果的比较,推荐了优化的加固方案。     

高混凝土面板堆石坝面板浇筑时机的研究

为了避免面板浇筑后堆石体的大量或不均匀变形,最新提出通过对堆石体填筑施工初期的监测资料进行整理和分析,对比邓肯模型、双屈服面弹塑性模型及清华非线性K—G模型在堆石坝应用的优缺点。结合施工初期的实测信息,确定在特定条件下最能反映堆石体真实情况的本构模型,利用BP神经网络结合遗传算法反演模型的最优参数,再正分析计算预测的堆石体施工期的沉降变形情况。将预测得到的沉降变形资料与堆石体填筑完成的实测沉降变形资料进行对比分析,以预测的堆石体沉降变形情况为参考数据,结合工程的实际要求,合理安排预留沉降期,进而确定合理的面板浇筑时机,避免堆石体较大的前期沉降变形对面板带来的不利影响,有效改善面板受力和变形情况。     

苗尾水电站右岸坝前边坡稳定性分析与处理措施

苗尾水电站右岸坝前边坡位于心墙堆石坝上游侧,边坡地质条件差、运行工况复杂,边坡稳定性差。设计中对边坡变形特性进行分析、评价,论证边坡加固处理的必要性,并对加固处理后的边坡进行计算复核。对边坡进行加固后,边坡整体稳定性提高,各工况下边坡稳定安全系数均能满足要求。     

压实堆石边坡的稳定性

一、前言堤坝工程所采用的材料通常不是填土就是堆石。因为堆石一般所具有的强度和变形特性要比填土强得多,这一差别在土工设计中是至关重要的。此外,堆石的透水性还保证堤坝在施工期间不致产生孔隙压力。在堆石边坡的经济设计中就应充分利用这些优越的特性。     

边坡稳定分析中土体抗剪强度指标的选取

土的抗剪强度是边坡稳定分析中最重要的计算参数。本文在总结前人的研究工作基础上,对土体抗剪强度指标选取方法及其适用性进行了深入分析,并结合工程实际经验,提出参数选择原则及注意事项,以期在边坡稳定分析中更好地应用于实际工程。     

关于采用非线性抗剪强度分析堆石坝稳定性的商榷

本文根据土石坝在边坡稳定分析中,用线性、非线性强度指标,分别采用瑞典圆弧法、毕肖普简化法所得到的稳定安全系数,进行了比较分析,认为用非线性强度指标与线性强度指标所得到的稳定安全系数差异很大,因此非线性强度指标尚不能按现行规范直接用于设计中。本文肯定了非线性强度指标是基本反映了土的强度特性,该指标的应用与相应稳定安全系数的选取,尚待今后积累经验。     

降雨入渗对边坡稳定性影响分析

基于多孔介质饱和-非饱和渗流理论,模拟降雨入渗条件下边坡暂态渗流场:基于非饱和土抗剪强度理论和边坡饱和一非饱和渗流分析结果,利用极限平衡理论研究了降雨强度、降雨持续时间、前期降雨以及不同降雨方式对边坡稳定性的影响.算例分析表明,随着降雨的人渗,边坡顶部非饱和区缩小,并出现局部暂态饱和区.导致边坡土体基质吸力、抗剪强度下降,从而导致边坡稳定性的降低;降雨强度对边坡稳定影响显著.降雨持续时间对边坡稳定的影响程度与降雨强度大小有关;前、后两次降雨对边坡稳定的影响与间隔时间密切相关:在降雨量相同的情况下,不同的降雨方式对边坡稳定性也有较大影响.     

基于灰色关联度的边坡稳定影响因素分析

强度折减法作为目前计算边坡安全系数常用方法之一,一直应用于边坡稳定设计研究。首先介绍了强度折减法的基本原理、计算步骤,利用 FLAC3D 内置语言 FISH 编制了相应计算控制程序,使强度折减法在 FLAC3D 程序中得以实现;接着,建立了不同因素水平下的边坡数值模型,采用强度折减法计算了各工况下边坡稳定的安全系数;最后,采用灰色关联度理论分析了安全系数与各影响因素的变化规律。分析结果表明：简单均质边坡稳定各影响因素之中,初始应力场为最重要的影响因素,强度参数及泊松比的影响大于边坡几何参数的影响,变形模量因素影响最小。     

非对称高面板堆石坝应力变形特点及改善对策

给出了陡边坡、非对称、窄深河谷的量化定义,通过算例研究了陡边坡、非对称、窄深河谷上高混凝土面板堆石坝的应力与变形特点,由于左右岸非对称,堆石体存在不均匀沉降;受窄深河谷力拱效应的影响,堆石体的"后期沉降量"仍然较大;受陡边坡的影响,坡度较陡一侧(右岸)的混凝土面板的轴向位移及变形梯度均比另一侧的大。提出分区调整碾压参数,减小堆石体的不均匀沉降;充分加水碾压,减小堆石体的"后期沉降量";适当调整面板宽度及垂直缝宽度,以减小两岸边面板的拉应力和中间面板的挤压力等应对措施。     

边坡稳定的离散元强度折减法分析

分析边坡稳定性的传统方法主要有极限平衡法和有限元法,传统的极限平衡法无法获得节理岩质边坡的滑动面与稳定安全系数,有限元法对节理岩质边坡的稳定分析需要设置节理单元,而离散单元法能真实地表达节理岩体的几何特征,便于处理非线性变形和破坏都集中在节理面上的岩体破坏问题,因此可以更好地模拟边坡的稳定状况。将离散元法与强度折减法结合,分别对土质边坡和含结构面的岩质边坡的稳定性进行了算例分析,结果表明离散元强度折减法在岩土体边坡稳定分析方面具有潜在的优越性,是节理岩质边坡稳定性分析的可行、有效的方法。     

融雪条件下碎裂松动岩体边坡渗流及稳定分析

采用饱和-非饱和渗流理论,在考虑裂隙及融雪条件下,针对某电站碎裂松动岩体边坡进行不同融雪补给强度及时间下渗流的稳定分析,重点考察不同融雪强度及融雪时间对边坡饱和区影响规律,进而对边坡进行稳定分析。计算结果表明:①表层裂隙能明显增加融雪入渗效果,对边坡稳定不利;②入渗初期,碎裂岩体边坡中下部首先出现暂态饱和区,且随着入渗继续,饱和区不断扩大,上部尤为明显;③融雪入渗0～60 h整个过程中,边坡稳定安全系数呈先减小后增加的变化规律,最危险工况发生在第48 h,最小稳定安全系数为1.312,对应的融雪强度为100 mm/d;④融雪强度越大,水分入渗越多,坡内饱和区出现的时间越早,饱和区范围越大,对边坡稳定影响越大。研究成果较为合理地反映了融雪过程中及融雪停止后一段时间内碎裂岩体边坡渗流场变化规律,并定量评价了该过程碎裂岩体边坡稳定性,对碎裂岩体边坡治理对策具有一定参考价值。     

弹性模量和泊松比对边坡稳定影响的探讨

本文利用有限元计算软件,运用强度折减法,对苏洼龙水电站厂房后边坡进行应力应变分析计算,并探讨弹性模量和泊松比对边坡应力应变及稳定安全系数的影响,得出结论:弹性模量的性质决定其对应变的影响很大,但对应力和边坡稳定安全系数影响较小;泊松比对应力和应变影响均较小,但较小的泊松比对边坡稳定安全系数影响较大。     

狭窄河谷陡边坡高面板堆石坝应力变形研究

目前堆石坝有限元应力应变计算大多采用固支模拟岸坡处堆石与岸坡的连接。对于狭窄河谷陡边坡地区面板堆石坝,堆石可能沿岸坡面将发生滑移,此时采用固支模拟与实际情况不符。为研究狭窄河谷陡边坡对面板堆石坝应力变形影响,选用无厚度的goodman单元模拟狭窄河谷中陡边坡边界与堆石的接触面,并与将岸坡处堆石的结点按固支模拟的常规方法的成果相比较。计算结果表明：2种情况下堆石体变形及应力分布规律大体一致,但是采用固支处理时变形值相对较小;采用固支时,河床段面板底部拉应力偏大,与实际情况不符,考虑摩擦接触后,堆石能够沿着岸坡滑动,该部位应力较为均匀,拱效应相对降低,蓄水后岸坡处面板在受静水压力作用,有较小的压应力,符合实际情况。     

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)。     

基于非线性抗剪强度指标的面板堆石坝坝坡稳定有限元分析

面板堆石坝坝坡稳定分析的关键是如何合理选择堆石材料的抗剪强度指标,以及如何选用能合理反映坝坡失稳破坏机理的抗滑稳定分析方法.本文结合工程实例,以面板堆石坝坝坡稳定安全系数为研究对象,通过与按线性抗剪强度指标计算结果的比较,研究论证了采用非线性抗剪强度指标的合理性.在采用非线性抗剪强度指标的前提下,通过与传统的刚体极限平衡法计算结果的比较,分析说明了有限元法计算结果的准确性与合理性.结果表明,对于面板堆石坝的坝坡稳定问题,采用基于非线性抗剪强度指标的有限元方法可以获得更为合理的结果.     

寒区矿山高陡边坡稳定性影响因素的敏感性分析

分析影响矿山边坡稳定的主次因素,可为边坡监测和治理提供依据。考虑到寒区矿山开采方式和极端气候因素的影响,在常规影响因素的基础上,引入爆破损伤因子和冻融系数,利用均匀设计的非线性数据评价模型对各因素进行交互试验,研究不同水平值交互作用下边坡稳定性系数的变化情况,并基于灰色系统理论对试验结果进行关联性分析,依据关联度的大小对各因素进行排序。结果表明:黏聚力对寒区边坡稳定性的关联度为0.763,影响程度最大,其次为弹性模量、爆破损伤因子及冻融系数,说明对寒区边坡稳定性影响最大的因素为岩体自身强度因素,但爆破振动和冻融循环作用对寒区矿山边坡稳定性的影响不容忽视。