薛家湾开源路高路堑边坡工程稳定性的三维有限元分析

针对准格尔旗薛家湾镇开源路高边坡欠稳工程,采用MIDAS/GTS有限元软件对其施工过程及边坡稳定性进行了三维数值模拟,得到了不同工况下的变形及支护完成后的安全系数,并与实际工程现场所测变形结果作了比较分析。结果表明,三维FEM计算结果与工程实际变形较为相似,其结果对类似高路堑边坡的设计及加固有一定的参考价值。     

二维随机场下边坡稳定性的径向基函数神经网络分析法

岩土参数的随机性会直接影响边坡稳定性评价结果的精度。首先,依据边坡参数的常用分布特征,利用拉丁超立方抽样法生成若干组边坡土性参数和几何参数的随机样本,用有限元强度折减法求解各组样本对应的边坡安全系数。再考虑土性参数的空间变异性,在二维随机场模型下将蒙特卡罗模拟和有限元强度折减法相结合求解各组样本对应的边坡失效概率。然后,利用样本数据及其安全系数和失效概率对径向基函数（RBF）神经网络进行训练和测试,从而建立边坡安全系数和失效概率的预测模型。算例表明,二维随机场模型能相对精确地考虑参数的空间变异性;在此基础上建立的神经网络模型对边坡的安全系数和失效概率具有较高的预测精度,且能极大地节省边坡稳定性分析的时间。     

水平条分法下边坡稳定性分析与计算方法研究

极限平衡水平条分法较适用于成层岩土边坡,但较竖直条分法尚有不足之处。通过研究水平条分与竖直条分中条间力的关系,建立起水平与竖直条分法相对应的条间力假设条件;并针对水平条分法遇到滑动面存在弓形体时,采取水平条分和斜条分相结合的模式进行处理。在此基础上,推导出了瑞典法、简化Bishop法、简化Janbu法和Morgenster-Price（M-P）法在水平条分时的安全系数计算公式,其中,根据满足条件不同,得到了瑞典法的两种不同安全系数计算公式,并根据以往研究成果将一般简化Janbu法进行改进。当使用任意曲线和圆弧滑动面两种型式时,通过算例对比分析,验证了对水平条分法所做研究的可行性。同时,也表明了两种瑞典法得到的结果是一致的,改进的简化Janbu法在边坡稳定性分析上较一般简化Janbu法更优。     

大型滑坡堆积体稳定性的三维数值分析

古水水电站争岗特大型滑坡堆积体方量高达4 750×104 m3,存在多处厚度超过50 m的超深层滑坡。稳定性直接关系到大坝的建设与运营。工程地质勘测、2008年降雨产生的变形资料表明,该滑坡体是一个多期次复合型滑坡,主要由基岩、滑带土和松散堆积物组成,地表已出现大量拉张和剪切裂缝,天然工况下整体处于沿贯通底滑面发生蠕滑变形的状态,各种工况下均存在滑塌的可能性,必须进行开挖加固治理。针对二维平面方法无法考虑计算断面的侧向约束和底滑面在空间上的曲率效应,运用三维极限平衡方法和大变形拉格朗日有限差分法,根据实际地质信息建立了多个三维计算模型,通过对治理前后滑坡体应力、变形、塑性区和安全系数变化对比分析,定性、定量对其稳定性进行了评价,并引入有限元点和面安全系数法对加固后稳定性进行了校核。结果真实反映了滑坡体的稳定性现状与规律,与现场勘查成果相吻合。开挖加固后,滑坡体局部和整体稳定性均有显著提高,结合排水措施,将更有利于保持其稳定性。研究成果可为类似工程问题提供有意义的参考。     

土坡等圆心角斜条分稳定性分析法

在土坡稳定性计算中,条分法作为一种简单而又实用的方法在实际工程中得到了广泛的应用。传统的条分法大多采用垂直条分,等圆心角斜条分法以斜条分代替垂直条分,使得条间力的假设更为合理。在斜条分的基础上,结合重新定义的应力水平安全系数,使问题的求解也更为简单、迅速,并且求解的结果还可以反映出土条应力状态的差异。     

岙山成品油码头海底边坡稳定性分析

根据岙山成品油码头工程地质勘察所得的资料,选择边坡较陡的地段,采用折线法、圆弧条分法和总应力极限平衡法,对在自重、地震力和波浪力等因素作用下的边坡稳定性进行验算分析。结果表明,海底边坡较陡地段浅层土体的稳定性较差,土体滑动面可能发生在海底下９～１２．５ｍ处。对地层的作用波浪力较地震力要小,但两者均可能成为边坡土体滑动的诱因。     

关于滑坡稳定性在滑坡安全系数取值中的作用讨论

在工程界存在着滑坡安全系数取值应考虑滑坡稳定性高低、对稳定系数较低的滑坡应采用较大的安全系数的思想。考虑滑坡稳定性的具体方式有两种:①考虑滑坡的实际稳定状态或变形情况;②考虑设计工况下的稳定系数。考虑滑坡稳定性的理由也有两种:①变形急剧势必危害较大;②滑坡在治理后的安全储备可用"安全储备系数"(即下滑力按安全系数放大后的剩余下滑力与下滑力不作改变时的剩余下滑力之比)来衡量,而"安全储备系数"存在着随稳定系数的减小而减小的规律。文章的研究表明,滑坡变形越急剧滑坡危害越大的规律是不存在的,滑坡"安全储备系数"既不能衡量滑坡在治理后的安全储备,也不随滑坡稳定系数的减小而减小,滑坡安全系数与稳定系数无关,将安全系数取值与稳定系数大小挂钩会导致诸多不合理现象产生。因此,滑坡安全系数取值不应考虑稳定系数大小。     

边坡稳定性分析Spencer法的改进

基于经典土压力理论确定土条推力线位置,由力矩平衡方程可得土条间侧向作用力合力间的关系,考虑当土条宽度足够小时端点土条侧向作用力合力平行于该土条顶面的条件,结合边界条件求解得到中间段土条作用力合力P_i及其与水平方向夹角θ,代入安全系数定义式中进而求解得到安全系数值。该法从设定合理土条推力线位置出发求解θ,消除了Spencer法对θ假定的盲目性和复杂性,通过对端部土条θ值的固定,使得计算结果更接近于真实解。经算例验证,该法具有计算简单、可靠性强等优点。     

基于极限平衡条件的土体局部稳定分析

根据土体结构的应力及摩尔-库仑强度理论分析其局部稳定性。以土体内部任意曲面的剪应力积分值与抗剪强度积分值的比值为安全系数K,并认为|K-1.00|≤0.05为极限平衡状态。通过两个算例模拟了地基与均质边坡随外荷载增加,土体内部由局部达到极限状态发展成整体达到极限状态,最终失稳破坏的过程。结果表明此方法模拟土体结构渐进破坏过程是可行的。     

边坡稳定计算斜条分法机理分析

利用较严格的通用条分法的分析思路,将边坡条块划分一般化,即采用斜条分法。重新建立了斜条分法的各种平衡方程式,并在此基础上假定斜条块间切向力与法向力满足Mohr-Coulomb准则的函数关系。算例分析表明该方法所求的安全系数与通用条分方法的结果相近,得到的简化计算是可行的。