有限元强度折减系数法在北门沟坡滑坡稳定性评价中的应用

利用有限元强度折减系数法求得的滑坡安全稳定性系数进行北门沟滑坡稳定性评价。通过强度折减,当滑坡达到不稳定状态时,有限元计算不再收敛,此时的折减系数就是滑坡的安全稳定性系数。经计算,可以得到滑坡体破坏形式和破坏扩张趋势,有助于对滑体破坏机制的理解。计算表明,有限元强度折减法与传统刚体极限平衡法计算的稳定性系数很接近,这为滑坡稳定性评价提供了另一条途径。     

降雨条件下边坡有限元强度折减法计算平台开发及其应用

降雨是导致边坡失稳的主要因素。目前,使用有限元强度折减法进行降雨滑坡计算时,过程比较复杂,计算工作量大。同时,对降雨边界的处理更加大了计算的复杂性,从而影响了强度折减法在降雨滑坡计算中的推广应用。为了更加准确、高效地将有限元强度折减法应用于降雨滑坡计算,首先基于Geostudio软件采用迭代算法对降雨入渗边界进行处理,通过计算得到每一时刻边坡内的水压分布,然后利用Fortran编制程序将水压转化为等效结点力并导入ABAQUS中,之后结合“基于场变量的有限元强度折减法”对ABAQUS进行二次开发,最终建立降雨条件下边坡有限元强度折减法计算平台。该平台利用Geostudio考虑了降雨入渗边界的复杂性,克服了ABAQUS软件中不能准确模拟降雨边界的问题。同时采用ABAQUS软件提供的场变量,对有限元强度折减法的计算过程进行简化,提高了计算效率,经过一次计算即可求得每一降雨时刻的边坡稳定系数。通过与传统极限平衡法进行比较,发现两者得出的结果具有较好的一致性,表明该计算平台是稳定、可靠的。最后采用该平台对降雨滑坡机理进行研究,研究结果可为边坡防减灾提供参考。     

一种双折减法与经典强度折减法的关系

经典强度折减法的出发点是对强度值进行折减,进而导致对强度（准则）中的参数使用同一个折减系数。使边坡处于整体临界平衡状态的折减系数恰是边坡的强度储备安全系数。一些学者陆续提出了对黏聚力和内摩擦角采用不同折减系数的所谓双折减法,但尚无严格的理论依据。提出双折减法的出发点是对强度（准则）中的参数进行折减,或简称“强度参数折减”,这样可自然导致采用不同的折减系数,但此时已无法自动得到基于强度储备的安全系数。为此,提出了定义安全系数的新框架--基于参照边坡的安全系数定义,为双折减法建立了理论基础。将新提出的一种双折减法与经典强度折减法进行了比较,发现可以将经典强度折减法纳入该双折减法的计算过程,并从理论上证明了该双折减法的安全系数几乎总是小于经典强度折减法的安全系数,数值模拟实例也证实了这个结论。这表明,经典强度折减法有可能高估了边坡的安全性,建议的双折减法可作为边坡稳定分析的备选方法之一。     

修正有限元强度折减法与失稳判据在边坡稳定分析中的应用

现有的有限元强度折减法用于边坡稳定性分析,在土体变形特性的认识和失稳判据上有缺陷。基于土体的应力-应变曲线和邓肯-张非线性弹性模型进行有限元强度折减法计算分析,在现有方法仅对强度参数--黏聚力c和内摩擦角φ进行折减的基础上,提出了切线弹性模量Et的折减算法,更全面地体现折减的内涵;提出了以潜在滑动区域的能量积分变化作为判据,根据能量积分与折减系数关系曲线的特征,将其拟合成两段直线,以其交点所对应的折减系数作为边坡的安全系数。比较分析了修正Duncan有限元强度折减法、失稳判据与文献的计算结果,同时分析了边坡滑动区能量积分计算范围对结果的影响,并用于南水北调东线实际工程计算分析。结果表明：修正Duncan有限元强度折减法能较全面考虑土体的变形和强度特性,新的边坡滑动失稳判据可行且具有较好的计算稳定性,能保证工程建设的安全。     

基于强度折减和重度增加的边坡破坏判据研究

通过分析鸡鸣寺滑坡等典型滑坡变形监测数据,总结了典型滑坡的变形破坏规律,作为边坡破坏的判别标准,并应用到基于强度折减和重度增加法的边坡稳定分析中。通过典型算例分析,建议以变形变化趋势为边坡破坏判别标准,并研究了强度折减法和重度增加法分析边坡稳定的可行性;较全面地分析了影响计算精度的各种因素。结果表明,采用的边坡破坏判别标准概念清晰、物理意义明确,界定清晰。相比较而言,强度折减法的可靠性和稳定性相对较好,适用范围较广。     

基于边坡稳定性计算方法比较分析

将强度折减法应用于边坡稳定性分析中,折减土体强度,代入有限元程序进行计算,直至计算不收敛,此时的折减系数即为安全系数。结合工程实例,将强度折减法应用于边坡稳定性的分析,利用瑞典圆弧法,结合岩土工程设计类软件天汉以及有限元分析软件ABAQUS分析边坡稳定性,并对安全系数进行对比,3种计算方法得出的安全系数差别不大,安全系数精度都能满足工程要求。     

汶川地震中唐家山滑坡稳定性研究

根据唐家山边坡滑坡前的基本地形地貌,建立相关模型,采用Mohr-Coulomb准则,利用折减强度法计算其安全系数,并分析在地震波作用下唐家山滑坡的稳定性状况。安全系数计算结果显示,边坡模型在自然状态(即只有重力作用)下的安全系数为1.46,表明边坡在自然状态下是相对稳定的。选取汶川地震最初30秒幅值较大的地震波,对边坡采用自由场边界条件进行分析计算,结果表明边坡在地震作用下将在坡面产生贯通的塑性区,这一塑性区与真实的滑坡坡体一致,由于地震加速度的作用边坡将产生较大的位移和速度,这些大的位移和速度在边坡滑坡后将产生巨大的能量,造成灾难和损失。     

改进重度增加法在岩质边坡稳定分析中的应用研究

目前强度折减法和重度增加法是边坡稳定分析中的常用方法。采用重度增加法时,当存在边坡摩擦角较大情况时,计算出的安全系数较大,通过对此方法进行改进可得到改进重度增加法。本次研究基于ABAQUS建立了我国某岩质边坡的二维有限元模型,采用改进重度增加法对该边坡的稳定性进行了分析,并与强度折减法和极限平衡法得出的结果进行对比。结果表明:改进重度增加法计算出的结果与强度折减法和极限平衡法计算出的结果接近,验证了该方法的可行性和计算精度。     

强度折减法在高含水滑坡稳定性分析中的应用

文章依据滑坡体岩体破碎、地下水丰富、坡体含水量高、滑坡面积大、厚度小、稳定性差等特点,选取青海省麦秀山1^#滑坡为例。结合麦秀山地区的工程地质特点,利用FLAC-3D有限差分程序,基于强度折减法对该滑坡进行了稳定性分析。通过对滑体岩土体强度指标的折减,模拟地下水对岩土体的影响,当边坡的塑性区由坡脚贯通至坡顶、坡体上特征点的位移值产生突变,且无限制的增长时,认为边坡达到临界破坏状态,此时的强度折减系数即为滑坡的稳定系数,同时可得到滑坡失稳破坏的潜在滑动带,以揭示滑坡的失稳破坏机理。分析计算表明：强度折减法不仅能够模拟出滑坡渐进破坏的过程,而且所求得的稳定系数更符合滑坡的实际状态,在滑坡稳定性分析中具有明显的优势。     

FLAC 3D 强度折减理论在边坡稳定分析中的应用

FLAC3D 是岩土工程中广泛应用的软件。本文主要介绍强度折减理论的基本原理,利用基于强度折减法的FLAC3D 软件,对某高速公路K377 + 230 ～ K377 + 520 段滑坡体进行数值模拟。计算边坡在自重作用达到初始化平衡状态时,边坡的横向与竖直方向的应力与位移,分析出边坡的破坏机制为牵引式滑坡,通过强度折减理论计算出边坡的稳定系数为0. 97,由剪切应变增量云图确定边坡的滑动面。     

蓄水与施工作用下滑坡变形机制与稳定性分析

向家坝水电站一期蓄水后,刚刚完成挖填方工程的307省道复建公路所途经的观音坪滑坡发生明显变形,滑坡变形究竟是蓄水触发还是复建公路施工触发存在着较大争议。本文基于滑坡变形特征与现场监测结果,探讨了该滑坡的变形机制。通过有限元数值模拟对该滑坡的稳定性进行分析,采用强度折减法计算出不同工况下滑坡的安全系数。计算结果表明:（1）复建公路施工和库水位上涨都不利于滑坡整体稳定,而且库水位上涨对滑坡稳定性的影响程度更大;（2）施工结束,且水库蓄水至354m后,滑坡已接近临界稳定状态;如不采取措施,库水位上升至二期蓄水位370m和正常蓄水位380m时,安全系数将进一步降低;（3）对该滑坡采取削坡减载治理措施后,滑坡在二期蓄水位和正常蓄水位的条件下安全系数均满足规范的要求,分析成果可为同类滑坡防治提供参考。     

千将坪滑坡三维极限平衡分析

千将坪滑坡位于长江南岸支流青干河左岸,是三峡水库蓄水一个月后发生的水库新生型滑坡。通过千将坪滑坡恢复到原貌,采用三维极限平衡法对滑坡的整体稳定性和失稳下滑的触发因素进行了分析,探讨了水库蓄水和连续降雨对滑坡稳定性的影响。计算分析成果表明,水库蓄水后的浸泡软化作用使滑坡体稳定条件急剧恶化,蓄水和强降雨的联合作用最终导致千将坪滑坡产生大规模深层滑动。     

汉江孤山水电站库首罗行滩滑坡稳定性分析及处理对策

罗行滩滑坡是汉江孤山水电站库首的重要滑坡之一,系发育在崩坡积土层中的堆积层滑坡,体积约70×104 m3,属中型滑坡。据野外调查,初步分析滑坡目前整体处于基本稳定状态。分现状、暴雨和水库蓄水等3种工况对滑坡进行稳定性计算,结果表明：在现状条件下,滑坡基本稳定;在暴雨工况和蓄水工况条件下两侧滑体稳定性较差,中段滑体稳定性较好,但两侧滑体若失稳对中段滑体稳定不利。滑坡失稳对工程危害较大,建议滑坡治理结合大坝围堰填筑用料采取清除措施。     

雅砻江中游楞古水电站夏日滑坡发育特征及稳定性分析

位于雅砻江中游的楞古水电站工程地质条件十分复杂,大型-巨型滑坡发育。以雅砻江楞古水电站夏日滑坡为例,在现场详细调查的基础上,采用试验测试和数值模拟等方法,研究了蓄水后滑坡的稳定性发展趋势。根据地貌形态、物质组成、钻孔资料以及现场调查,将夏日滑坡划分为三个区,其中Ⅱ区目前已经出现一定的变形破坏,稳定性最差。数值模拟表明,蓄水前,夏日滑坡整体稳定性较好,只在前缘局部出现变形;蓄水后,滑坡变形明显扩大,前缘沿先存的次级滑带滑动。提出在夏日滑坡前缘进行格构锚和抗滑桩支护,并利用InSAR技术对滑坡灾害隐患进行早期识别和监测预警。该研究为楞古水电站库岸滑坡防治提供了重要依据,并对同类型滑坡研究具有一定的参考意义。     

三峡库区云阳张家湾滑坡稳定性评价和综合治理

在研究三峡库区张家湾滑坡特征及形成机制的基础上,对该滑坡不同工况下的稳定性进行分析评价,结果表明,该滑坡目前处于稳定状态;但在库区蓄水或者库区水位下降的情况下,滑坡将处于整体失稳状态。根据稳定性评价的结果．应采取综合防治措施对该滑坡进行治理,确保在三峡水库蓄水之后使滑坡处于稳定状态。     

Movement of the Shuping landslide in the first four years after the initial impoundment of the Three Gorges Dam Reservoir, China

The Shuping landslide was reactivated by the initial impoundment of the Three Gorges Dam Reservoir, China in June 2003. For purposes of landslide disaster mitigation in the reservoir area and identification of landslide movement and deformation caused by reservoir level changes, a monitoring system mainly consisting of drum-style extensometers was installed in the eastern part of the Shuping landslide. Systematic monitoring was started in August 2004 with installation of 13 extensometers above the waterline after the initial impoundment. In August 2006, 11 more drum-style extensometers were installed above the high waterline (175 m) and five flexible extensometers were installed along a longitudinal section in the elongation to low waterline. In this paper, the monitoring results from August 2004 to July 2007 are presented and the deforming of the Shuping landslide caused by both reservoir level changes and rainfall is examined.     

基于实例推理系统的滑坡预警判据研究

为研究滑坡预警预报指标,建立了31个典型岩质滑坡组成的滑坡数据库,基于滑坡数据库、工程类比和模糊综合评判方法开发了滑坡实例推理系统。首先将滑坡特征属性分为6大项:破坏模式、滑面倾角、滑面类型、边坡岩体结构、边坡倾角、滑坡的诱发因素(降雨、地下水、水库蓄水、开挖、爆破、地震),用11个特征值表示边坡的特征属性;其次采用比值法相似度计算理论在滑坡数据库中搜索与目标边坡最相似的滑坡,通过工程类比给出滑坡预警判据建议值;最后依据模糊综合评判模型修正建议值,得到预警判据确认值,形成滑坡实例推理系统。以锦屏一级水电站为例,通过计算找到了滑坡数据库中与锦屏一级水电站左岸边坡最为相似的5个滑坡实例;其中大冶铁矿狮子山滑坡和安家岭露天矿滑坡有较为完整的变形监测数据,深入分析类似边坡变形破坏过程,分4个阶段给出了锦屏一级水电站左岸边坡预警判据建议值;并建立边坡预警判据修正的模糊综合评判模型,修正相似边坡预警判据,给出锦屏一级水电站左岸边坡进入加速变形阶段的位移速率阀值的精确区间为1.0～1.2 mm/d。     

三峡水库区兴山县电厂滑坡Ⅰ成因与稳定性

在研究了三峡水库区兴山县电厂滑坡Ⅰ的工程地质及滑坡体基本特征的基础上,介绍了该滑坡的结构及变形特征。从滑坡形成条件、诱发变形因素两方面分析了滑坡形成的原因及诱发坡体失稳的主要因素;在诱发因素分析的基础上应用中国地质大学(武汉)研发的LaSa软件程序,对电厂滑坡Ⅰ进行稳定性分析计算。结果表明:在天然情况下,滑坡整体均处于稳定状态;在特定条件情况下,滑坡处于临界蠕滑或失稳状态。结合工程实际对滑坡治理进行初步研究,提出了一些可行的防治措施及建议。     

The July 14, 2003 Qianjiangping landslide,Three Gorges Reservoir,China

The Qianjiangping landslide occurred after the first impoundment of the Three Gorges Reservoir in July 2003. Field investigation revealed that failure occurred when the reservoir reached 135 m, but the stability of the affected slope was already reduced by pre-existing bedding-plane shears, quarrying of mudstone from the landslide toe, and previous heavy rain. A possible explanation of the rapid and long runout mechanism of the landslide is that movement on a bedding-plane shear ruptured the calcite cement and rapidly reduced the sandstone strength to residual shear strength.     

三峡库区水位变化与花园养鸡厂滑坡变形特征关系

2010年10月三峡库区蓄水至175m,花园养鸡厂滑坡发生了较为强烈的变形。在对新生裂缝详细调查研究、GPS观测及深部位移监测数据分析的基础上,对库水位变化所引起的滑坡变形特征及其成因进行了综合分析。研究结果表明:蓄水后,滑坡前缘因受到加载及库水侵蚀作用,在中前部产生9条NNW向横向张性裂缝,裂缝具有明显的分段性,表现为相似的发育模式。该滑坡属于典型的渐进后退式滑坡,由3个滑块组成,在裂缝SW段伴随拉张和剪切双重作用,反应滑块往SWW向滑动的同时伴随一定程度的右旋滑移,其失稳模式为有多重滑面的牵引破坏模式。在滑体的后缘及左侧变形较小。2007年以来滑坡经历了4次较大的变形,并与库区水位的变化周期相吻合,每次裂缝基本上都是在库区水位短时间内大幅度上升形成的。