边坡稳定性分析的条块稳定系数法

鉴于传统条分法对边坡安全系数定义和使用的局限性,引入了条块稳定系数的概念。分析了条间力推力线高度的影响因素,假定条间力传递时都具有相同的条间力稳定系数 ,并考虑了条块重力偏心矩的影响。根据条块的力和力矩平衡关系以及条间力假定,建立了求解条块稳定系数的四元方程组。在此基础上,求得条块稳定系数随滑动面的分布状况。根据条块稳定系数随滑动面的分布规律划分了滑体的主滑段、抗滑段和牵引段,大致判断滑坡的滑动模式。根据滑面上抗滑力和下滑力之比的定义,求解边坡整体稳定系数。采用传统条分法和所建立的条块分析法分别以圆弧滑动和折线形滑动的两个实例进行了验算,说明了条块分析法的优越性和可靠性。     

基于方向角修正的改进传递系数法

传递系数法假定条块作用力方向与上一条块底滑面平行。相关文献指出基于这样的假设可能导致计算结果偏大,偏于不安全。基于此,对条间作用力方向角进行修正:假定条间力方向角为上一条块底滑面倾角与未知常数λ(推力方向修正系数)的乘积,通过考虑边坡整体力矩平衡求解修正系数,进而求得边坡稳定系数,对传递系数法进行改进。通过经典算例及工程实例验算,结果表明,改进法计算结果较传统传递系数法更精确,物理过程更合理,能够满足工程精度要求。     

圆弧滑动边坡改进条分法的数值分析

结合传统极限平衡方法和现代极限平衡方法,对圆弧滑动边坡进行垂直条分,将条块间的作用力一般化,提出了基于圆弧滑动的改进条分法。建立了圆弧滑动边坡的力学计算式,确定了一般化的条间力影响系数和边坡安全系数的关系式。运用数值计算和迭代程序,得出滑体分别在力平衡和力矩平衡下的安全系数随条间力影响系数变化情况,从而定量地描述了边坡稳定状态。结果表明,圆弧滑动垂直条分改进方法反映了滑动面和垂直面相互影响情况,数值计算简便,而且精度较高。     

降雨入渗非饱和黏土边坡稳定性的极限平衡条分法研究

考虑非饱和黏土边坡的基质吸力和渗流力,根据水位线位于滑面上、下的临界平衡状态,分别建立了滑体条块极限平衡状态下力和力矩平衡式,获得了降雨条件下非饱和黏土边坡稳定性的极限平衡条分法计算式。通过试验、参量变换以及作用力的位置关系可以确定相关参量,并采用数值计算求解临界平衡状态下滑体条块的相互作用力系数和非饱和边坡安全系数。案例结果表明：考虑渗流力时的非饱和黏土边坡安全系数比不考虑渗流力的安全系数降低约13.8%,且考虑渗流力作用的条间力作用系数变化率明显大于不考虑渗流力的结果;当降雨强度超过一定值时,坡面径流很快形成,边坡出现不稳定的时间基本相同。     

基于角度关联的实用型极限平衡法初步探讨

本文推导出了边坡或滑坡条块间推力(简称条间力)传递的一种表达式,把条问力水平倾角βi设置成滑坡体内摩擦角φ0与底滑面倾角αi的函数tanβi=μ(tanφ0)/F+(1- μ)rtanαi,通过不断调整系数μ、r和安全系数F进行试算,直到条间力合理性条件及滑坡体的极限平衡条件都得到满足,从而求得边坡或滑坡的正确安全系数F实践证明,本算法计算精度高、适用范围厂而且简单实用,易于推厂.     

基于能量守恒的滑坡稳定性计算模型

基于能量守恒思想,采用径向条分法,假设虚拟位移,建立滑坡的稳定性计算数学模型,为滑坡稳定性分析提供了一种新的方法。基于虚拟位移ds,推导了滑坡重力势能增量(35)U和滑面摩擦耗能(35)W,定义了能量法滑坡稳定性系数Sc,分别给出了在不考虑地下水和考虑地下水两种情况下滑坡稳定系数Sc的数学表达式。通过算例分析,并与极限平衡法中的简布法计算结果对比,结果表明,不考虑地下水情况下能量法的计算结果与简布法较为接近,且前者稳定系数略高,差值比为0.19%;考虑地下水影响的情况下能量法计算结果与简布法的差值比为9.77%,前者稳定系数较低,即能量法中地下水对滑坡稳定性系数影响较大。基于算例1,对模型的主要参数进行了关于稳定系数Sc的敏感性分析。最后从本质上对比分析了能量法与简布法的异同。     

边坡稳定分析中瑞典条分法的改进

边坡稳定分析中常用的方法有极限平衡法和有限元法,而瑞典条分法由于其原理简明、公式简单而成为应用广泛的边坡稳定分析方法之一。但瑞典条分法忽略了土条侧面的作用力,并不能满足所有的平衡条件,由此算出的稳定安全系数比其他严格的方法偏低。本文是基于瑞典条分法做了适当的改进研究,从而提高了其计算精度。     

用点接触模拟滑面的滑坡稳定性分析方法

结合有限元强度折减法,用点接触模拟滑面,提出了适用于已知滑裂面的滑坡稳定性分析及滑坡推力计算的数值计算方法。以滑坡体为分析对象,用切向和法向两组弹簧的弹簧力来模拟滑裂面上的剪切力和法向力;结合强度折减法和摩尔-库仑强度准则对滑面弹簧刚度进行迭代计算,求解得到了满足静力平衡的数值解。该方法避免了极限平衡条分法求解边坡稳定性时需对条间力进行诸多假设的局限,也避免了有限元强度折减法求滑坡推力时需加桩计算的不便及收敛困难等问题。新方法能计算出极限状态下滑坡体上的应力、滑裂面上的边界力和稳定性系数以及给定安全系数下滑坡体上任意截面的滑坡推力大小、作用方向和位置,具有较严格的理论基础,可为实际工程中滑坡的治理提供一定的参考。     

边坡稳定计算斜条分法机理分析

利用较严格的通用条分法的分析思路,将边坡条块划分一般化,即采用斜条分法。重新建立了斜条分法的各种平衡方程式,并在此基础上假定斜条块间切向力与法向力满足Mohr-Coulomb准则的函数关系。算例分析表明该方法所求的安全系数与通用条分方法的结果相近,得到的简化计算是可行的。     

基于有限元强度折减法的滑坡稳定性分析

本文在现场调查分析的基础上,基于Midas/GTS的有限元强度折减法对延安市宝塔区卧虎山滑坡进行了数值模拟分析,得出了滑坡的变形情况、滑动趋势以及稳定系数,并把计算结果与传统稳定性计算结果进行了分析比较,证明了基于有限元强度折减法的滑坡稳定性计算方法的可靠性和可行性。     

简化Bishop法的剩余下滑推力计算方法研究

简化Bishop法是评价圆弧形滑动面滑坡稳定性的"严格"方法,计算方法简便、精确,已有相关学者研究了其严格性,但却没有与之相适应的滑坡剩余下滑推力解析法,给滑坡（边坡）的综合治理带来了一定困难。本文从简化Bishop法计算原理出发,考虑坡体自重、外力、水平地震力、滑动面处的孔隙水压力等,利用力多边形法则,得到了两类简化Bishop法剩余下滑推力分析模型,即:Ⅰ型（T_i ≥ 0）和Ⅱ型（T_i < 0）;针对两类模型推导出了第i-1条块的下滑推力,然后,使F_i-1参与到第i条块的力多边形受力模型中,从上往下逐条块计算下滑推力,进而推导出条块i的剩余下滑推力解析计算公式。该解析法与传递系数法隐式解所计算的剩余下滑推力进行比较,总体上呈现出简化Bishop法剩余下滑推力高于传递系数法隐式解,两者的剩余下滑推力差值随着安全储备的增大而减小,且该解析法适用于安全储备要求较高的滑坡（边坡）,该解析法为圆弧形滑动面滑坡（边坡）治理设计提供了一定的理论依据。     

基于土条周边水压力分析的水下滑体稳定性研究

在水库运营过程中,水库涉水滑坡会有部分滑体没在水下,在采用传力系数法进行滑坡稳定性计算时,滑坡稳定性系数与水下条块的水压力紧密相关。在分析极限平衡法中水上岩土体水压力及渗透力计算方法的基础上,通过水下三角形条块和四边形条块的水压力计算,探讨了传力系数法中位于水下条块的抗滑力及下滑力的计算方法,得出了水下滑体的抗滑力和下滑力只与浮重力的大小有关,与浸没在水下深度的变化无关的结论。研究成果简化了水压力的计算,对水下滑体水压力及稳定性计算具有重要的参考和借鉴意义。     

基于FLAC3D预应力锚拉桩作用机制和加固效果研究

运用数值模型试验方法,对预应力锚索抗滑桩治理后滑坡的加固效果进行分析和探讨。试验表明,FLAC3D数值模拟模型试验方法直观,且可以量化地评估加固前后滑坡和预应力锚索抗滑桩的变形特征,受力情况和计算滑坡体稳定性系数。加固后滑体的水平和垂直位移显著减小,滑体压力转移至桩体,稳定性系数大幅度提高。该方法适用于预应力锚索抗滑桩应用于滑坡的加固效果评价和加固机制分析     

基于通用条分原理的锚框支护边坡地震动力稳定分析

考虑水平地震力作用与锚框支护作用,分析微分形式的土条受力平衡,推导积分形式的滑体极限平衡,编程搜索求解相应方程组,提出一套基于通用条分原理的锚框支护边坡地震动力稳定分析方法。利用本文所述方法与数值模拟方法,分别计算了某高速公路锚框支护边坡的动力稳定安全系数,两者结果基本相同。进一步探讨了平均锚固力和地震作用系数对该边坡动力稳定安全系数的影响。本文所述基于通用条分原理的锚框支护边坡地震动力稳定分析方法,具有考虑因素全面、计算工作量小的优点,能够为边坡工程的初步设计,包括坡形设计、锚杆优化、抗震验算等,提供一种较为准确的简便计算手段。     

双排抗滑桩加固滑坡的前桩后侧推力算法

为了在求解双排全长桩和后排沉埋-前排全长桩中前桩后侧坡体推力的同时也可得到其分布模式,以便更合理确定前排桩受力特征,针对双排桩加固的基岩-覆盖层式滑坡,采用斜条分法将排间滑体分割成若干斜向平行滑面的土条;对所形成的在不同深度位置的4类典型土条,根据静力平衡条件,推导了其作用于前桩受荷段后侧的推力计算公式,进而可确定出前排桩受荷段后侧坡体推力分布模式及其合力。实例分析表明,本文方法所确定的前桩后侧坡体推力呈不规则抛物线形分布,其峰值点接近于滑面;后排桩沉埋模式时前桩后侧坡体推力比后排桩全长模式时的值小8.6%～10.6%;本文方法比传递系数法的计算值偏大10.6%～13.4%,且相对更接近于FLAC3D模拟结果。     

滑坡速度预测的计算方法探讨

滑坡速度预测一直是一个比较复杂的问题。采用潘家铮提出的基于垂直条分的滑速计算方法求解条块的运动速度,并以三峡库区某滑坡为实例,对其滑动加速度及速度进行分析。同时,采用不连续变形分析方法（DDA）对滑坡体的滑动全过程进行了模拟,二者对滑速发展趋势的预测基本吻合, 而且DDA模拟较全面地反映了滑坡运动在时间和空间的发展变化特征,清楚地再现了滑坡发生、发展、失稳的全过程,可作为预测滑坡滑速的有效分析方法。     

地下排水对滑坡稳定性影响动态研究

提出了考虑孔隙水压力的滑坡稳定性计算方法,对工程中常用的不平衡推力法进行改进。以某个水电工程滑坡为例,采用FLAC3D进行三维数值分析,对滑坡在地下隧洞排水过程中的孔隙水压、水位及流量等变化进行了模拟。利用FLAC3D计算结果,并使用FISH语言编程,得到改进后的不平衡推力法的所需数据,对滑坡的稳定性变化进行了动态研究。计算结果表明,上述方法很好地反映了地下排水过程中稳定性增长过程,同时表明常规的计算方法低估了地下排水在提高滑坡稳定性和降低剩余下滑力方面的作用。     

高边坡稳定性案例分析及支护结构优化设计

根据碾子沟煤矿土质高边坡再次失稳的情况,结合现场勘察资料,对滑坡失稳原因进行了分析。运用ABAQUS有限元分析软件并采用抗剪强度折减系数法进行了数值计算,得出了土体在饱和状态下的安全系数及滑动面等参数,并分析了滑坡潜在的破坏过程。根据相关规范规定,运用折线滑动面及传递系数法隐式解的概念对滑体下滑力进行了计算,为优化设计提供依据。通过优化支护结构设计,减少了降雨对边坡的不利影响,遏制了滑坡变形。     

圆弧滑面滑坡推力的数值解研究

基于国内折线滑面滑坡推力计算传统的分块传递系数法原理,提出了适用于圆弧滑面滑坡推力计算的数值积分法,推导了有关的计算公式,编制了实用的计算程序.由程序实例计算图形处理结果,探讨了滑坡推力随位置变化的某些规律,这对于滑坡治理设计是有益的;同时根据对滑体内部力函数的变化规律的分析,指出了传递系数法尚存在的问题.     

不平衡推力法在滑坡治理工程中的应用

不平衡推力法是具有中国特色的滑坡推力计算方法,在滑坡治理工程中得到了广泛应用,并积累了丰富的工程经验,但是在目前有误用、滥用的趋势。本文以具体的工程实践为例,简要介绍了如何使用不平衡推力法计算滑坡推力,认为正确确认滑坡的主轴断面、选用合适的滑面抗剪强度指标和安全系数＂K＂,是正确运用该法的关键;讨论了不平衡推力法计算公式中安全系数K的含义和选用,明确指出其与各种条分法中的安全系数＂F＂具有不同的含义,二者不能混为一谈;鉴于K值大小对滑坡推力计算结果的影响显著,认为＂K＂不应取定值,应取1.05～1.25的一个数值。