基于等分圆弧滑面土质边坡的稳定性极限分析方法

基于等分圆弧滑面的简化条件,采用土塑性极限分析理论,建立了土质边坡极限分析模型,并推导得到了土质边坡稳定系数计算公式。该方法考虑了圆弧滑面的内能耗散率作用和边坡土体自重荷载、地震惯性力及孔隙水压力所做的外功率作用,可以解决土质边坡稳定性分析问题,是一种改进的土质边坡稳定性评价极限分析方法。     

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。      

基于有限元修正节理岩质边坡稳定性计算的解析解

采用有限元方法探讨在人工开挖或自然侵蚀环境下,岩质边坡体内应力场的变化及节理发育形成机理,并采用有限元强度折减法对后缘具有张节理边坡的稳定性影响因素进行敏感性对比分析,进而得出具有非贯通节理边坡稳定性计算的修正解析解.结果表明:卸荷及风化作用导致边坡体由表及里出现应力重分布及应力集中的现象,使边坡后缘由顶部向下发育一簇...     

紫金山金铜矿山体稳定性分析、监测及治理

由于受到突发性外界因素影响,紫金山金铜矿区赤水巷道出口出现山体滑动变形现象,影响矿区安全生产。文章对该山体进行地质环境、岩土性质和滑坡体稳定性分析后,判断其有进一步滑动趋势,建议利用矿碴堆场的巨大重力和侧向土压力,对该山体进行治理。此治理方法可对条件相似的矿区开展地质灾害防治提供参考。     

沉积岩地区高边坡稳定性分析

在大量的野外地质调查工作基础之上,采用赤平投影法分析了沉积岩地区岩石高边坡的潜在破坏模式,并运用极限平衡法计算边坡在此潜在破坏模式下的稳定性,对安全储备较低的采石场边坡提出削坡方案,同时配合有限元法对边坡的稳定性进行了分析和评价,指出岩层层面是影响沉积岩地区高边坡稳定性的最不利结构面,是调查和研究的重点。     

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...     

降雨条件下花岗岩残坡积土路堑边坡稳定性研究

基于多孔介质饱和 非饱和渗流理论和非饱和土抗剪强度理论,采用极限平衡法与降雨渗流有限元相结合的方法,选取大庆—广州高速公路江西里仁—龙南段某典型高路堑边坡,利用岩土仿真软件GeoStudio建立模型,研究降雨条件下花岗岩残坡积土路堑边坡失稳破环的形态和机理.结果表明:随着降雨的进行,边坡中地下水位从坡脚处开始抬升,边坡坡脚处容易产生“小弧”滑动破坏;土体体积含水量的增加使得基质吸力下降,从而降低土体强度和边坡的安全系数,且基质吸力与安全系数的下降幅度基本同步;降雨强度对边坡的安全系数有较大影响,小雨阶段,安全系数降幅较缓,而暴雨阶段,安全系数降幅加剧,降幅达24;4％;在强降雨条件下,滑面基质吸力大部分丧失,失稳边坡发生了从整体失稳向局部失稳、从深层失稳向浅层失稳的转变,即强降雨是浅层滑坡的主要外在因素.     

姑山矿东帮河堤防渗工程优化设计的有限元分析

根据河堤和边坡的实际地质模型,基于线弹性理论的本构方程,通过有限元模拟分析,定量地揭示和模拟边坡及河堤的破坏、变形和失稳前后的过程和机制,探讨了高压及水流作用下防渗墙的破坏机理,并对边坡整治及河堤防渗加固提供可行的论证和建议。     

山西乡宁—吉县地区黄土高边坡可靠度研究

在山西乡宁—吉县地区实测了7个具有代表性的自然极限状态黄土高边坡断面,建立边坡地层结构模型;选取研究区合理的黄土物理力学参数,并分地层年代对10个典型工点的黄土强度参数内聚力和内摩擦角的变异性进行分析;选取6组典型的强度参数变异系数组合,基于Monte Carlo法进行可靠度模拟,评价该区边坡稳定性;采用自然类比法进行边坡设计.结果表明:边坡失效概率随坡高的变化趋势一致,均是中等坡高(49.8m)的边坡失效概率较大,低坡和高坡的失效概率较低;当变异系数较小时,边坡失效概率对坡高和坡度的变化敏感,而当变异系数较大时,边坡失效概率对坡高和坡度的变化不敏感;当坡型一定、强度参数变异系数较小时,边坡的稳定系数基本不变,而当参数变异系数超过某一界限时,稳定系数随变异系数的增大而增大,二者存在非线性相关关系;研究区黄土边坡处于基本稳定状态,但其失效概率最大达69.3%,平均21.1%,介于20%~30%的比例为33.3%,大于30%的比例为14.3%,可靠度指标介于-0.5~8.5,其中小于2.7的比例为88.1%;对于坡高约为50m的黄土高边坡,若取30%作为可接受失效概率,边坡坡度需降至45°以下,如果期望可接受失效概率在10%以内,则坡度不宜超过34°.     

公路弃土场边坡的稳定影响因素敏感性分析

以日照市岚山区某弃土场为研究对象,通过对现场调研并采样开展直剪试验,在压实度分别为90%、92%和95%的情况下取得不同的黏聚力c和内摩擦角φ值,通过MIDAS GTS NX进行数据模拟,选取MohrCoulomb模型,采用有限元强度折减法(SRM)算出边坡的等效应变塑性区及安全系数,以此分析边坡稳定性。利用数值模拟的结果,分别绘制坡高、坡比与安全系数的关系图,归类分析不同坡高和坡度对边坡稳定性系数的变化规律。通过边坡稳定影响因素的敏感性分析,分析影响边坡稳定性各因素与边坡安全系数之间的相关性,即分析各因素的变化对于边坡安全系数的影响程度。     

用有限元强度折减法评价节理岩质边坡稳定性

以某边坡为例,论述了在ABAQUS软件中实现节理岩质边坡稳定性评价的建模过程.采用具有一定厚度的、低强度实体单元模拟节理组,按连续介质处理,节理组与岩块之间创建相互接触作用,通过不断折减结构面强度参数,以模拟达到失稳状态.通过分析坡顶典型质点场变量与X方向的位移关系,以数值计算不收敛作为边坡失稳评价标准的稳定性安全系数...     

不同地震荷载作用下边坡稳定性研究

介绍地震荷载对边坡动力响应分析的基本原理和计算方法,结合秭归县郭家坝边坡实例,分别采取不同地震荷载的时程数据,直接输入有限元软件计算,获得了不同地震荷载作用下边坡位移、剪应力等动力响应。     

黄土高原边坡特征与破坏规律的分区研究

为了研究黄土高原自然边坡的特征及破坏规律,按山系与水系或水系的分水岭、地貌单元、地层岩性特征等条件,将黄土高原划分为8个区:临洮—永靖区、天水—通渭区、兰州—会宁区、陇东区、靖边—安塞区、隰县—离石区、甘泉—吉县区和汾渭区.根据极限状态边坡的4个野外判别标准,测量了8个区510个自然极限状态黄土边坡断面,分区采用指数模型回归边坡坡高与坡宽的相关关系,计算各区20、50、100m坡高的边坡稳定系数和失效概率.结果表明:黄土高原的边坡特征与破坏形式具有分区特征,且南北差异性明显.临洮—永靖区边坡坡高与坡宽呈线性关系,表明该区边坡坡度不随坡高变化,边坡稳定性受内摩擦角控制;兰州—会宁区和靖边—安塞区高坡陡,低坡缓,高坡不稳定,易发生错落式滑坡;天水—通渭区、甘泉—吉县区和汾渭区高坡缓,低坡陡,稳定性计算结果显示高坡和低坡都较为稳定,但由于地层结构和地貌的特点,高边坡易发生低速蠕变型滑坡或高速远程滑坡;陇东区边坡整体上较为稳定;隰县—离石区受黏粒含量较高的Q1地层控制,高边坡稳定性较差;50m左右坡高的黄土边坡稳定性对强度指标内聚力、内摩擦角的敏感度都高,易于失稳.     

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。     

锚杆不确定性对加固边坡失稳概率的影响

为了探究锚杆不确定性对加固边坡失稳概率的影响,建立了施加锚杆后的边坡模型,通过以下两种途径来考虑锚杆的不确定性：其一是假定锚杆与锚固体之间接触面上的单位表面摩擦力为对数正态分布变量,其二是引入锚杆与锚固体之间接触面上的单位表面摩擦力衰减系数来考虑运营过程中锚杆的不确定性。采用极限平衡分析法并结合蒙特卡罗抽样法,计算并对比分析了两种途径下锚固边坡失稳概率变化曲线,最后以深圳假日酒店基坑边坡支护工程为例,证明所提方法的有效性。结果表明：对于途径一,在相同土体统计参数下,随着锚杆与锚固体之间接触面上单位表面摩擦力变异系数的增加,加固边坡的失稳概率缓慢增加,增幅介于18.03%～41.90%之间。对于途径二,随着锚杆衰减系数自1.0逐步减小至0,加固边坡失稳概率迅速增加,增幅介于55.64%～124.90%之间;在同一衰减系数下,加固边坡失稳概率随着锚杆衰减根数的增加而增大。研究结果可以为锚杆施工与运营期间的管理提供决策支持。     

黄河积石峡水库Ⅳ~＃松散堆积体的稳定性分析

通过对Ⅳ＃松散堆积体的稳定性分析计算后认为，该堆积体在水库蓄水后，虽然在各种不利因素影响下其稳定性有所降低，但其整体仍处于稳定状态，不会发生整体滑动，也不会发生局部滑动而堵塞黄河。     

水库诱发地震的能源研究

根据力学原理证明水库蓄水使地球释放动能，能量释放地在库区或库区邻近。导出了计算此动能的公式。指出它是诱发水库地震的一个新因素     

用CAD绘制赤平投影图进行边坡稳定性分析程序

文章介绍了作者根据赤平投影原理,在Auto CAD平台上用AUTOLISP语言编写的自动绘制赤平投影图进行边坡稳定性分析的程序,并对该程序的应用作了演释.该程序具有操作简单,得出的参数准确,实用方便等优点.     

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。     

太原市杏花岭区小返乡后李家山村边坡稳定性分析

通过对太原市杏花岭区小返乡后李家山村的两处边坡进行勘察,主要查明岩土类型、成因、工程特性以及岩土的透水性和地下水的出露情况,查明坡体岩土的物理力学性质和软弱结构面的抗剪强度,对边坡的稳定性进行了分析,稳定性分析采用圆弧滑动法进行,两处边坡均处于不稳定状态,在降水条件诱发下极易发生滑动,必须尽快进行综合整治.