搜索简单土坡潜在滑动面的一种新方法

圆弧条分法是分析土坡稳定性的一种简单而有效的方法，但在确定潜在滑动面时较为繁琐，需反复试算。在圆弧条分法的基础上，将匀质简单土坡的稳定安全系数转化为一个一元函数，求稳定系数的极小值及其所对应的滑动圆弧的位置，由此可以快速搜索到最危险滑动面，并得到相应的稳定系数。     

滑动面的插值方法及滑坡稳定性计算

根据钻孔资料结合宏观地质调查资料分别作分段线形插值函数、拉格朗日插值函数和样条插值函数 ,用得出的插值函数来表征滑动面。并将插值函数与传统的圆弧滑动面假设分析对比。以南京狮子山东南坡滑坡为例 ,根据不同的插值滑动面 ,采用普遍条分法计算滑坡稳定性系数。最后 ,对不同的结果作了分析对比 ,认为过特征位置采用样条插值函数所表示的滑动面较好地符合实际情况     

土质边坡空间临界滑动面搜索的优化算法

将二维均质土坡作为平面应变问题,假定滑动面是一个圆弧,将滑弧圆心与半径转变为后缘剪入点、坡脚剪出点和过后缘点滑弧切线与x轴的交点等3个点的横坐标,然后以这3个参数为变量,给定合理的取值区间,应用黄金分割法搜索二维边坡的最小稳定系数及相应的临界滑动面。进一步假定均质土坡的三维空间滑动面为一旋转椭球体,旋转椭球体的竖向中轴面和二维的圆弧面一致,给定椭球体不同的水平轴半径值,采用以上二维滑动面搜索方法可求出不同水平半径所对应的三维最小稳定系数及相应的椭球面。结果表明:边坡的三维稳定系数没有极小值,但有极限值;对于横向延伸长的无限边坡,三维稳定系数逼近二维稳定系数,当旋转椭球长轴与短轴之比大于3时,二者很接近,边坡稳定性可简化为二维来分析;对于受地形、地下水等条件约束的短边坡,三维效应明显,在考虑实际边界条件的情况下按三维来分析。     

山东省日照市挪庄村崩塌地质灾害治理工程分析

日照市东港区后村镇挪庄村崩塌地质灾害点高差大、坡度陡,危害对象多,自1998—2021年多次发生局部崩塌,造成道路破坏及房屋受损,严重威胁着人民群众的生命财产安全。本文通过现场调查、地质测绘及工程勘察等技术手段,查清了崩塌体失稳机理的主要原因,分析了现状稳定性,通过采用圆弧滑动条分法计算,计算出边坡稳定性系数为0.761,边坡属不稳定状态。通过边坡修整、砌筑挡土墙及截(排)水沟、防护和绿化工程等工程治理措施后,对坡面稳定性进行了计算,治理后的边坡满足规范要求的稳定安全系数。地质灾害治理工程带来的经济效益、社会效益及环境效益凸显。     

基于塑性力学极限法的赵树岭滑坡稳定性分析

基于塑性力学和极限分析理论,假设坡体处于极限滑动状态时,滑动面各处的岩土体均达到塑性极限状态,各段滑动面以及滑动面斜率改变处的竖直平面,都是速度间断面。在此基础上,通过虚功原理建立内外力功率平衡方程,由此求得基于塑性极限分析法的滑坡稳定性系数表达式。选取三峡库区赵树岭滑坡作为分析实例,根据塑性极限分析法的稳定性系数为1.14,计算结果表明赵树岭滑坡总体稳定,但稳定性富裕度不高。     

采空区残余倾斜变形对路基稳定性的影响分析与评价

地下开采导致的地表残余倾斜对采空区公路路基的稳定性有重要影响。针对采空区公路路基的稳定性评价,笔者提出了基于概率积分法和Knothe时间函数的地表残余倾斜的计算方法,分析了路基稳定性的条分法计算原理及残余倾斜对路基稳定性的影响机理,推导了基于解析法的路基最不利滑动面计算公式,使用C#语言编制了路基稳定性系数计算软件,并通过工程实例,对提出的方法和软件进行了验证,分析了地表残余倾斜、路基边坡坡率对路基稳定性的影响。     

基于内外功率比的非直线坡面型边坡的稳定系数研究

在边坡稳定性上极限分析中, 由于考虑了材料的理想弹塑性本构关系与相关流动法则, 相比极限平衡法更符合岩土材料的特征。在以往的二维边坡极限分析上限法中, 要求坡面形态为规则的直线, 而无论是天然边坡还是人工边坡, 边坡的坡面形态往往并非规则的直线。此外, 以往的边坡极限上限分析中得到的稳定数N_s=c/γH主要针对土坡的临界高度计算, 且未考虑孔压等外力对边坡施加的外功率。不同于传统极限平衡法采用静力学的平衡条件, 本研究针对非直线型坡面边坡稳定性问题, 假定滑动面为对数螺旋线, 基于极限分析上限定理和虚功原理, 提出了一种边坡发生旋转破坏时旋转中心的确定方法, 推导出了非直线型坡面边坡的重力虚功功率和能量平衡方程的解析解, 并提出了基于内、外功率之比的稳定系数K用以评价边坡的稳定性。通过算例比较了不同形态天然边坡的稳定性和人工削坡对边坡稳定性的影响, 并分析了边坡的坡度(β)、土体的内摩擦角(φ)、黏聚力(c)以及孔压系数(r_u)对稳定系数K的影响规律。对于坡度较大的边坡, 通过削坡改变坡面形态提高了边坡的稳定系数K。稳定系数K随黏聚力的增加而非线性增大, 随孔压系数的增加而降低。当黏聚力相对于孔压系数对边坡稳定性影响更大时, 稳定系数K随内摩擦角的增加而增大; 反之, 稳定系数K则随内摩擦角的增加而减小。以上结果符合对边坡稳定性分析的普遍认知, 验证了模型的合理性。另外, 通过将该方法与传统的Bishop法的计算结果进行对比, 发现安全系数F_s=1与稳定系数K=0的临界状态物理意义相同, 稳定系数K随黏聚力非线性增加, 更符合边坡的渐进破坏过程。      

土坡稳定性的极限分析方法

本文应用塑性力学中的极限分析法原理，建立了滑动面为折线时的土坡稳定性极限分析公式。通过工程实例证明，该公式具有使用简便、可靠性强等优点。它对于评价斜坡的稳定性，合理地进行滑坡治理等，都具有实际意义。     

均质土坡自重应力场的近似解析解法

本文提出了一种对均质土坡自重应力场的近似解析解法,并以此进行了近似计算,在此基础上,还对此进行了较详尽的分析,这对研究土坡的破裂和滑动规律具有一定的理论和实际意义。     

济南高陡土质边坡稳定性分析及治理方法探讨——以济南南部山区山间平原为例

在济南山前及山间倾斜平原区常见土质边坡存在较大安全隐患,本文结合实例,对此类边坡开展稳定性评价及治理方法研究,对不稳定边坡的成因做了详细分析,并采用毕肖普条分法对边坡稳定性进行了定量计算,提出清坡+格构+钢筋混凝土挡板+截水沟的方案解决土质边坡失稳问题。治理后边坡滑动安全系数为1.673,实现了土质边坡的有效防治,为此类土质边坡失稳问题提供了新的治理思路。     

平面剪切岩质边坡滑裂面的确定及稳定性分析

由于传统搜索方法对岩质边坡滑裂面的确定无法兼顾效率与精度, 如何迅速准确确定潜在滑裂面仍然是个难题。极限平衡法在岩质边坡稳定性分析中备受认可, 采用岩质边坡平面剪切滑动模型, 以滑裂面的倾角来表征潜在滑裂面的位置; 基于极值法, 推导了极限平衡条件下平面剪切破坏型岩质边坡潜在滑裂面的解析解, 并结合香港秀茂坪路边坡对其准确性进行了验证, 进一步对四川宜宾打营盘山公路多级边坡进行了整体稳定性分析。结果表明: 香港秀茂坪边坡采用本文方法确定的边坡潜在滑裂面倾角与实际滑坡倾角基本一致。实际工程应用中, 采用Slide软件中布谷鸟搜索法和模拟退火法两种搜索方法得到的滑裂面倾角分别为38.0°和37.0°, 本解析法所得倾角为34.8°; 选用Janbu法、Morgenstern-Price法和Sarma法分别计算对应的稳定系数, 结果均为1.04左右, 本文所得稳定系数为1.15, 可见本文方法所得结果基本准确。通过参数敏感性分析发现, 随着黏聚力的增加, 边坡滑裂面倾角越来越小, 稳定系数也随之增加; 而当内摩擦角增大时, 边坡滑裂面倾角和稳定系数也随之增大。      

Mohr-Coulomb�����Բ����׼���ڱ����ȶ������е�Ӧ��

?????????????????????????????ж???????????Mohr-Coulomb?????????????????????????????????????Ч????????????????μ?????????????????????????????????????k????0.8?????????????????????????????????????????????????????????????????С??Mohr-Coulomb??Ч????????????????????????k???????????Mohr-Coulomb??Ч?????????????????????????????????????????????k???0.8~0.9??????     

Interaction analyses between tunnel and landslide in mountain area

This paper focuses on the analytical derivation and the numerical simulation analyses to predict the interaction influences between a landslide and a new tunnel in mountain areas. Based on the slip-line theory, the disturbance range induced by tunneling and the minimum safe distance between the tunnel vault and the sliding belt are obtained in consideration of the mechanical analyses of relaxed rocks over the tunnel opening. The influence factors for the minimum safe crossing distance are conducted, including the tunnel radius, the friction angle of surrounding rocks, the inclination angle of sliding belt, and the friction coefficient of surrounding rocks. Secondly, taking account of the compressive zone and relaxed rocks caused by tunneling, the Sarma method is employed to calculate the safety factor of landslide. Finally, the analytical solutions for interaction between the tunnel and the landslide are compared with a series of numerical simulations, considering the cases for different perpendicular distances between the tunnel vault and the sliding belt. Results show that the distance between the tunnel vault and the slip zone has significant influence on the rock stress and strain. For the case of the minimum crossing distance, a plastic zone in the landslide traversed by tunneling would be formed with rather large range, which seriously threatens the stability of landslide. This work demonstrates that the minimum safe crossing distance obtained from numerical simulation is in a good agreement with that calculated by the proposed analytical solutions.     

Influence of non-dimensional strength parameters on the seismic stability of cracked slopes

Cracks in rock or soil slopes influence the stability and durability of the slopes. Seismic forces can trigger slope disasters, particularly in the cracked slopes. Considering the nonlinear characteristics of materials, the more generalized nonlinear failure criterion proposed by Baker is adopted. The influence of non-dimensional strength parameters on the stability of cracked slopes under earthquakes is performed using the upper bound limit analysis. The seismic displacement is calculated by adopting the logarithmic spiral failure surface according to the sliding rigid block model. Based on the existing studies, two methods for the stability analysis of cracked slopes under earthquakes are introduced: the pseudo-static method(with the factor of safety(Fs) as an evaluation index), and the displacement-based method(with the seismic displacement as an evaluation index). The pseudo-static method can only determine the instantaneous stability state of the cracked slope, yet the displacement-based methodreflects the stability variation of cracked slopes during earthquakes. The results indicate that the nondimensional strength parameters affect the factor of safety and seismic displacement of slopes significantly. The non-dimensional strength parameter(n) controlling the curvature of strength function shapes on the slope stability is affected by other parameters. Owing to cracks, the effect of non-dimensional strength parameters on seismic displacement becomes more significant.     

Three-dimensional stability of landslides based on local safety factor

Unlike the limit equilibrium method (LEM), with which only the global safety factor of the landslide can be calculated, a local safety factor (LSF) method is proposed to evaluate the stability of different sections of a landslide in this paper. Based on three-dimensional (3D) numerical simulation results, the local safety factor is defined as the ratio of the shear strength of the soil at an element on the slip zone to the shear stress parallel to the sliding direction at that element. The global safety factor of the landslide is defined as the weighted average of all local safety factors based on the area of the slip surface. Some example analyses show that the results computed by the LSF method agree well with those calculated by the General Limit Equilibrium (GLE) method in two-dimensional (2D) models and the distribution of the LSF in the 3D slip zone is consistent with that indicated by the observed deformation pattern of an actual landslide in China.     

基于最短折减路径法的边坡安全系数研究

使用双参数折减方法分析边坡稳定性的研究较多, 如何把两个折减系数定义为单一的综合安全系数是目前研究的一项重要内容。Isakov提出的最短折减路径法能够保证在不同工况下得到最小安全系数, 但是该方法的缺点在于计算复杂, 不适合工程应用。通过有限元数值模拟, 利用最短折减路径方法计算不同强度黏土构成的不同坡度均质土坡的最小安全系数和对应的折减系数, 探索了最小安全系数与土的初始黏聚力、内摩擦角以及边坡坡度的关系, 分析了初始强度对折减系数的影响。结果表明, 相同坡度下不同强度的黏土边坡在失稳时, 最小安全系数对应的临界破坏强度相同。临界破坏强度与坡度近似成线性正相关关系。由此基于最短折减路径法提出了一种新的计算最小安全系数的方法, 该方法得到的安全系数与目前常用的极限平衡方法所得结果相近, 并且计算简单, 因此可以用于边坡稳定性分析。      

呷爬滑坡滑带土蠕变特性及其稳定性

水库滑坡变形破坏受其岩土体蠕变特性及环境因素的影响。当滑坡进入加速变形阶段后,变形骤然增大,失稳概率增加。为了研究滑坡岩土体蠕变特性及其稳定性,选取锦屏一级水电站呷爬滑坡为研究对象,采用坡表位移监测曲线分析与室内三轴蠕变试验相结合的方法,建立了Burgers蠕变模型结合FLAC3D软件进行了滑坡稳定性研究。分析坡表位移-时间曲线发现,坡体变形特征与一般滑坡土体的蠕变特征具有相似性,滑带土室内三轴蠕变试验结果表明,滑带土变形可划分为瞬时蠕变、减速蠕变与稳定蠕变3个阶段,同时其瞬时变形量、稳定蠕变速率均随围压以及应力水平的增大而增大。基于滑带土蠕变特性的Burgers蠕变模型的计算结果,对比了常规强度折减法与考虑蠕变的强度折减法的滑坡稳定性系数,计算结果表明呷爬滑坡目前处于稳定状态,在一个计算周期内考虑蠕变的强度折减法较常规强度折减法的稳定性系数下降了0.04,因此,揭示滑坡土体蠕变特性并在此基础上研究其稳定性具有实际意义。      

滑坡堰塞坝堆积形态影响因素离散元分析

滑坡是形成堰塞坝的最主要原因,在地震、降雨、冰雪融水等作用下均可形成滑坡堰塞坝,而滑坡堰塞坝的堆积形态、范围等对评价堰塞坝的稳定性有着重要的影响。通过离散元方法(DEM),系统分析了三维条件下滑动距离、滑面出口宽度、滑面倾角、河床倾角、河谷形状对堰塞坝堆积形态的影响。研究结果表明:滑动距离和出口宽度对坝体高度影响最大;随出口宽度和坡面倾角的增加,坝长和坝宽分别呈线性增大和减小趋势;滑动距离可以有效控制滑体速度,进而影响堆积角大小;河床倾角主要影响坝长;对坝高、坝长、上下游绝对倾角正切值和堆积角正切值进行回归分析表明,数学模型契合程度高,说明其形态可以预测;引入2个参数λ和χ,对堰塞坝堆积特征进行了描述;河谷形状的影响主要体现在随着河谷底部宽度的增大,滑体爬高爬坡能力增强。研究成果对根据实际地形预测滑坡堰塞坝堆积形态进而评估坝体的安全性具有重要意义,可以为进一步开展堰塞湖溃决研究提供一定的参考。