理正软件在边坡稳定分析中的应用

文章以同马大堤1号砂场为例,介绍利用理正岩土软件计算分析岸坡稳定性.     

边坡稳定Bishop法的实施新方法

Bishop条分法是边坡稳定分析的常用方法，传统Bishop简化法以圆弧滑动面作为前提。基于力平衡推导出适合非圆弧滑动面的安全系数计算方法，给出考题验证，在直线滑动面情况下，给出力学对比分析。     

强度参数统计特性对边坡稳定可靠性的影响

由于对边坡强度参数统计特性考虑不全面,使得边坡可靠性指标计算值偏小,对应的失效概率偏大,常常超过10%,设计中难以采纳,造成地基可靠度规范的制定和执行进展缓慢。以某高速公路全风化花岗岩土质高边坡为工程背景,在分析土质参数统计特性的基础上,采用极限平衡理论和蒙特卡罗模拟法,系统地分析了土质强度参数的均值不定性、变异性、相关性、区间特性和空间变化性等对边坡稳定可靠性的影响。结果表明：土性参数的各种统计特性对边坡稳定可靠性均具有不同程度的影响。可靠性指标计算值随抽样距离的减小而增加,随c或φ均值的增大而增加,随c和φ的变异系数的增大而减小,随c和φ相关系数绝对值的增大而增加,考虑区间性后可靠性指标计算值也明显变大。即变异性对边坡稳定不利,而相关性、区间性和空间变化性对边坡稳定有利。因此,准确而全面地考虑土质参数的统计特性,尤其是在参数变异性和相关性的基础上加以考虑土性参数空间变化性和区间性会更加符合工程实际,且计算结果趋于安全,有利于地基可靠度规范的推广运用和边坡工程的安全评价。     

轴心压杆的稳定可靠性计算

轴心压杆广泛应用于机械和结构工程中，细长的轴心压杆的承载力是由它的稳定性决定的，我国目前的建筑设计规范计算稳定问题虽然有概率设计的思想，但它终究是一种确定性的方法，为此，用基于验算点处展开泰勒级数的哈桑－林德法计算了轴心压杆稳定可靠性的可靠性指标，并同均值一次二阶矩法作了比较。由于验算点事先并不知道，需要利用迭代法计算可靠度指标，利用埃特金法，很好地改善了迭代公式的收敛性和收敛速度，算例的结果表明所用的理论是正确的，所用的迭代公式具有相当好的收敛速度。     

利用改进一次二阶矩法计算边坡稳定可靠指标

在利用可靠度理论建立功能函数的基础上,对功能函数的求解进行了一次二阶矩两种方法的比较与分析,并对边坡的可靠指标进行了验算.结果显示,用改进一次二阶矩法将线性展开点(可用反算法求得)选在极限平衡状态面上,可减小计算误差.     

边坡稳定Bishop法的实施新方法

Bishop条分法是边坡稳定分析的常用方法,传统Bishop简化法以圆弧滑动面作为前提.基于力平衡推导出适合非圆弧滑动面的安全系数计算方法,给出考题验证,在直线滑动面情况下,给出力学对比分析.     

饱和-非饱和渗流作用下边坡稳定分析的混合法

针对边坡稳定分析条分法存在的问题，在饱和－非饱和渗流不动网格有限元计算的基础上，用土体单元所受的渗透力代替其周边的孔隙水压力，达到利用渗流计算时的剖分网格和计算结果，直接连续进行渗流作用下的边坡稳定分析的目的，并有用数学规划中的单纯形法自动寻找最小安全系数，算例表明，该方法具有一定的实用性，并为考虑降雨等引起的饱和－非饱和不稳定渗流作用下的边坡稳定问题的分析提供了实用的工具。     

基于Monte-Carlo法的边坡可靠性分析

为了研究土性参数中粘聚力系数c和内摩擦角φ对边坡可靠度指标β的影响,在传统的极限平衡原理Bishop法的基础上,结合可靠度分析方法中的MonteCarlo法,通过MATLAB来实现以上的分析过程。结果表明：粘聚力系数c的变异系数δc以及内摩擦角φ的变异系数δφ与可靠度指标β呈负相关。     

用于边坡稳定分析的改进通用条分法

在极限平衡理论的基础上,考虑外部因素（水、拉裂缝、外荷载）与加固措施（锚杆、锚索、土工织物、土钉）对边坡的作用,推导出能模拟各种极限平衡方法的改进通用条分法（IGLE）理论体系,并编写了相应的计算程序-Rslope。运用改进通用条分法（IGLE）模拟了不平衡推力法,并对不平衡推力法（强度储备法）与不平衡推力法（超载法）的安全系数与剩余下滑力进行了精度分析,给出了使用建议。针对工程人员容易混淆剩余下滑力与条间力的情况,对条间法向力与剩余下滑力的水平分力进行对比分析,结果表面二者没有必然联系或者规律。运用Rslope程序与商品化软件slide、SLOPE/W进行了算例分析,对比了自动搜索圆弧滑面、折线型滑面、加固后的边坡安全系数,结果具有很好的一致性。     

考虑各向异性空间变异性的边坡可靠度分析

在边坡可靠度分析中,通常采用横观各向异性或各向同性随机场来刻画土体参数的空间变异特性,而忽略了土体参数的各向异性空间变异性,从而可能会得出错误的可靠度评价结果。为此,建立考虑各向异性空间变异性的边坡可靠度随机有限差分方法（RFDM）计算框架,并以一般各向异性空间变异性边坡为参考边坡,从波动范围方向结构、互相关系数、变异系数和波动范围等方面系统地探讨各向异性空间变异性对边坡可靠度的影响。结果表明：基于坐标转换的各向异性随机场模拟方法可以有效地刻画土体参数各向异性空间变异性;应变聚类边坡临界滑面搜索算法适用于复杂临界滑面的精确搜索;相比一般各向异性空间变异性,旋转各向异性空间变异性会高估边坡失效概率,横观各向异性空间变异性会严重低估边坡失效概率,而各向同性空间变异性会在较大和较小的波动范围内分别高估和低估边坡失效概率。     

土体抗剪强度指标变异水平对边坡稳定安全系数取值的影响

针对传统的边坡稳定极限平衡方法不能考虑土体抗剪强度指标变异性影响的问题,基于极限状态的概率分析原理,采用Monte-Carlo法对均质路堤边坡的稳定性开展了可靠度计算,讨论了稳定安全系数一定的条件下边坡失效概率随土体抗剪强度指标变异水平的变化规律,分析了安全系数与边坡可靠指标的对应关系及其随土体抗剪强度指标变异水平的变化特征。研究表明：边坡可靠度受土体抗剪强度指标变异性影响显著,呈现出随土体抗剪强度指标变异水平提高而急剧减小的趋势;为保证边坡具有相同的可靠性,安全系数的取值应与土体抗剪强度指标的变异性相适应,据此提出了基于可靠指标和土体抗剪强度指标变异水平的安全系数取值原则及其对应的三参数函数关系式。     

各向异性土坡稳定性的极限平衡遗传算法

本文将Mohr-Coulomb破坏准则推广得到各向异性土的破坏准则 ,在Bishop简化法基础上推导出考虑各向异性的边坡安全系数公式 ,并结合遗传算法得到真正最危险滑动面和全局最小的安全系数     

土坡稳定可靠度分析

简述了可靠度分析的“ＪＣ”法,介绍了一种典型的土坡稳定分析模型的极限状态方程,编写了一套完整的计算程序,并结合算例,对该法应用中的一些问题进行了讨论     

Modified fuzzy point estimate method and its application to slope reliability analysis

A slope engineering system is a complex system, in which many uncertainties exist, including random uncertainties and fuzzy uncertainties. Traditionally, random uncertainties were often considered, while fuzzy uncertainties were ignored. Therefore, fuzzy-random methods should be proposed. A fuzzy point estimate method was proposed by Dodagoudar, that is, considering the effect of fuzzy-random factors, the fuzzy-random limit state function of slopes is changed to random interval limit state function by the A level cutting, then the moments of the function can be obtained by the Rosenblueth's method, and the stability state of slopes can be evaluated by synthesizing a group of moments. But in Dodagoudar's method, Rosenblueth's state function is composed of only two kinds of combinations of parameters rather than 2" kinds of combinations. So a modified fuzzy point estimate method is proposed by the authors, and it is used in a slope reliability analysis.     

黏性土边坡上条形基础临坡安全距离计算

以坡顶条形荷载作用下的黏性土边坡为研究对象,运用瑞典条分法并结合极限平衡理论,分析推导出条形基础临坡安全距离的数学表达式,然后通过有限元软件对一处实际案例进行模拟计算,验证了数学表达式的可靠性。     

3D stability analysis method of concave slope based on the Bishop method

In order to study the stability control mechanism of a concave slope with circular landslide, and remove the influence of differences in shape on slope stability, the limit analysis method of a simplified Bishop method was employed. The sliding body was divided into strips in a three-dimensional model, and the lateral earth pressure was put into mechanical analysis and the three-dimensional stability analysis methods applicable for circular sliding in concave slope were deduced. Based on geometric structure and the geological parameters of a concave slope, the influence rule of curvature radius and the top and bottom arch height on the concave slope stability were analyzed. The results show that the stability coefficient decreases after growth, first in the transition stage of slope shape from flat to concave, and it has been confirmed that there is a best size to make the slope stability factor reach a maximum. By contrast with average slope, the stability of a concave slope features a smaller range of ascension with slope height increase, which indicates that the enhancing effect of a concave slope is apparent only with lower slope heights.     

基于斯宾塞法的边坡地震荷载可靠度分析

针对边坡稳定性影响因素的不确定性,基于斯宾塞法,考虑多个参数对边坡稳定性影响的随机性,提出边坡稳定性可靠度分析的随机变量联合分布法。文中定义土体中内摩擦角φ、粘聚力c、容重γ为具有正态分布函数的随机变量以及水平地震系数kh为具有指数分布函数的随机变量,调用MATLAB中的正态分布函数和指数分布函数,构建地震条件下可靠度模型,分析各参数的敏感度对安全性系数的影响,其结果表明土坡中内摩擦角对边坡影响最大。