顺层岩质高边坡破坏模式分析及稳定性研究

针对我国西南地区某高速公路顺层岩质高边坡,通过地质力学分析,确定了高边坡的主要破坏模式为坡顶受拉破坏和沿着顺坡向结构面主滑的拉-剪联合破坏模式;根据高边坡开挖之前的实际稳定状态,对顺坡向结构面的强度参数进行反分析,合理确定了主滑结构面的强度参数;最后选取典型剖面,采用极限平衡法和有限元强度折减法,评估了该高边坡在自然、降雨和地震工况下的整体稳定性状态,在自然工况下该高边坡稳定性安全系数在1.12左右。     

基于强度折减法的高边坡稳定性分析与设计

铁路建设中不可避免地会遇到各种结构类型的开挖滑(边)坡,其稳定性状况很大程度上决定了铁路交通的安全运营.因此,研究其工程适宜性具有较大现实意义.文章引入了FLAC3D程序及强度折减方法,应用数值模拟技术对国内某铁路多级开挖边坡两典型断面Ⅰ和Ⅱ在加固前、后的变形规律及稳定性分别进行了计算分析.计算结果表明:经过加固后,开挖滑(边)坡的滑动(趋势)范围向坡体内部移动,且位移值减小了;加固后滑移面也相应地向坡体内部移动了,安全系数也得到了提高.     

桩基荷载作用下隧洞破坏模式研究与安全分析

 以重庆市朝天门隧道为工程实例,采用有限元强度折减法进行桩基荷载作用下隧洞的稳定性分析。桩与隧洞相互作用是一个桩–岩土–结构共同作用的复杂过程,主要有3种破坏模式：隧洞破坏、桩基破坏、衬砌破坏。隧洞破坏与桩基破坏属于土体剪切破坏,可以采用有限元强度折减法求其稳定安全系数。针对桩基荷载作用下隧洞稳定性的各种影响因素：岩体强度、桩基荷载、桩与隧洞距离及桩的埋深等,建立6种计算方案、16种计算桩位,求出相应的安全系数,并分析其内在规律。桩与隧洞之间存在临界距离与临界埋深,当桩位于临界距离或临界埋深范围之内时,桩对隧洞稳定性有较大影响,隧洞先发生破坏,反之则桩对隧洞影响较小,桩基先发生破坏。     

基于强度折减法的深基坑周边环境安全性评价

城市深基坑工程周边环境变形要求非常严格。因基坑开挖引起的土层扰动,可能会造成建筑物及地下管线破坏,甚至引起基坑失稳。为解决其安全性评价这一难题,吸收强度折减法的优点,提出了基于强度折减技术的深基坑周边环境安全系数的计算方法。以深基坑支护结构水平位移值达到设计控制值作为周边环境破坏的临界判据,通过不断搜索折减系数F,将岩土体材料的力学参数按F值折减代入计算模型中,达到临界条件的折减系数即为安全系数F_s。工程实例分析表明,该方法可以客观、有效地评判深基坑施工中周边环境的安全裕度,为城市深基坑施工顺利进行提供参考。     

基于动态和整体强度折减法的边坡稳定性分析

 基于强度折减法的边坡稳定性评价只能获得静态单一的安全系数。为获得边坡渐进失稳过程中的稳定性状况,提出基于动态和整体强度折减法的边坡动态稳定性评价方法,利用动态强度折减法搜索出渐进扩展的滑动面,并结合整体强度折减法计算安全系数的优势,在边坡渐进失稳过程中计算动态安全系数,从而实现对边坡失稳全过程的分析和调控。首先,利用动态强度折减法确定出一系列扩展的滑动面,然后,在每一步折减中降低滑动面的强度参数,随后采用整体强度折减法计算此刻的安全系数。最后进行滑动面扩展–安全系数的对应分析,根据安全系数的动态变化规律对边坡进行稳定性评价和支护。两实例计算表明,动态强度折减法获得的滑动面与实际监测数据相吻合,合理反映边坡(滑坡)的变形破坏特征。利用动态和整体强度折减法的各自优势,获得边坡渐进失稳过程中的一系列动态安全系数,更利于边坡的稳定性判断及支护措施建议。相比于极限平衡法,动态强度折减法也更适合于非均质边坡的稳定性评价,能搜索出正确的潜在滑动面。     

破碎岩高边坡变形破坏模式及工程治理研究

以金堆城采矿场东帮破碎岩高边坡为研究对象,以实际的野外调查资料为依据,分析了该段边坡的变形破坏机理及变形破坏模式,采用极限平衡法评价了该段边坡的稳定性及其发展趋势,并根据分析结果,提出了综合治理方案。     

基于有限元强度折减法的边坡稳定性分析

采用强度折减法,根据基于摩尔-库仑屈服准则的广义米塞斯屈服准则（D—P准则）,通过前后处理软件,对边坡稳定性进行非线性有限元分析。综合考虑土体参数的变化和边坡边界条件的特点,从计算结果中分析边坡的位移,变形及其塑性发展趋势,从而可以得出安全系数。结果表明：强度折减法分析边坡稳定性时,不但能够得到边坡的安全系数,而且能够确定最危险滑移面。     

基于强度折减法的边坡加固分析

基于强度折减有限元法对边坡进行了加固分析,结果表明当采用粘聚力更大的材料对边坡表面加固时,可以通过调整材料粘聚力和加固深度使得安全系数达到合适的值。     

有限元重力加载比例法与强度折减法对比研究

针对强度折减法在边坡安全系数分析中的不足以及应用范围的局限性,建议采用基于改变重力加速度的重力加载比例法,同时指出超载储备安全系数相当于折减黏聚力c值的强度储备安全系数的结论不能成立.计算分析表明,当坡角大于60°时,两方法在一定程度上可相互换用.当坡角小于45°时,对单层岩土高边坡计算深度过大时,两种方法均不宜采用;对两层岩土边坡而言,重力加载比例法计算的边坡安全系数随坡角增加而递减的速率要远大于强度折减法;对三层岩土边坡而言,重力加载比例法的分析结论比强度折减法的更符合工程实际.此外,重力加载比例法在保留了有限元强度折减法不需要假定滑动面优点的基础上极大的简化了计算过程,在计算耗时上仅为强度折减法的3/10～1/7,并且随着岩层层数的增加,该效率还有上升的趋势.     

基于极限平衡法与强度折减法的某高寒高海拔矿山边坡稳定性分析

为验证西部高寒高海拔地区某露天矿山设计边坡稳定性是否满足现行规范要求,并分析露天开采导致的位移变化规律,本文参考矿区终了境界平面图选取具有代表性的典型剖面,结合矿区实际情况、工程地质条件、室内物理力学试验,利用H-B准则等,综合确定矿区边坡的岩土体物理力学参数;采用极限平衡法中的不平衡推力法和M-P法及有限差分强度折减法,以安全系数为指标,验证了设计边坡的稳定性。通过极限平衡与强度折减计算结果的对比,验证了强度折减法计算潜在滑动面形态及安全系数的可靠性。在此基础上,分析强度折减前,在岩体开挖、施加爆破及地震荷载下矿山边坡的位移显现规律。研究结果可为露天矿山设计中的边坡稳定性定量分析提供参考。     

基于有限元强度折减法确定某边坡的安全系数

利用非线性有限元分析软件MARC,采用强度折减法确定某边坡的安全系数,将塑性区贯通作为边坡破坏的判据,分析结果表明,此方法可以有效克服传统的缺陷,有较强的实用价值。     

有限元强度折减法中的刚度退化及边坡失稳判据

介绍了刚度退化的基本原理和方法及其在有限元计算中的实现,通过实例计算得出考虑刚度退化所得的安全系数比不考虑刚度退化所得的安全系数要小,这是因为:在有限元计算中随着强度参数的折减,坡体内部的某些点首先进入塑性状态,由于周围土体的约束作用,塑性区有发展的趋势,当泊松比ν增大、弹性模量E减小时,土体间的相互作用减弱,塑性区发展减缓,范围减小。所以塑性破坏点连成的区域比不考虑刚度退化时小得多,并且集中在潜在滑移面附近,构成剪切滑移带,致使有限元计算不收敛,边坡失稳破坏。利用刚度退化的有限元计算结果,通过对比分析强度折减和考虑刚度退化的强度折减的数值计算结果,认为塑性区是否贯通的判别标准不能确切反映边坡稳定状态。     

基于Plaxis强度折减法的开挖边坡稳定分析

利用Plaxis有限元软件,针对某开挖高边坡地质地形特征,采用有限元强度折减法对边坡无支护的情况和采用预应力锚索加固两种方案进行了模拟,模拟结果表明,无支护边坡其安全系数小于1,稳定性较差,无法满足规范要求;采用预应力锚索加固后,安全系数增加,且边坡潜在滑裂面从浅层风化岩体向下部岩体移动,边坡稳定性增加。同时,对计算结构的精度做了对比,与极限平衡Bishop法结构相比其误差在2%以内,且潜在的危险滑裂面形状和位置基本一致,论证了其准确性和工程实用性。     

基于参数化训练模型的边坡强度折减法研究

依托ABAQUS大型有限元程序,以坡体塑性区贯通和关键点位移突变为失稳判据,实现边坡强度折减法的参数化训练模型,计算了一个边坡算例,通过与Bishop极限平衡法计算结果的对比,验证了参数化训练模型的有效性和准确性,最后将研究成果应用于谷竹高速公路某段边坡,对坡体的安全性进行了分析,并提出了相关建议。     

强度折减法在金花鸡山边坡的应用

通过ANSYS前后处理软件,对边坡开挖稳定性进行非线性有限元分析,综合考虑边坡边界条件和岩土体开挖分期施工工程中参数变化的特点,从计算结果中分析边坡的位移、变形及其塑性发展趋势,从而得出安全系数,结果表明：用有限元法分析边坡开挖稳定性时对实际岩土体开挖和边坡支护具有指导意义。     

基于MARC强度折减法在降雨条件下边坡稳定性分析

通过查阅文献和计算对降雨条件下抗剪系数减小和重度增加两个因素对边坡安全系数影响的比较,得出前者对边坡稳定性的影响更显著,应用MARC程序模拟了在降雨条件下,雨水从上而下入浸对边坡安全的影响,得出随着雨量的增加安全系数减小,并进行了分析,其研究结果可为边坡工程的设计和防治提供一定的参考。     

基于强度折减法的不同形态边坡的稳定性分析

采用强度折减法与有限单元法对边坡稳定性进行了分析,并基于ABAQUS的参数化模拟技术,建立能够反映不同坡角的动态分析模型,同时结合强度折减法研究了边坡坡角与安全系数之间的关系,为边坡的稳定性分析提供了合理依据。     

基于广义Hoek-Brown准则的边坡稳定性强度折减法数值分析

Hoek-Brown屈服准则作为估计完整岩石或节理岩体剪切强度的半经验准则,已成为岩体强度预测及计算领域应用最广泛的准则之一,并在边坡极限平衡法计算中得到了广泛应用,但很少应用于数值模拟计算领域。本文结合工程实例,以广义Hoek-Brown屈服准则建立数值计算模型,并基于强度折减方法计算边坡安全系数,经与等效Mohr-Coulomb屈服准则数值模拟及极限平衡计算对比,得出基于Hoek-Brown屈服准则的模拟计算结果与其它方法一致并且正确的结论。并认为不同屈服准则条件下的边坡潜在滑移面位置及变形特点存在差异,原因在于不同的屈服准则采用了不同的流动法则。与Mohr-Coulomb屈服准则相比,Hoek-Brown屈服准则采用基于应力水平的塑性流动法则更加体现了节理岩体的变形和破坏特点,可有效反映岩体的非线性破坏特征,更加接近工程实际,适于节理岩体的强度计算及稳定性分析。     

基于强度折减的边坡动力安全系数确定方法研究

地震边坡稳定性分析已成为岩土工程界和地震工程界抗震减灾研究的重要课题之一。通过数值分析对土质边坡地震动力响应规律进行研究,发现边坡上PGA分布突变点的连线与潜在滑动面位置存在较好的对应关系。据此可通过PGA分布突变点的连线轮廓来大致确定边坡的潜在滑裂面,同时,这些PGA分布突变点可以选定为判定坡体临界稳定状态的关键点。基于强度折减法,以关键点的相对位移作为边坡动力破坏的控制性指标,结合地震特征位移和安全系数来评价边坡的动力稳定性,以特征位移与强度折减系数曲线上的特征位移产生突变时对应的强度折减系数作为边坡的地震动力安全系数。