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边坡三维端部形状对安全系数影响 总被引:1,自引:0,他引:1
利用基于滑面正应力调整的三维安全系数显式解法,研究三维滑体端部作用对安全系数的影响.假设滑体中部为圆柱体,端部为各种不同的曲面,计算一系列不同几何参数组合的滑体三维安全系数.结果研究表明,端部为椭球曲面安全系数最小,以下逐次为抛物曲面,圆锥曲面,指数曲面,双曲曲面,其安全系数逐渐增加.另外,还发现无论何种端部的曲面,当... 相似文献
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通过提出一种新的随机方法生成2条随机曲线:一条为三维滑体滑动方向上与坡面线围成断面尺寸最大的随机母线;另一条为垂直滑动方向上与坡面线围成断面尺寸最大的随机准线.三维滑动面是由准线在母线上移动或母线在准线上移动形成的,这时,形成的三维滑动面容易将滑体划分为n×m个铅垂条块,进而能够方便地实现三维安全系数公式中的土块微分量计算以及三维滑动面图形的生成.在此过程中,针对随机搜索精度不高的问题,通过将随机母线和随机准线用近似母线和近似准线来代替进行改进,通过搜索由近似母线和近似准线形成的任意三维滑动面来找到最危险滑动面.三维均质土坡算例表明:用本文方法计算的安全系数比其他方法计算的小,因而偏于安全,证明了所提方法的有效性.滑体长度对土坡稳定性影响的研究表明:三维边坡的稳定性高于二维边坡,随着滑体长度的增加,三维稳定性趋于二维稳定性;从准线形状分析结果以及母线与二维滑动面的对比分析证明,对于无限长三维均质土坡,其滑动面简化为二维圆弧是可行性的. 相似文献
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边(滑)坡工程设计中安全系数的讨论 总被引:26,自引:5,他引:26
不同的安全系数定义会引起计算得到的边(滑)坡安全系数与作用在抗滑桩上推力设计值的不同,造成边(滑)坡设计的混乱,因而有必要对边(滑)坡安全系数作出统一的定义。探讨几种不同安全系数定义形式,不同的安全系数定义对安全系数的数值与滑坡推力设计值都是不同的,指出按照传统的计算方法与目前国际上采用的边(滑)坡安全系数的定义,采用强度储备安全系数是较合理的,也符合边(滑)坡破坏的实际情况,因此建议一般情况下采用强度储备安全系数作为边(滑)坡的安全系数,在特殊情况下,采用超载储备安全系数更能符合设计情况。下滑力超载安全系数不符合工程实际,因为随着荷载的增大,抗滑力也会增大,实际上不会出现这种情况,不宜采用。 相似文献
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基于现有国内外边坡极限平衡法稳定性分析软件在岩质边坡滑裂面搜索中的局限性,将遗传算法(GA)和Sarma法相结合,提出岩质边坡最危险滑裂面的GA-Sarma算法。GA-Sarma算法解决以折线形为滑面形态、以层面等结构面为边界任意条分并满足条块间边界力平衡原理、滑裂路径可追踪顺坡向不连续结构面的岩质边坡最危险滑裂面的全局优化问题。 相似文献
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求解边坡矢量和安全系数的三维条分法 总被引:1,自引:1,他引:0
将潜在滑体划分成条柱,在对各条柱间力及条柱底滑面抗滑力合理假定的基础上,对条柱及滑体进行静力平衡分析,求解出各条柱的抗滑力和作用在底滑面的法向力,运用矢量和安全系数的定义,提出一种求解边坡实际受力状态的矢量和安全系数的三维条分法。算例分析表明,对于单一平面滑面或对称滑面矢量和安全系数三维条分法与相应于条间力假定的强度折减的三维极限平衡方法计算结果一致。当边坡的滑面为一般情况时,矢量和安全系数比相应于条间力假定的强度折减法的结果都要略小。 相似文献
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采用极限平衡原理得到三维极限平衡解答是解决三维边坡稳定性分析的一种有效途径。通过对一般情况下的条柱进行受力分析,采用条柱前后侧面条间力参数λ1、条柱左右侧面条间力相对前后侧面条间力比例参数λ及条柱滑动底面剪切力与滑动平面之间的夹角ρ这3个计算参数,建立能满足3个力和3个力矩平衡方程的准严格三维极限平衡计算公式。当采用相应二维条间力假设条件时得到三维Spencer法、M-P法和Sarma法,当令上述3个计算参数中的某些参数为零时,将本文准严格法转化为仅满足部分力学平衡条件的3种非严格法。经与经典算例对比,并以左右滑动面宽度和曲面不对称这2情况比较准严格法和非严格的计算差别,可知:①三维Spencer法、M-P法和Sarma法均与其他方法计算得的结果颇为接近,因而说明该方法的可行性;②滑动面非对称情况时,除忽略条柱前后侧面竖向剪切力使得到的非严格法计算得的结果较小外,准严格法与其他2种非严格法计算得的结果基本一致,说明非严格法同样可适用于三维滑动面非对称情况;③本文建立的三维极限平衡解答通用于准严格法和非严格法,且计算公式简单,无需求解方程组,经过简单迭代即可得到稳定性的收敛解,因而较适用于工程实践。 相似文献
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边坡稳定性图表为初步评价边坡的稳定性提供了一种简单但却行之有效的途径。针对现有三维稳定性图表主要是基于极限平衡法和极限分析法提出的不足,采用基于场变量的有限元强度折减法,建立了一套求解三维均质边坡安全系数的稳定性图表。借助ABAQUS软件的二次开发平台UFIELD程序,设置岩土体黏聚力与内摩擦角为场变量的函数,场变量为增量步时间t的函数,从而通过控制增量步时间t实现黏聚力与内摩擦角的折减,通过一次计算即可求得边坡的安全系数,无需手工修改折减系数反复试算。结合3个典型算例对该方法的可靠性进行了验证,并进行了计算效率的比较。结果表明,该方法得到的安全系数可靠,且提高的计算效率。另外,将基于该方法提出的三维均质边坡稳定性图表用于快速获取边坡安全系数、设计边坡坡度和反演滑带土体的强度参数,是合理可行的。 相似文献
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基于滑面正应力修正的边坡安全系数解答 总被引:10,自引:4,他引:10
首先,对边坡滑动面正应力分布作初始假设:然后,用含有2个待定参数的修正函数对其修正,使滑体整体满足所有力与力矩平衡条件,推导出边坡安全系数计算公式。该法计算过程简单,无需迭代,适合任意形状滑动面,且为严格的极限平衡解,值得在工程中推广应用。 相似文献
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滑面正应力分布对边坡安全系数的影响 总被引:1,自引:0,他引:1
极限平衡法计算边坡安全系数的结果依赖于滑面正应力分布的假设,研究滑面正应力分布对安全系数的影响具有重要的理论意义。采用五点插值三次样条函数构造出滑面正应力多种分布形式,分别求解对应的满足整体力和力矩平衡条件的安全系数,比较其差别,并验证其内力分布的合理性。算例研究表明,滑面正应力分布的不同对边坡安全系数影响差别达19%左右;验证条间力分布合理性后,其差别可减小到7%以内。 相似文献
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基于强度折减安全系数的边坡岩土侧压力计算方法探讨 总被引:3,自引:0,他引:3
对边坡岩土侧压力计算方法进行讨论,指出《建筑边坡工程技术规范》(GB50330–2002)中边坡岩土侧压力计算方法没有与边坡稳定安全系数建立直接联系。传递系数法中的滑坡推力计算安全系数并不是支挡后边坡要达到的稳定安全系数。提出基于强度折减安全系数的岩土侧压力计算新方法,计算时将滑面强度除以一个折减系数,然后再根据力的平衡关系直接计算支挡结构承担的相应荷载。按照此方法,支挡后边坡的稳定安全系数就正好等于侧向岩土压力计算时的强度折减系数。由此得出的岩土侧压力计算安全系数就是指边坡治理后要达到的稳定系数,算例表明该方法的可行性。 相似文献
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基于滑移线场理论的边坡滑裂面确定方法 总被引:4,自引:0,他引:4
发展了一套基于滑移线场理论,并根据有限单元法的计算结果来确定边坡滑裂面的数值模拟方法,在此基础上研究了流动法则对边坡稳定分析的影响。该方法可以考虑弹性区与塑性区的区别,并可以考虑不同的流动法则。给出了滑移线方向场数值模拟的具体方法和由滑移线方向场追踪滑移线的方法,提出安全系数最小的滑移线即为边坡的滑裂面。算例证明了方法的有效性。研究结果表明,对于无约束的天然边坡,自重作用下其安全系数受流动法则的影响较小,而滑裂面的位置随流动法则的不同而不同;当坡顶有荷载作用时,尤其是边坡的稳定性主要由坡顶荷载决定时,无论是安全系数还是滑裂面,流动法则的影响均很大,采用相关联流动法则可能会高估边坡的稳定性。 相似文献
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基于Drucker-Prager准则的边坡安全系数定义及其转换 总被引:23,自引:0,他引:23
探讨了基于D-P(Drucker-Prager)准则的边坡稳定安全系数定义形式,提出了各D-P准则之间的安全系数转换关系,并据此建立了基于D-P准则的边坡稳定安全系数与传统莫尔–库仑准则条件下安全系数的关系表达式。目前,ANSYS有限元软件采用的岩土材料屈服准则为莫尔–库仑六边形外接圆D-P准则,在利用有限元强度折减法计算边坡稳定安全系数时,可以先求出外接圆D-P准则条件下的安全系数,然后利用所提出的安全系数转换公式就可直接计算出各D-P准则条件下的安全系数。对于平面应变条件下的强度问题,平面应变莫尔–库仑匹配D-P准则(分关联和非关联两种情况)与莫尔–库仑准则等效,因此,通过转换就可以在ANSYS程序中实现莫尔–库仑准则,而不需要进行二次开发。这样就解决了基于D-P准则的有限元强度折减安全系数与传统工程中采用的安全系数(基于莫尔–库仑准则)间的接轨问题。大量算例结果表明:在平面应变条件下采用平面应变莫尔–库仑匹配D-P准则求得的安全系数与传统极限平衡条分法中用Spencer法求得的安全系数非常接近,且误差在1%~2%,已经具有相当高的计算精度,也同时证明所提出的方法是可行的。 相似文献
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地铁竖井围护结构通常是竖直的与地面垂直。但是由于地质条件、施工条件和支护方式的作用,竖井可能表现出与基坑相似的变性特征。通常,基坑的围护结构变形可以分解为三种形式,即正向、反向转动及绕曲三种变形。当竖井围护结构产生了一个小角度的反向转动时,可以作为类似带阳角(反向转动)基坑边坡进行处理,即可将反向转动的竖井围护结构类比于相同条件下阳角基坑边坡计算其安全系数。以某市地铁2号线,201标段,交通大学站盾构接收井为研究对象,该井由于地质条件和支护条件使围护结构的一面产生了微小阳角(5°),使用上述等效理论,考虑地质、结构和支护等条件,使用FLAC3D进行建模,解算该面的安全系数。结果表明,微小阳角竖井围护结构可以类比基坑的围护结构进行安全系数计算,且在本例条件下计算的安全系数略大于1。 相似文献
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基于强度折减的有限元方法求边坡稳定安全系数 总被引:4,自引:0,他引:4
当折减系数达到某一数值时,边坡内的一定幅值的广义剪应变自坡底向坡顶贯通,认为边坡破坏,定义此前的折减系数为安全系数,与极限平衡法相比有限元法具有很多优点。集中讨论屈服准则、内摩擦角和粘聚力、剪胀角、计算范围的选取、坡脚的形状和尺寸、网格疏密程度、不同的破坏标准对全系数的影响以及大变形和小变形有限元对比分析。 相似文献
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基于矢量法安全系数的边坡与坝基稳定分析 总被引:1,自引:2,他引:1
滑动是一个矢量概念,基于矢量法安全系数的边坡与坝基抗滑稳定的矢量分析法,以边坡与坝基的整体抗滑稳定性为研究对象,根据边坡与坝基的整体滑动趋势方向确定安全系数的计算方向θ,在方向θ上由抗滑力与滑动力的矢量特征定义矢量法安全系数F(θ),以F(θ)进行边坡与坝基的抗滑稳定分析.在边坡与坝基的荷载和滑裂面已知的情况下,运用有限元法计算滑裂面上的真实应力分布,滑裂面上各处静滑动摩擦力合力方向的反方向就是θ,沿此θ方向F(θ)的求解公式直接根据滑裂面上的真实应力分布情况和莫尔-库仑强度准则导出.矢量法安全系数F(θ)的定义以力的矢量分析为基础,具有明确的物理和力学意义,求解时不需要引入过多的人为假定,并以显式格式求解,计算过程简便,便于工程应用.运用矢量分析法法求解ACADS两道标准考题算例的F(θ),得到与考题标准答案一致的结果;应用矢量分析法法求解三峡工程3#坝段坝基抗滑稳定问题的F(θ),计算结果与已有的有限元强度折减法模拟该坝段坝基渐近破坏的定性分析成果相吻合.通过实例分析表明矢量分析法的可行性和工程实用性. 相似文献