极限平衡法和FLAC~(3D)在岩质边坡稳定性分析中的运用

运用极限平衡法和FLAC3D对一岩质边坡进行稳定性分析。对比研究的结果一致,表明综合运用传统分析方法和数值模拟手段对岩质边坡进行分析能够取得良好效果。     

Rosenblueth法在边坡可靠度分析中的应用

针对在确定具有最小可靠度指标的滑动面时蒙特卡罗法耗时长的问题,通过两个典型土坡,采用简化Bishop法计算滑动面的抗滑稳定安全系数从而构建了边坡可靠度分析的功能函数,利用圆弧构建潜在滑动面,利用Rosenblueth法计算每个潜在滑动面的可靠度指标,采用和声搜索算法搜索潜在滑动面的变化以寻求最小可靠度指标滑动面,并与常规极限平衡方法得到的最小安全系数对应的滑动面进行了比较。结果表明:简单均质土坡临界滑动面与最小可靠度指标滑动面基本重合,非均质土坡最小可靠度指标滑动面与临界滑动面相差较大,可靠度指标相差也较大,在具体应用时建议采用Rosenblueth法进行最小可靠度指标滑动面的确定。     

边坡临界滑动场方法与应用(Ⅰ) —— 理论基础

编者按 :边坡临界滑动场法是近年来发展起来的边坡稳定性计算新方法 .在很多方面明显优于传统和其它计算方法 ,如它能准确快速确定边坡任意形状临界滑动面 ,全面评价边坡整体和局部稳定性等 .边坡临界滑动场法已成功地用于实际边坡工程设计 ,取得良好的效果 ,值得在工程中特别是水利工程中推广应用 .本刊从 2 0 0 0年第 3期开始 ,以专题讲座的形式 ,分 3次分别介绍边坡临界滑动场法的理论基础、数值模拟步骤以及工程应用 .     

某水电站坝肩工程边坡稳定性三维数值模拟分析

根据对某水电站坝肩工程边坡详细的野外实地调查,通过查阅和整理大量的资料总结出工程区边坡工程特性,得到边坡稳定性定性评价;利用FLAC3D数值模拟方法对开挖边坡稳定性进行了数值模拟分析研究?根据边坡稳定性定性分析和数值模拟计算分析结果对坝肩开挖边坡稳定性提出综合分析评价,得出结论:整个坝肩边坡在开挖状态下整体处于稳定状态,为坝肩边坡安全开挖和治理提供了依据?     

联合进水口开挖边坡三维应力变形分析

根据联合进水口边坡基本地质条件,进行边坡工程岩体质量分类.在分类的基础上,采用有限差分软件FLAC3D,对开挖边坡进行三维应力变形分析.结果表明,边坡开挖过程变形主要表现为开挖卸荷后的回弹位移,最大42.1 mm,量值不大;开挖过程中边坡整体塑性区分布范围较小,且没有形成大面积贯通塑性区,边坡整体稳定性良好.     

回填方式对天然土质边坡稳定性影响分析

回填压坡是提高天然边坡稳定性的常用手段,回填方式对边坡稳定性的提高效果及工程费用影响较大,为研究不同回填方式对稳定性的影响,采用有限差分软件FLAC~(3D)对某一天然土质边坡水平、坡脚、坡腰、坡底4种回填压坡方案进行了模拟分析,研究了稳定系数、潜在滑裂面位置及坡顶位移等方面的变化规律。结果表明:回填可显著提高边坡稳定系数,同时将使坡顶位置产生向坡体内的变形趋势,回填土自身稳定性会影响到坡体潜在滑裂面位置的变化,同一回填体积下,采用坡脚回填的方式对于边坡稳定性的提高效果最好。研究结果对于天然土质边坡回填压坡方案设计具有一定的参考意义。     

水工结构可靠度设计的简化及条件概率的应用

水工结构可靠度设计采用的两种方法中,以概率极限状态为原则的分项系数法较经验安全系数法更为严谨,但分项系数较多,为此提出二系数设计法对其进行简化。此外,还提出用条件概率法解决可靠度分析中常遇到的一个试验得到两个相关试验值和现场子样容量较小两类问题。对以上问题用实例进行了说明。     

极端冰雪灾害对边坡工程稳定性影响分析研究

为了研究极端冰雪灾害对边坡工程稳定性的影响,根据饱和非饱和渗流分析理论并结合工程实例,对考虑不同融雪入渗补给强度和入渗时间等5种工况进行了分析计算。结果表明:当融雪入渗补给时,边坡的滑动模式和潜在滑动面基本不变,但边坡稳定安全系数随融雪入渗过程呈下降趋势,且前12 h安全系数降幅最大;融雪入渗补给强度对边坡稳定性影响较大,坡体表面停止入渗补给后,上部岩体富集水会继续下渗,若入渗强度较大,安全系数仍缓慢降低;若入渗强度较小,安全系数会缓慢上升;最危险工况一般在融雪入渗48 h左右发生。     

基于FLAC~(3D)的边坡锚固效果及锚杆受力分析

锚杆支护是维护岩土边坡稳定的重要手段之一。结合南京某边坡工程实例,采用有限差分软件FLAC~(3D)对该边坡的稳定性进行分析,所得结果(处于不稳定状态及潜在滑动面)与实地勘查结果一致、与实际情况相符。进而对锚固后边坡的稳定状态及锚杆受力情况进行了分析,结果表明,全长黏结式锚杆对边坡滑动面有缝缀作用且改善了坡体的结构性,从而提高了边坡的整体稳定性。     

改进GEP方法在边坡非圆临界滑动面搜索中的应用

基因表达式编程(Genetic Expression Programming,简称GEP)是模拟生物遗传进化过程的一种新型优化方法,其结合遗传算法(GA)和遗传编程(GP)各自的优点,使编码更为方便、简单。为了进一步改善GEP方法的局部搜索能力和克服“早熟”现象,将局部搜索能力很强的单纯形法和回溯机制引入GEP中,提出了混合GEP方法。以安全系数为目标函数,将混合GEP法和不平衡推力法结合,提出确定非圆弧临界滑动面的新方法。2个经典算例的计算结果表明:该新方法可以准确地搜索到边坡非圆临界滑动面及相应的安全系数,且混合GEP方法的局部搜索精度和全局搜索能力均优于标准GEP方法,同时收敛速度得到明显提高。     

模拟退火算法的改进及其在边坡稳定分析中的应用

首先对模拟退火算法进行改进,将遗传算法的群体、交叉、变异等概念引入其中,使得它能从多个初始点开始并行寻优,能以较快的速度找到全局最优解。然后基于有限元应力场,应用改进的模拟退火算法建立边坡任意形状最危险滑裂面及相应最小安全系数的全局优化搜索方法。通过典型算例分析,证明应用改进的模拟退火算法搜索边坡最危险滑动面是可行和高效的。     

边坡临界滑动面搜索的奖惩蚁群算法研究

边坡滑动面搜索是边坡稳定计算中一项关键的问题,其实质为安全系数最小滑动路径的搜索问题,本文对采用路径搜索的蚁群算法引入奖惩策略,加大较优路径和普通路径上信息素的差异,分化各条路径上的信息素,以克服其收敛速度慢、早熟收敛的缺点。通过把边坡滑动面搜索模型离散化,采用奖惩蚁群算法解决滑动面搜索问题,提出了一种临界滑动面搜索的新方法。最后对一个简单边坡和复杂边坡的典型算例及一个大坝边坡工程的应用实例进行了计算,验证了新算法的有效性及其高效性。结果表明,无论是对简单边坡还是复杂边坡,本文算法都能以更快的速度搜索到结果更好的临界滑动面,工程应用效果良好。     

边坡临界滑动面确定的蛙跳算法

将蛙跳算法引入到边坡极限平衡稳定性分析中,详细介绍了蛙跳算法的流程,并对典型土坡进行了计算分析,结果表明:蛙跳算法搜索到的最危险滑动面上较多的点位于软弱夹层内,所得到的安全系数比遗传算法结果更为合理。通过正交试验分析了蛙跳算法各个参数对计算结果的影响,并给出了推荐的参数取值。     

搜索土坡潜在滑动面的蚁群算法

对土坡圆弧滑动面的搜索可以简化为圆心坐标及半径的搜索问题,而非圆弧滑动面的搜索,也可简化为滑动面上若干关键点坐标的搜索问题。因此,土坡潜在滑动面的搜索可变成一个典型的复杂连续函数优化问题。本文就此提出一种新的解决连续函数优化问题的连续型蚁群算法,它具有简单易实现且计算效率高等特点,特别适用于复杂工程优化问题。最后,通过一个典型算例进行验证,并与遗传进化算法比较表明,本算法的计算效率较高。     

小浪底土石坝坝坡稳定性的概率分析

大坝设计的主要工作之一是对其在多种运行和环境情况下的稳定性进行分析。这种分析传统上常用确定性方法。但是,有些变量如土料的强度参数、孔隙压力及其它一些有关参数的取值包含着不确定性,而这种不确定性在传统的确定性方法中不能得到处理。因此,迫切希望能利用基于解析/数值方法的概率方法来进行大坝稳定分析,以考虑这些不确定性。利用Rosenblueth法对小浪底土石坝坝坡的可靠度指标进行了分析评估。为判断小浪底土石坝的主滑面,采用了2种不同的准则(即最小安全系数指标和最小可靠度指标)。文中也指出最小安全系数滑面不一定就是主滑面,但最小安全系数滑面可以作为最小可靠度指标主滑面搜索的近似初始滑面。     

边坡稳定分析的三维极限平衡法及工程应用

对于具有复杂空间几何特征和地质构造的实际工程边坡,在进行稳定分析评价时,需对其进行三维分析。通过发展完善边坡稳定分析的三维极限平衡法程序CORE-lam3D,可模拟真实的坡面、地质界面、地下水位面、滑动面等复杂空间曲面,可采用3种三维极限平衡分析方法对潜在的滑动面及其可能多个滑动方向进行分析计算,可分析水荷载、地震荷载、加锚等因素作用的影响。通过对瀑布沟库首右岸拉裂变形体的稳定性进行研究,说明了CORE-lam3D的实用性和可靠性。     

边坡稳定性分析的Sarma模式及其可靠度计算方法

推导了边坡Sarma力学模式稳定性分析的有关公式，揭示了其稳定性系数是隐式函数的特点，研究了该隐式稳定性系数的迭代计算方法。针对Sarma模式和经典响应面法的特点，将响应面中的有限元数值模拟以Sarma模式中隐含稳定性系数的迭代方法代替，而隐含稳定性系数迭代计算过程中随机变量的抽样则遵从响应面中的规则，将传统的响应面思路与Sarma模式结合起来，形成了一种新的边坡稳定可靠性响应面分析方法。最后采用此方法分析了某一边坡工程的稳定可靠性，并把分析过程与结果与蒙特卡洛模拟法计算结果进行对照，表明该方法计算效率较高，原理简单，精度满足要求。     

联合运用改进的极限平衡法和动态规划法分析边坡稳定性

为了解决边坡关键滑动面全局优化处理问题,将动态规划理论引入基于有限元的改进极限平衡法。与工程上被广泛认可的一般极限平衡法比较表明,本文提出的方法可以获得更好的近似解甚至是整体最优解,关键滑动面更符合工程实际,有效地克服了传统边坡稳定分析方法的不足;与目前国内外同类方法相比具有明显的优越性,丰富了边坡稳定分析和确定关键滑动面的方法和理论。