红沿河核电取水隧洞进水口高边坡抗震稳定分析

以红沿河核电取水隧洞进水口高边坡为背景,介绍了核电工程中边坡抗震稳定分析的原理和分析方法。依次采用滑动面法、静力有限元法和动力有限元法计算该边坡的抗震稳定性,得到其在地震作用下的安全系数及滑动面位置;根据安全系数时程曲线进一步得到边坡最小安全系数和最小平均安全系数。结果表明天然边坡安全系数不满足《核电厂抗震设计规范》的要求,必须进行削坡加固。本文的计算方法和分析成果对于类似核电工程中的高边坡抗震稳定分析具有一定的指导意义和参考价值。     

基于有限元极限平衡法的锚固边坡稳定性分析

在平面应变条件下,采用极限平衡和有限元法对锚固边坡稳定性评价过程的关键问题进行研究。将条分法对锚固边坡安全系数的定义推广到有限元法中,通过弹塑性有限元分析计算结构整体应力场,再结合虎克-捷夫法完成最危险滑动面的优化搜索。以天然边坡、渗流作用下锚固边坡及开挖锚固边坡为例,对比分析了条分法、有限元极限平衡法及有限元强度折减法三者在安全系数大小、滑动面形状、位置及对锚固作用处理上的差异。结合工程实例分析发现:同条分法相比,有限元方法所得到的安全系数更大,滑动面也更深,其中,有限元极限平衡法具有良好的计算精度,而条分法在一定程度上削弱了锚固效应,有限元强度折减法在一定程度上会放大了锚固结构的稳定效果。     

加筋土边坡临界滑动场

在分析加筋土边坡稳定性时,将加筋材料的作用视为施加于滑面上的等效力,建立了满足力平衡的加筋土边坡安全系数的计算格式;将边坡临界滑动场数值模拟方法进行推广,提出了基于力平衡的加筋土边坡临界滑动场计算方法,可以得到形状任意的临界滑动面及边坡最小安全系数。通过算例,比较加筋前后临界滑动面和安全系数的变化,并探讨了加筋水平间距、强度、长度对加筋土边坡稳定性的影响。     

汉源县背后山滑坡动力稳定性分析

坐落于背后山古滑坡前缘堆积体之上的四川省汉源县在5.12汶川特大地震中出现了罕见的高烈度异常现象。针对此种现象,利用ANSYS有限元软件分析了汶川地震对背后山古滑坡稳定性的影响。通过有限元地震时程反应分析,计算得到了汶川地震汉源背后山滑坡的安全系数时程、速度时程及位移和应力矢量场,以此分析判断此滑坡是否发生整体滑动。在此基础上,针对坡肩附近等关键部位,分析其受力和振动速度效应,并运用4种安全系数确定方法计算了滑面和关键点的安全系数值。结果表明:背后山古滑坡在汶川地震中并未发生整体滑动,但在坡肩附近会出现局部拉张开裂,高烈度异常与滑坡滑动无关。     

云南鲁甸M_S6.5地震红石岩滑坡稳定性的数值模拟

2014年8月3日鲁甸MS6.5地震触发了大量的滑坡崩塌,其中,位于鲁甸县李家山村和巧家县红石岩村交界处的牛栏江干流北岸的红石岩滑坡规模巨大,与此处位于左岸的红石岩古滑坡体的前缘部分一起堵塞了牛栏江而形成高达120m、体积达1 200×104m3的大型堰塞体。通过震后开展的野外实地调查,获得了红石岩滑坡发生处的地形地貌、地质构造、岩体结构及物质组成等资料。以这些第一手资料为基础,构建了红石岩滑坡的边坡模型,并应用边坡稳定性分析软件Geo Studio中Slope/W模块分别计算了红石岩滑坡体震前坡体安全系数和地震作用下的坡体安全系数。结果表明,红石岩滑坡体发生处的坡体安全系数在地震前为1.450,处于相对稳定状态,而鲁甸地震的地震动作用则使坡体的安全系数降低至0.962,直接导致红石岩坡体的失稳。文中进一步讨论了坡体滑动面的存在与否对坡体稳定性的影响:安全系数计算的结果表明,在中强地震作用下,先存滑动面的存在是导致大型滑坡形成的重要条件;对于高陡岩质边坡,如果没有先存滑动面,只可能形成浅表性滑坡。     

天水市水眼寨滑坡特征及稳定性分析

在对天水市水眼寨滑坡进行地质勘察和现场调查的基础上,结合区域环境研究滑坡的主要特征,分析地形条件、地层岩性、地质构造、地震、降水和人类活动对滑坡的影响,并利用GeoStudio计算软件,运用多种稳定性评价方法对滑坡静力和不同地震强度作用下的动力稳定性进行计算分析。结果表明,水眼寨滑坡属于黄土—泥岩滑坡,经过多期滑动,滑坡物质和滑坡体具有显著地平面分区性和剖面分层性,地层岩性和地质构造运动是其形成的主要内因,降水和地震是影响其稳定性重要外因。滑坡目前处于稳定状态,但未来环境变化会导致该滑坡稳定性降低,在Ⅶ度地震作用影响下该滑坡处于极限平衡状态,在Ⅶ度强以上地震作用影响下（＞0.15 g）,该滑坡稳定性大为降低,存在复活的可能性。     

地震作用下分层土边坡多滑面变形破坏的数值模拟研究

地震引起的滑坡对生命、环境和经济造成了巨大的威胁。目前,对于地震作用下边坡稳定性的研究主要集中在单一滑动面破坏模式,对于具有多个潜在滑动面边坡的地震稳定性研究比较欠缺。基于此,利用有限差分软件FLAC对不同边坡进行地震稳定性数值模拟,对比分析不同强度地震动作用下均质土体、分层土体和含软弱夹层土体边坡的滑动面演化过程和永久变形分布特征。结果表明：对于均质边坡,地震引起的滑动面为单一的整体滑动面,地震动强度的增加仅导致沿滑动面的永久变形量增大;对于非均质边坡,在地震作用下还可能形成通过土层交界面的局部滑动变形,且地震作用下最先形成和发生变形的滑动面与静力条件下得到的最小安全系数对应的最危险滑动面一致;同时,地震引起的边坡浅层和深层变形破坏存在复杂的相互影响,当局部浅层滑动先发生时,地震动的进一步增大很容易诱发更深层的坡体滑动,而当深层滑动先发生时,由于塑性变形影响地震惯性力向上部坡体的传播,浅层坡体的进一步滑动变形相对较难被触发。     

地震作用下核电取水明渠导流堤稳定分析

采用岩土工程专业软件Geo-slope对某核电站取水明渠导流堤工程进行抗震稳定性分析。运用极限平衡法及动力有限元两种方法分析导流堤在地震作用下的稳定性,得出其在地震作用下的稳定安全系数及相应滑动面的位置。从安全系数可以看出,在SL1地震动作用下各工况导流堤的稳定安全系数均大于1,说明导流堤处于稳定状态;在SL2地震动作用下,安全系数出现小于1的情况,说明在极限安全地震动作用下(万年一遇),导流堤会出现滑动破坏。本分析可为类似工程提供设计依据。     

宝兰客专天水市王家墩滑坡地震稳定性分析

天水市秦安县王家墩滑坡为宝兰客专沿线巨型古滑坡群,宝兰客运专线秦安隧道穿其而过。以王家墩滑坡为研究对象,围绕工程中静、动力抗滑稳定性问题,通过室内试验、现场调查对影响王家墩古滑坡稳定性的地质构造、场地工程条件等内在因素进行分析评价,在此基础上通过有限元动力分析,对王家墩古滑坡在地震载荷下的动力响应进行分析,明确地震荷载作用下,王家墩古滑坡失稳影响因素、地震荷载与滑坡失稳破坏间的关系。采用动力有限元法和强度折减法相结合的方法,开展动力抗滑稳定性分析方法研究;采用位移突变的方法来确定边坡动力失稳及动力安全系数,分析结果表明：地震作用时的水平推力对王家墩古滑坡的稳定性有很大影响,表现为上部坡体的整体滑移和隧道入口段黄土堆积层局部失稳滑塌;在天然状态下坡体处于稳定状态,在遭遇未来该区域中强地震作用时,该斜坡会发生失稳,黄土斜坡的整体滑动最容易出现在第三阶坡体,沿着塑性应变最大的滑移面整体滑移;给出了坡体动力稳定性安全系数F_s=0.92。     

西安咸阳国际机场污水排放口潜在滑坡稳定性分析

对西安咸阳国际机场污水排放口潜在滑坡的工程地质勘察结果表明,该滑坡处于极限平衡状态。采用B ish-op法参数反演和直快剪试验结果,分别用二维、三维极限平衡法和二维、三维有限元法,对该滑坡进行稳定性计算。结果表明：有限元法（二维、三维）的计算结果偏大,二维极限平衡法的计算结果最小;极限平衡法（二维、三维）与二维有限元法宜选取试验结果的大值平均值,三维有限元法则取试验结果的小值平均值较为合理。最后,根据三维有限元法的计算结果,提出了削坡压脚的防护措施。     

高密度电法与GMD法在灰岩区滑坡勘查中的应用

灰岩区滑坡勘查通常采用物探查明覆盖层厚度、岩溶洞穴、滑面位置等工程地质条件,分析滑坡形成机制,但物探解译往往没有结合工程地质分析和力学机制分析进行,使解译的成果与工程实际差别较大.我们利用高分辨率电阻率成像技术,勘查了江西省南部的九连山山脉某复杂滑坡,识别了滑体与基岩之间的不连续面,并圈定了可能存在岩溶的区域和潜在滑面;对这个地质条件复杂、岩溶多点分布的滑坡进行定线定点钻探,并对视电阻率色谱图与工程地质剖面进行对比分析,确定了岩溶存在区域、滑动地层岩性和埋藏深度;最后,考虑高密度电法和钻孔约束的关键滑面和岩溶分布范围,利用FLAC2D对进行滑坡二维应力应变动态响应分析,反演复活滑坡变形破坏的全过程.发现该类型滑坡为深埋的重力斜坡,兼具圆弧滑动和平滑两种方式,明显地具有倾向于中前缘的岩溶洞穴沉降塌陷引起的牵引式滑动特征.该综合方法的运用结果表明:灰岩区滑坡勘查,应充分考虑地质条件-岩溶分布对斜坡稳定性的影响,重点位置多重布线、主滑方向平行布线,可获得切合实际双极-偶极数据生成的电法成像;等间距高密度电法视电阻率色谱图可初步划分出地层岩性和灰岩区的分布区域;钻探法可约束地层的分布情况及滑面位置;而GMD法计算结果可验证上术两种方法确定的地层参数,反演复活滑坡的动态响应全过程,提高物理参数解译的可靠性.该方法对灰岩区滑坡勘查设计和科学治理具有积极意义.     

基于粒子群优化算法的边坡临界滑动面搜索方法

采用数值计算结果进行极限平衡分析是边坡稳定性分析的重要方法,最危险滑移面位置的确定是边坡稳定性分析的关键。采用粒子群优化理论控制位于滑移面后缘范围的滑入点和前缘剪出区域的滑出点,以均分逼近法控制滑面半径,实现了边坡内潜在滑移面位置的搜索及安全系数的计算,进而确定了边坡的最小安全系数及最危险潜在滑移面位置,搜索出的滑面不依赖于网格节点。以昆明某公路滑坡为例,将搜索出的最危险滑面与现场勘察成果进行对比,结果表明,采用本文方法计算所得的结果与工程实际较为吻合,证明了该方法的有效性。     

地震边坡稳定性分析的拟静力方法适用性探讨

应用极限平衡拟静力方法进行地震边坡稳定性分析时,对粘聚力较小、内摩擦角较大的浅层滑坡而言,随着地震水平设计加速度值的增大,其临界滑动面基本保持不变;然而,对粘聚力较大而摩擦角较小的深层滑坡而言,随着地震水平设计加速度值的增大,临界滑动面越深、越宽,会呈现出发散现象,选取两个典型的均质土坡,设计了由浅及深的多条滑动面,分别采用极限平衡瑞典方法进行了相应安全系数的计算,同时比较了自重、地震力、粘聚力在抗滑力矩以及滑动力矩中所占比重的变动情况。研究发现:对于浅层滑坡,随着滑动面由浅及深的变化,粘聚力产生的抗滑力矩所占百分比下降幅度较大,自重产生的滑动力矩与总体抗滑力矩的比值下降幅度较大;而对于深层滑坡,随着滑动面由浅及深变化,自重产生的抗滑力矩所占百分比增长的幅度较大,地震力产生的滑动力矩与总体抗滑力矩比值增长幅度也较大。     

层状岩质边坡稳定性影响因素及精度问题研究

层状岩质边坡的稳定性受坡高、坡角和结构面强度等多因素的影响,不同因素其影响程度不同。基于正交试验原理,对层状岩质边坡稳定性主要影响因素进行敏感性分析,得出影响因素排序为:边坡高度H坡角β结构面黏聚力C结构面内摩擦角φ岩体容重γ岩层倾角α滑块厚度h岩体黏聚力C′。对边坡有限元的精度问题进行探讨时,以典型单折线滑面的岩质边坡数值计算为例,分析计算模型的单元网格尺寸和边界条件对边坡稳定安全系数的影响规律,根据计算结果提出了数值模拟建议,用以提高已知滑动面岩质边坡数值计算的精度。结果表明:一般滑动面应用20~30个内界面单元或网格尺寸大致选用2~3m即可满足精度要求,在潜在滑动面以下至少有三~四层单元的过渡,使其过渡到固定支座边界。初步预测,为了防止波在界面反射,在边坡动力稳定分析中,因单元加密,单元尺寸应控制在λ/10~12(λ为波长),加大模型范围。     

土坡抗震稳定性分析的有限元-滑动面法

提出了一种土坡抗震稳定性分析的新方法，即将有限元法和传统的滑动面法相结合。首先根据有限元法通过求解动力方程，计算出某一时刻土坡内的有效应力，然后根据有效应力计算该时刻的最危险滑动面及对应的安全系数。该方法不仅能够考虑土的应力应变性质，而且能够在任意时刻确定最危险滑动面的位置及安全系数。给出了该方法的详细算法。     

陕西铜川新区典型滑坡在不同强度地震作用下的稳定性——以铜川玉皇阁水库滑坡为例

采用极限平衡法和有限元强度折减法,对地震作用下的陕西铜川新区玉皇阁水库滑坡的稳定性进行计算分析,对比分析2种方法在天然、中震、大震3个工况下的安全系数,结果基本吻合,且随着地震动峰值加速度的增大边坡稳定性逐渐降低,安全系数最大降低幅度可达18%;根据计算结果进行稳定性评价,玉皇阁水库滑坡在大震作用下处于不稳定状态,中震作用下其稳定性也较低。该结果为该滑坡风险评价和防控提供参考,为铜川新区地震地质灾害评价提供基础性参考。     

云南鲁甸溶蚀堆积体滑坡研究——以龙头山镇葫芦桥滑坡为例

中国西南山区的可溶岩地区侵蚀、溶蚀谷地的溶蚀堆积体斜坡坡面露头看似完整,内部实则松散、透水且易滑。云南鲁甸县龙头山葫芦桥滑坡属于典型溶蚀堆积体滑坡,通过对其水文地质条件、工程地质条件和降雨等影响因素的分析,认为持续降雨和地震是该滑坡灾害发生的主要诱发因素。在取样测得岩土层物理力学参数的基础上,采用Geo-Slope软件进行稳定性分析。计算结果表明,该滑坡在天然状态下处于较稳定状态,稳定性系数为1.287;降雨、地震、降雨+地震三种工况下稳定性系数均小于1,处于不稳定状态。计算结果与该滑坡实际滑动状况相符,可为同类型滑坡的调查研究提供实例借鉴。     

地震和降水对边坡稳定性的影响

针对汶川地震区边坡,介绍了边坡的工程背景和滑坡现状,研究了地震和降水耦合条件作用对边坡稳定性的影响。探索了加筋挡土墙在地震区边坡应用的可能性,使用基于极限平衡法的SLIDE软件进行不同工况条件下边坡稳定性的计算,分析了不同的加筋方案对加筋挡土墙性能的影响。研究表明:在地震作用下,边坡土体原有的结构体系遭到破坏,土体变得较松散,甚至产生张拉裂缝,为雨水的渗入提供了通道,对边坡的稳定性产生不利影响。数值模拟计算得出,边坡在排水条件下基本处于极限平衡状态,最危险滑动面位于边坡下部,但滑动区域相比饱水条件下明显减小,危险滑动面面积也随之减小,而合理的削坡、建立有效的坡表排水系统和加筋挡土墙加固可较大程度的提高坡体稳定性。     

湖北秭归千将坪滑坡微破裂过程震动分析

基于湖北秭归千将坪岩质滑坡地形、地质、水文特征,运用GeoStudio软件中的QUAKEW模块建立滑坡震动分析模型。通过设置土层、岩层动弹性模量和泊松比,处理并加载卢家山台记录的四次破裂事件数据,并进行动力学分析,模拟千将坪滑坡的破裂蠕滑滑动过程。结果表明,千将坪滑坡不单受自身静力作用,还经历了微破裂-蠕滑-再破裂-蠕滑-滑动的微破裂动力过程,为岩质滑坡预警的可行性提出了新的探索思路。     

黏性土坡地震失稳机制及其在黄土斜坡地震稳定性分析中的应用

基于地震作用下黏性土坡失稳滑动特点,以土体应力状态及其变化分析边坡失稳过程。通过分析地震作用下边坡不同部位土体应力状态和剪应力变化,结合实际地震边坡失稳破坏特征,提出黏性土坡地震三段式滑动失稳机制。在分析该滑动失稳机制与有限元强度折减法之间应力关联的基础上,将两者结合应用于实际黄土地震滑坡动力稳定性分析。依据此考虑得到的动力安全系数相比较其他方法,与极限平衡法得到的结果更为接近。