坡向加速度法在边坡稳定分析中的应用

边坡稳定是一个经典而普遍的岩土力学问题,也一直是岩土工程分析的热点。为克服强度折减法中折减系数与工程实际强度不符的失真现象,真实反映边坡地震动载失稳的实际情况,通过引入坡向加速度,提出一种操作简单、物理意义明确的边坡稳定计算方法,即坡向加速度法。该方法通过不断增加坡向加速度直至边坡失稳为止,由极限平衡的思想求得安全系数。通过算例,将该方法与传统极限平衡法和有限元强度折减法进行对比,对强度变化敏感性进行分析。结果表明:坡向加速度法计算所得的安全系数与极限平衡法所得的安全系数非常接近,塑性区与强度折减法塑性区基本一致,计算结果准确,而且操作简单无需假设滑动面;与坡向离心法相比,坡向加速度法计算得到的安全系数更精确且适用于非均质的边坡稳定分析,说明该方法在边坡稳定分析中的适用性和优越性。因此,可将坡向加速度法应用于边坡稳定性分析,其结果可供工程应用参考。     

基于强度折减法的分步施工边坡稳定性分析

工程上常采用极限平衡法分析边坡的安全稳定性,但由于极限平衡法的局限性,使得计算结果 只能反映边坡安全系数的大小,不能确定边坡在施工各个阶段的变形稳定情况,因此以永宁高速公路边 坡为研究对象,通过ＰＬＡＸＩＳ有限元强度折减法对边坡施工过程中可能产生的变形、位移进行模拟分析, 得到分步施工状况下,施工各阶段边坡的变形图以及整体的安全系数,并将结果与极限平衡法计算结果 进行对比分析。结果表明:边坡的安全系数随着坡体的逐级开挖会不断降低,需及时进行支护加固,强 度折减法所确定的边坡最终滑动面形状与极限平衡法计算结果较为一致,且安全系数差值仅为3％,从 而也验证了强度折减法对于分步施工边坡安全稳定性分析的适用性与正确性。     

基于极限平衡与强度折减法的坝坡稳定分析

为了得出水库坝坡稳定安全系数,检验设计方案的可行性,文章采用极限平衡法与强度折减法对邹平市淦沟水库坝坡进行稳定分析.研究表明:两种方法下坝坡的抗滑稳定安全系数均符合规范规定值,有限元强度折减法的失稳判别依据一致性好,安全系数略有保守,可观察各工况荷载条件下的坝坡失稳破坏机制,二者结合运用有利于工程计算分析的客观精细,进...     

用强度折减法分析锦屏水电站高边坡的稳定性

边坡稳定性分析常用的方法主要有极限平衡条分法、有限元法和有限元强度折减法等.而有限元强度折减法是一种边坡稳定分析方法,它是强度折减技术与有限元法相结合,在给定的评判指标下,通过调整折减系数对边坡的稳定性进行分析,求得边坡的最小稳定安全系数.采用有限元强度折减法对锦屏水电站高边坡的稳定性进行分析,得到相应的边坡安全系数,并给出了可能的滑面.     

有限元强度折减法边坡失稳判据适用性分析

为了研究各种边坡失稳判据的适用性和合理性,针对某均质土坡建立理想弹塑性有限元分析模型,将数值计算不收敛、塑性区贯通、坡体内特征部位位移发生突变作为边坡失稳的判据,运用强度折减法计算边坡的安全系数,并与极限平衡法计算出的结果进行对比分析。结果表明:3种失稳判据均与极限平衡法计算结果较为接近,特征部位位移突变和塑性区贯通作为边坡失稳判据所得安全系数具有一致性,且与极限平衡法的差别较小;考虑到收敛准则及收敛限值对有限元数值计算收敛性影响较大,将数值计算的不收敛作为边坡失稳判据其适用性有一定限制;建议采用塑性区贯通结合特征点位移突变作为边坡失稳的判据。     

强度准则和失稳判据对有限元强度折减法结果的影响

本文主要研究有限元强度折减法的强度准则和失稳判据问题,从强度折减法基本原理出发,将边坡强度参数进行折减,利用理论分析与数值计算相结合的方法,通过对比分析研究了强度准则与失稳判据的影响。研究表明:在π平面上强度准则围成的圆的半径越大,所得的安全系数则越大。与传统的极限平衡方法的安全系数结果相对比,等面积圆强度准则结果与之相近。3种边坡失稳判据中塑性区贯通判据判断的安全系数偏保守,与Bishop法计算结果较为一致,收敛标准的安全系数偏大。     

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)。     

含软弱夹层库盆边坡稳定分析方法探讨

极限平衡法与有限元强度折减法是目前边坡稳定分析计算中常用的两种方法。以中东某混合坝边坡稳定计算为例,该混合坝基础内存在软弱夹层,采用极限平衡法与有限元强度折减法对边坡稳定性进行计算,总结分析两种方法的计算结果及差异,并对分析方法进行探讨。结果表明:极限平衡法和有限元强度折减法求解得到的安全系数较为接近,均可对含软弱夹层边坡进行模拟。     

BP神经网络在卸荷岩体强度参数反演中的应用

金川水电站泄洪洞进口自然边坡高陡,岩层发生明显倾倒变形,岩体质量差,对边坡的稳定不利,采用BP神经网络方法对其强度参数进行反演分析。根据边坡的重要性和规范确定边坡的最低安全系数,由边坡目前的变形情况确定反演工况和滑带。利用极限平衡法组织神经网络训练样本,将安全系数作为网络输入,黏聚力和内摩擦角作为网络的输出,并将其代入极限平衡和有限元强度折减模型进行检验,结果表明:BP神经网络与极限平衡法计算的安全系数的误差在1%以内,有限元强度折减法计算边坡浅层变形体的平均抗剪强度参数和安全系数,也与BP神经网络计算得到的结果相符,说明BP神经网络进行参数反演是可靠的。     

基于有限元法的尾矿坝边坡三维稳定分析

以某尾矿坝实例为研究背景,分别采用三维有限元极限平衡法和有限元强度折减法对上游法筑坝的尾矿坝稳定进行分析。有限元极限平衡法基于有限元应力场结果与极限平衡分析方法计算边坡整体安全系数,采用粒子群算法搜索最小安全系数和对应的最危险滑动面。分析表明:三维有限元极限平衡法和有限元强度折减法呈现的边坡破坏形式一致,且有限元极限平衡法安全系数不受收敛判据影响,能获得准确的三维最危险滑动面和安全系数,还能提供滑动面上局部安全系数分布,提高了尾矿坝三维稳定分析的准确性。     

基于强度折减法的大岗山水电站边坡稳定性分析

基于ANSYS强度折减法,以大岗山水电站右岸边坡为例,研究了弱层对边坡稳定性的影响、边坡的失稳破坏机理以及二维和三维分析计算结果的区别和联系。结果表明：弱层对边坡的稳定性有显著的控制作用;工程现场加固措施对提高边坡稳定性的作用明显;边坡的失稳破坏是一个塑性区累积发展、位移逐步增大的过程;三维计算所得的安全系数、位移及应变值与二维计算结果存在一定的差异,主要是由于模型、单元、网格划分及单元应力状态等方面的差异造成的,相对而言,三维计算结果更加可靠。     

浅层滑坡中的地下水作用机理及治理方法概述

大量研究结论总结出降雨是边坡失稳最主要和最直接的原因,通过讨论浅层滑坡的地下水作 用机理,概述了浅层滑坡治理方法,认为浅层滑坡的治理应多采用排水工程、加筋土挡墙和生态护坡等 经济有效的治理措施手段,并指出当前浅层滑坡研究中存在的问题和发展趋势。     

考虑边坡不同演化阶段的岩土体抗剪强度参数反分析

岩土体抗剪强度参数是边坡稳定性分析的关键参数。目前,大多数岩土体抗剪强度反分析法都只围绕着边坡工程的某一阶段进行分析。为了更加贴合实际边坡发育的动态变化,提出一种新方法。考虑边坡不同演化阶段的岩土体抗剪强度参数反分析是一种基于极限平衡方法,对自然坡、开挖边坡、失稳边坡这三个过程进行了全工程周期反分析,结合边坡稳定性分析的前提条件,并通过对两个工程实例的分析得到了岩土体抗剪强度在不同阶段的衰减规律。利用极限平衡软件进行计算验证了方法的有效性,符合实际情况,同时工程开挖会对边坡稳定性参数造成严重的不利影响。     

类土质边坡失稳机理分析与稳定性研究

类土质边坡工程特性及稳定性明显区别于一般的均质土边坡和岩质边坡,实际生产项目中,工程技术人员多将其视为一般的均质土边坡进行勘察、设计,造成了设计浪费或设计失败,因此对类土质边坡变形的地质力学模式及失稳机理的研究具有实用价值。以重庆市合川区狮滩镇洞堂湾边坡为地质原型,在对边坡赋存的地质环境条件、边坡的坡体结构特征、变形破裂特征分析的基础上,得出该类边坡变形的地质力学模型为渐进后退式蠕滑-拉裂;边坡失稳机理分析结果表明该边坡多发生在暴雨或持续降雨期间,有一定的滞后特征,边坡失稳多受坡体中倾外的缓倾结构面及陡倾的裂隙面控制。最后采用平面滑动法对该边坡进行稳定性分析和评价,计算结果与边坡的变形破裂特征基本相互吻合。     

陡倾顺层岩质斜坡动力倾倒变形机理研究

通常认为顺层岩质斜坡动力变形破坏以滑移—拉裂、滑移—弯曲模式为主,但是通过现场调研发现,在陡倾顺层斜坡中存在一类特殊的动力变形破坏方式——倾倒变形。为了得出该类型斜坡动力倾倒变形机理,以四川汶川县水磨沟陡倾软硬相间顺层斜坡在"5.12"汶川地震作用下失稳为例,在充分总结滑坡区工程地质条件和分析其动力破坏特征后,利用二维离散元数值模拟方法开展研究。结果表明:在地震荷载作用下,在斜坡表面PGA放大系数随着高程的增加总体表现节律性变化,在坡肩呈现峰值;斜坡失稳机理为坡内软岩和硬岩差异式拉剪破坏导致层面抗剪强度急剧降低,岩土体沿优势层面下滑;由于坡体下部岩层锁固作用,坡体向下滑动受阻,坡脚附近岩土体翘曲隆起,而坡顶震裂松弛岩土体在巨大地震惯性力下沿优势结构面滑动剪出过程中,受坡肩"关键块体"阻挡而向临空面发生倾倒变形,整个斜坡发生滑移—下部弯曲—上部倾倒式失稳破坏。研究成果为类似地区的边坡工程地震失稳分析提供参考和依据。     

基于数值仿真的全强风化岩质边坡失稳机制研究

利用数值分析方法来分析边坡的稳定性正逐渐被人们所重视。以某公路边坡工程为例采用考虑地形变化的极限平衡法和考虑变形发展过程的有限元强度折减法相结合的方法对全强风化岩质边坡的失稳机制进行了研究。研究结果表明:边坡的失稳破坏机制表现为典型的牵引破坏,全强风化岩体遇水容易软化,边坡中前部抗滑段饱和时会导致岩体强度极大下降,对于边坡的稳定十分不利,中前部边坡失稳导致滑坡逐渐向上发展,牵引逐级发育,前一级潜在破坏为后一级的发展提供了临空空间。针对这种失稳机制,建议工程措施应重视阻滑段的疏排水,通过工程加固手段阻止第一级破坏发生。     

库什塔依水电站左坝肩边坡处理设计

通过对左坝肩卸荷岩体边坡地质条件和工程特性研究,左坝肩边坡不存在滑动破坏的底滑面。计算表明,不存在发生大规模整体滑移式失稳的可能。通过采取工程措施对坝顶高程以上边坡削坡减载、挂网喷混凝土防护和预应力锚索加固综合处理后,左坝肩边坡的安全性明显提高。     

土体的结构性对边坡突变失稳影响研究综述

结构性土具有胶结、大孔隙的特点,以该土质为主的边坡在变形与破坏过程中表现出与一般素土边坡明显不同的特性。目前,有关结构性土岩土本构关系的研究在国内外尚处发展阶段,用于理论分析及具体工程指导的岩土模型均不成熟,更未达成共识,造成了结构性土坡稳定性的研究无法深入开展,存在较大局限性。针对这一问题,对国内外有关结构性土坡稳定性的研究进行了总结,对其中以黄土、花岗岩残积土等代表性结构性土为研究对象的室内外边坡试验、理论公式推导等进行了重点分析。归纳了以数值模拟为主的结构性土坡研究存在的应用局限性较大、边坡失稳特征反映不完整等问题,并提出引入突变理论来分析该类边坡失稳问题的方法,为结构性土坡稳定性研究的发展方向及研究重点提出了相关建议。     

超标洪水下堤防失事风险评价及工程应用

基于堤防工程可能的失效模式,修正了水文失事风险率和边坡滑动失稳风险率计算模型.分析了漫顶失事、渗透破坏失事以及边坡滑动失稳的条件概率计算方法,建立了堤防综合失事风险率计算模型;同时,提出了超标洪水下堤防失事风险率的计算方法,结合南京市外秦淮河堤防工程实例,得到超标洪水下外秦淮河堤防综合失事风险率为0.57%.     

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。