基于影响因素分布模型的滑坡稳定性敏感分析

提出了基于影响因素分布模型的滑坡稳定性敏感分析方法,该法用于分析影响因素在整个定义域内对滑坡稳定性的敏感程度,以滑坡影响因素为子序列,以其稳定性系数为目标序列,根据子序列的累积分布函数求影响因素区间概率函数,与目标序列差值乘积加和得到敏感性综合决策值。以三峡库区奉节县太山庙滑坡为例,经类比统计得到滑带土抗剪强度参数的分布函数,通过经验分析得到地震水平加速度和库水位变化的分布函数,应用该法计算得到影响因素中对滑坡稳定性最敏感的因素。以内摩擦角为例,分析了影响因素方差与滑坡稳定性敏感分析结果的关系。     

基于正交设计的堆积体稳定性影响因素的敏感性分析

采用正交试验设计和极限平衡方法,以九子崩滑堆积体为实例进行稳定性分析。并对正交试验设计结果进行了极差和方差分析：极差和方差分析结果均显示,堆积体稳定性影响因素敏感性最大的因素为粘聚力c,其次为内摩擦角φ,重度γ对稳定性影响的敏感性较小。找出了影响边坡稳定性的主导因素,为滑坡防治工程提供了参考依据。     

边坡岩体力学参数对Hoek-Brown准则参数敏感性的综合性分析

针对广义Hoek-Brown准则参数敏感性分析单因素法的局限性,提出利用正交试验法来研究准则参数对岩体力学参数的影响,该方法可以对各因素的影响进行综合性分析,避免单因素法的片面性。以龙桥特大桥5#拱座所在边坡为工程背景进行了基于正交试验的准则参数敏感性分析。结果表明:地质强度指标GSI对岩体的变形参数Em的影响最显著; 岩石抗压强度ci和岩体扰动系数D对岩体的强度参数C、的影响最显著; 总体来说,岩体力学参数对地质强度指标GSI与岩石抗压强度ci最敏感,对岩体扰动系数D次之,最后为岩石的Hoek-Brown参数mi; 并且准则参数之间无交互作用,相对独立。     

参数敏感性分析与试验方案优化

在单因素敏感性分析的基础上,定义了无量纲形式的敏感度函数和敏感度因子,使得多因素敏感性分析具有可比性。作为算例,对拉西瓦地下工程的稳定性进行了敏感性分析。结果表明,水平向地应力σ_x和岩体弹性模量E是影响地下主厂房高边墙水平向变形的敏感因素。分析还表明,敏感因素与基准参数集有关,基准参数集不同,结论将有差异。本文还提出了试验方案优化的概念,并指出参数敏感性分析是试验方案优化的基础。     

半填半挖路基交接面稳定性分析

分析了交接面对半填半挖路基稳定性的影响因素,在总体上将其归纳为几何特征和物理力学参数两类。研究了交接面的台阶特征、填料物理力学参数的差异性,分析了不平衡推力法在条块划分、计算结果误差方面的不足,阐明了不平衡推力法用来分析半填半挖路基交接面的稳定性的缺陷,推荐以改进的Sarma（MSarma）方法替换。以某公路半填半挖路基交接面分析为基础,将正交试验设计方法、统计方法和MSarma方法结合起来,形成了半填半挖路基交接面稳定性力学机制分析方法。采用该法研究了半填半挖路基交接面3种工况条件下各种因素对路基稳定性系数影响的敏感性排序,前4位依次为黏聚力、内摩擦角、交接面和地基倾角。在研究这4个主要参数与稳定性系数量化关系并比较变化趋势的基础上,为填料、交接面参数及路基形式选择提供了指导原则。     

GIS支持下基于CF方法的2013年芦山地震滑坡因子敏感性分析

本文依据研究区现有地形因子(高程、坡度、坡向、斜坡曲率)、地质因子(岩性、距深大活动断裂距离)和地震因子(PGA、距震中距离)等相关影响因子资料并结合地震区基本情况,以GIS技术作为操作平台,采用确定性系数法,开展较为详细的芦山地震区地震滑坡影响因子敏感性分析工作。首先,以GIS技术作为操作平台将地震滑坡的8个影响因子据研究区特征进行分级,构建不同影响因子分级的栅格图层进行地震滑坡分布相关参数统计; 其次,采用确定性系数法计算8个地震滑坡影响因子分级区间对应的CF值,分别提取出地震滑坡最为敏感分级区间以进行地震滑坡影响因子敏感性分析,从而衡量不同影响因子分级区间对地震滑坡易发性敏感程度。地震滑坡影响因子敏感性分析结果表明,除斜坡曲率因子与距震中距离因子对地震滑坡易发性不敏感外,其他6个影响因子对地震滑坡易发性均很敏感,分别是影响滑坡发生的主要地形、地质和地震因子。针对斜坡曲率因子和距震中距离因子对滑坡的易发性不是很敏感是否受内部其他影响因子限制所进行的分析与讨论结果表明,SW向很可能限制了斜坡曲率对地震滑坡易发性的敏感程度,地层岩性对距震中距离因子限制作用更为明显,除奥陶系、志留系外的地层岩性对距震中距离因子敏感性程度都有限制。文章所得成果具有一定的方法理论意义,对于防震减灾工作也具有一定参考意义。     

碎石土滑坡的因素敏感性计算分析

通过资料搜集整理和分析、现场工程地质调查与勘探和室内外的物理力学试验,采用弹塑性接触有限元强度折减法、不平衡推力法和数理统计分析法,结合工程实例,分析了影响碎石土滑坡各因素的敏感性,结果表明,按因素敏感度从大到小排列,主要影响碎石土滑坡稳定性的因素依次为滑面岩土体内摩擦角、地形坡度、滑体饱水面积比和滑面岩土体的内聚力。地形坡度大、具有低内摩擦角滑面的碎石土滑坡的整体稳定性较差,而连续降雨、强降雨会抬高地下水位增大滑体饱水面积比,降低滑面带岩土体抗剪强度,增加下滑力,对碎石土滑坡的稳定性将产生最不利的影响。同时,在对碎石土滑坡进行加固处理时,必须优先考虑采取提高滑面等效内摩擦角、降低地形坡度结合降低地下水位措施,其次考虑采取提高滑面岩土体内聚力的措施。     

岩体参数敏感性分析对边坡稳定性评价影响研究——以大岗山坝肩边坡为例

模糊评判系统在边坡稳定性综合评价中的应用越来越广泛。由于岩体材料参数在实际工程中是离散的,将材料参数作为评价因子时,需首先对其本身进行评价得出表征参数,然后再参与到综合评价系统中。以大岗山坝肩边坡为例,从岩体自身抵抗外界影响的角度出发,考虑到位移和安全系数在边坡失稳前、后的变化幅度和变化次序问题,对岩体特性进行深入研究。通过对各参数进行分层敏感性分析并评价,得到表征参数;通过面积分配法得到隶属度;以安全系数和位移两个目标量,对岩体物理力学参数进行综合敏感性分析,以敏感度定义各因子的权重,将其结果应用于评价系统中。敏感性分析结果显示:以位移为目标量时,变形主要依赖于抗剪强度参数中的凝聚力;以安全系数为目标量时,内摩擦角对边坡失稳的影响略大于凝聚力;位移敏感性强于安全系数敏感性。综合评价结果显示:岩体力学参数具有较强的强度,以安全系数为目标量的评价结果优于以位移为目标量的评价结果,与敏感性分析结果一致,符合一般规律和实际情况,从而证明研究方法的正确性。     

基于粒子群算法优化小波支持向量机的岩土力学参数反演

常用的确定岩土力学参数的方法有原位测试和室内试验两种,但都存在一定的局限性,参数选择的合理与否,对设计计算及数值模拟分析结果的有效性影响很大。支持向量机法在理论基础和求解算法方面都具有明显优势,为确保岩土力学参数取值的合理性,采用支持向量机法对岩土力学参数进行反演。先通过小波分析理论构造出支持向量机的核函数,再用粒子群算法(PSO)分别优化Morlet小波、Mexico小波和RBF函数的支持向量机模型参数,通过小波支持向量机模型建立反演参数与沉降值间的非线性映射关系。根据正交试验和均匀试验对需反演的岩土力学参数进行设计,结合有限元软件进行计算分析,得到学习样本和测试样本。分别采用Morlet小波、Mexico小波和RBF函数得出的预测结果和原始数据进行对比分析,发现采用Morlet小波核函数预测效果更佳。使用Morlet小波核函数预测的参数输入到Midas模型中计算建筑物最终沉降量,比较计算值与实际监测值,其相对误差不超过8.1%。研究结果表明,该方法在岩土工程参数的反演中具有良好的应用价值,对今后岩土力学参数的确定及校核提供了一种新方法。     

应用正交试验设计进行数值模型参数的敏感性分析

结合深基坑重力式挡土墙侧向变形的有限元分析 ,提出了采用正交试验设计及其统计分析方法研究数值模拟结果对岩土参数敏感性的步骤。该方法能够区分影响计算结果的主要参数和次要参数 ,并对参数的敏感程度进行量化。实例分析表明 ,模拟结果只对个别参数的变化比较敏感 ,而其它参数对模拟结果影响较小。敏感性分析结果符合工程实践经验 ,表明该方法是可行的。     

降雨条件下弃土场滑坡力学参数敏感性反演研究

为了研究不同降雨工况下的滑坡稳定性机理及变形规律,以兰原弃土场滑坡为例,首先在GeoStudio中建立二维剖面模型,然后从内因和外因两个角度出发,选取了内摩擦角、黏聚力、降雨强度、渗透系数、降雨入渗补给系数、饱和体积含水率等6个影响因子作为研究对象,设计了25组正交试验并采用极差分析法对滑坡影响因子进行敏感性分析,并结合监测数据对内摩擦角、黏聚力和渗透系数进行参数反演;同时,结合当地多年降雨数据资料,对滑坡进行了3种极端降雨工况条件下的稳定性影响规律研究。研究表明:兰原弃土场滑坡6个影响因子的敏感性大小为:内摩擦角>黏聚力>降雨强度>渗透系数>降雨入渗补给系数>饱和体积含水率;经参数反演计算后,得出的参数值较室内试验组有了进一步的修正,使得滑坡变形趋势更加符合实际监测资料分析的结果,同时得出双日降雨对滑坡稳定性影响更大,更易导致滑坡失稳破坏。通过本文的研究,可在后期不同极端降雨条件下对其采取针对性的防治措施及稳定性判别,并可为同类滑坡的研究提供借鉴意义。     

高速公路滑坡稳定性分析及治理优化研究

在分析溪沟口滑坡工程地质概况及形成机理的基础上,采用传递系数法和有限元法对其进行了稳定性评价。结果表明,该滑坡稳定性达不到安全标准,必须进行加固治理。考虑滑坡稳定状况,采用抗滑桩结合地表排水对滑坡进行治理。在传递系数法结合有限单元法计算结果的基础上,构造出一定数量的抗滑桩加固方案,分别计算其治理后的稳定性和工程造价,以此为进化神经网络的学习样本, 建立设计参数与稳定性及加固方案造价之间的非线性映射关系,利用遗传算法在全局范围内快速搜索出最优的设计参数,选择合理的滑坡治理方案。最后利用有限元法对滑坡体治理前后的稳定状况进行分析,对所提出的优化治理方案进行稳定性验算,结果证明优化方案能够达到滑坡治理的设计要求,治理效果明显。     

基于可靠度理论的滑坡稳定性及其影响因素分析

基于可靠度理论,利用Morgenstern-Price法、Ordinary法、Bishop法和Janbu法等4类极限平衡方法对台州市北水南调工程朱溪引水段Ⅷ号滑坡的稳定性进行了分析,设计了最不利组合、最有利组合、平均值组合的确定性分析方案,目的是为可靠度计算结果提供对比基准;设计了Monte-Carlo循环次数为5 000,50 000,500 000,5 000 000次等4种计算工况,岩土参数的概率分布函数为正态分布、三角形分布和均匀分布等3种情况,方差等于0.5,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0倍初始实验方差等6种计算方案,岩土参数间相关性在-1.0～1.0间按0.25等幅变化的9种情况。研究发现,循环次数仅对安全系极值有较大影响,对可靠度指标影响不大;分布函数和数据离散性均会对结果精度造成影响;参数相关性仅对失效概率造成较大影响。     

滑（边）坡稳定性评估探讨

滑（边）坡稳定性评估不仅取决于计算方法本身,更主要的取决于计算参数的选取是否合理,力学参数的选取是否合理将直接关系到所建立的滑（边）坡稳定性评估体系的成败。在根据试验结果等综合确定（潜在）滑动面的黏聚力、内摩擦角的取值区间和建立计算模型基础上,对滑（边）坡反算力学参数时不同发育条件下稳定系数的选取和稳定性计算方法的确定进行了较深入研究,提出了一整套滑（边）坡力学参数的综合选取方法和稳定性评估体系,并以某滑坡为例进行了实际工程应用。采用数值模拟和物理模拟对所建立的稳定性评估体系进行了验证,其工程适用性良好。     

基于可靠度理论的滑坡稳定性分析

基于可靠度理论,利用可靠度理论中的概率矩点估计法对延安市宝塔区卧虎山滑坡的稳定系数、可靠度和破坏概率进行了计算、分析。计算结果表明,基于可靠度理论滑坡稳定性计算能克服客观存在的土性参数的空间离散性、时间变异性,并把计算结果与传统稳定性计算结果进行了分析比较,证明了基于可靠度理论的滑坡稳定性计算方法的可靠性和可行性。     

Sensitivity analysis applied to slope stabilization at failure

This article discusses how sensitivity analysis is a sound assessment tool for selecting the most efficient stabilization method of slopes at failure. A discretized form of the variational approach is used not only for performing sensitivity analysis but to locate the critical slip surface, i.e., the sensitivity analysis is carried out in the same way as it is done in optimization problems. This method supplies a robust formulation and methodology for obtaining the sensitivities of the safety factor with respect to both the soil parameters and the slope profile, stating the slope stabilization design as a relatively simple minimization problem. Two well known examples, as the Selset landslide and the Sudbury Hill slip are used to illustrate the application of the method and to highlight both its capabilities and limitations.     

压力型锚杆支护滑坡的地震动力响应特性研究

为研究地震作用下锚固滑坡的动力响应特征及压力型锚杆的受力机制,采用ABAQUS有限元软件建立了压力型锚杆联合格构梁支护的锚固滑坡模型,在此基础上,分析了锚固滑坡的加速度响应规律、地震动参数对加速度响应的影响以及压力型锚杆的受力特征等。结果表明:地震作用下锚固滑坡具有明显的高程放大效应,坡顶响应最强;不同类型的地震波作用时,由于其频谱特性的差异,锚固滑坡的加速度响应不同,锚固滑坡对输入地震波的低频段存在放大作用,对高频段具有滤波作用;随地震波幅值的增大,锚固滑坡的加速度响应呈先减小后增大的趋势。对于同一根锚杆而言,锚杆杆体轴力分布较均匀;对于同列不同排的锚杆而言,各排锚杆杆体的轴力值差异较大,自上而下呈"C"型分布,底排锚杆和顶排锚杆承担大部分荷载。研究结果对于压力型锚杆支护滑坡的抗震设计具有一定的指导意义。      

滑坡稳定性分析与安全系数取值研究

在地质灾害中,滑坡灾害分布最广、发生频率最高、危害最大,是我国地质灾害防治的主要对象。滑坡研究的主要任务之一是稳定性分析。论文针对三板溪水电站进水口滑坡和水布垭水电站大岩淌滑坡,分别采用刚体极限平衡法、块体单元法、有限单元法对稳定安全系数和条间推力分布曲线进行分析和比较,研究各种方法的差异和计算精度,以及各种方法稳定安全系数的取值标准,希望为水利水电工程边坡设计规范有关有限单元法、块体单元法条目的编写和相应的允许安全系数取值标准的制定提供一定的参考。研究结果表明:①块体单元法计算的安全系数与刚体极限平衡法计算的安全系数可以采用相同的取值标准,而有限单元法计算的安全系数取值标准可适当降低;②块体单元法计算的条间水平推力、条间剪切力与刚体极限平衡法(尤其是Sarma法)计算的条间水平推力、条间剪切力非常相近,有限单元法计算的条间水平推力、条间剪切力较小;③分析方法、力学模型与参数取值应与安全系数取值标准相匹配。     

万州草街子双堰塘滑坡稳定性影响因素敏感性分析

滑坡稳定性受多种内外因素的影响。运用因素敏感性分析方法，对滑坡稳定性有较大影响的因素进行检查和分析，可以确定影响滑坡稳定性的最敏感和较敏感因素，从而更加有针对性地进行滑坡监测和防治工作。文章在宏观工程地质条件分析的基础上，运用正交试验设计方法对草街子双堰塘滑坡进行了影响因素敏感性分析，最后的校差分析和方差分析结果表明，内聚力、库水位变化和内摩擦角是影响该滑坡稳定性的最为显著和敏感的因素。因此，避免地表水下渗对滑带土的软化，以及做好库岸防护以防止库水位升降对滑坡稳定性的不利影响，对于保持该滑坡的稳定具有十分重要的意义。     

边坡危险滑动面及稳定安全系数的力学解析方法

为了分析边坡的稳定性,提出了一种基于极限平衡理论的分析方法。假定坡体为只受重力作用的弹性体,通过弹性力学解析解求得应力分布,将滑动面用分段二次多项式函数表示,当分段间隔足够小时,这种表示方式可以描述任意曲面形状,根据坡体滑面所满足的Mohr-Coulomb准则,定义边坡稳定安全系数,其为多项式系数的函数。通过混和罚函数优化方法可以求出最危险滑动面对应的多项式系数,获得边坡的稳定安全系数,从而判定边坡的稳定性。所提出的方法与以往方法不同,不用将滑体划分成垂直条块,不用假定滑面上的法向应力分布形式,而直接利用已有的坡体弹性应力解。算例表明:本文方法所得到的结果与简化Bishop法和有限元强度折减法获得的结果非常接近,且基本介于有限元法和简化Bishop法之间。