二维边坡最危险滑动面搜索及评价研究

基于有限单元法,提出一种最危险滑动面的自动搜索评价算法,评价边坡安全性:首先在土坡内寻找最危险单元,然后搜寻毗邻最危险单元,往复该过程,即可形成完整滑动面.不需人为假设滑动面形状和位置;算法只需一次搜索即可确定滑动面形状和位置,计算效率高;算法确定的滑动面形状接近圆弧滑动面,计算得到的安全系数与圆弧法接近;自动搜索评价...     

直线滑动面法分析路基边坡稳定性的探讨

直线滑动面法适用粘聚力小的土质路基边坡稳定性分析,一般通过假设几个典型滑裂面,计算最小稳定系数,确定边坡的稳定性。直线滑动面法最危险滑动面直接解法可直接确定路基边坡最小稳定性系数,简化了路基边坡稳定性分析的计算工作。文中通过算例分析了粘聚力、边坡率和摩擦角对路基边坡稳定性的影响,表明边坡率和摩擦角对路基最危险滑裂面位置影响较显著,而粘聚力对路基最危险滑裂面位置几乎没有影响;粘聚力、边坡率和摩擦角对路基稳定性系数影响均显著。     

黄土边坡滑坡侵蚀稳定性计算方法探讨

滑坡是土坡重力侵蚀破坏的主要形式，在目前的工程实践中，土坡稳定性分析最常用的方法是圆弧条分法。但对大量黄土滑坡的观测表明，其滑动面并不是圆弧，一般是后壁陡直，下部接近圆弧，总体形状呈“L”形。因此采用经典的圆弧法计算黄土边坡的稳定性是不准确的。根据Mohr-Coulomb强度理论计算出黄土滑坡后缘拉裂的深度，自拉裂底部至坡脚处假定为圆弧滑动面，在此前提下搜索最危险滑动面的位置。笔者曾提出了搜索最危险滑动面的一种方法，并结合该方法推导出了用圆弧法求解稳定系数的解析式。将黄土边坡具有后缘拉裂这一特点，应用于该解析方法中，进一步推导出用于黄土滑坡侵蚀稳定性的计算公式，通过对泾河南岸一黄土高边坡滑动前地形断面观测和土的物理力学性质指标的测试，计算得出其潜在滑动面，再与其滑动后实测滑动面比较，表明提出的方法比一般的圆弧法有更高的精度。     

土质边坡最大滑坡推力滑动面研究

目前,边坡稳定问题的关键就是如何寻找最危险滑动面。最危险滑动面并不代表是有最大滑坡推力的滑动面。而在对边坡进行处治时,滑坡推力是最重要的参数之一。为了得到所有潜在滑动面中最大的滑坡推力,该文提出了最大滑坡推力滑动面的概念。以圆弧滑动面为研究对象,采用模式搜索法进行最危险滑动面的搜索,并采用不平衡推力法计算所有潜在滑动面的剩余下滑力。通过对所有潜在滑动面对应的剩余下滑力的比较,找出最大滑坡推力滑动面。算例结果表明:最大滑坡推力滑动面是存在的,其比最危险滑动面有更大的剩余下滑力,同时还有更大的滑动范围。因此,最大滑坡推力滑动面在边坡处治设计时是有必要考虑和重视的。     

基于自适应遗传算法的路堤边坡稳定性分析方法

基于圆弧滑动面假定,提出了一种用自适应遗传算法搜索最危险滑动面及其对应的最小安全系数的新方法。该方法是一种改进的遗传算法,采用自适应求取适值、动态调整交叉率和变异率、自适应区间收缩。自适应遗传算法有效克服了传统方法易陷入局部极小的缺陷,提高了算法的搜索效率、精度和稳定性。     

带台阶的多级边坡稳定性上限分析

基于极限分析上限法基本原理和强度折减技术,根据滑坡体处于极限状态时两功率相等(虚功率方程)条件,推导了带台阶的多级边坡整体失稳和可能出现的局部失稳安全系数计算公式.并以3级边坡为例,编制优化程序,采用序列二次规划迭代算法计算确定最危险滑动面的位置:即对多个可能的滑动面进行搜索,获得安全系数最小(也即稳定性最差)的面作为潜在最危险滑裂面.采用具体算例,对比分析了3级边坡的整体稳定性和可能出现的局部稳定性问题,并由此开展了参数分析.对比分析表明:获得的安全系数较已有方法略小,得到的最危险滑动面与已有结果颇为接近,可以验证其有效性和可行性;参数分析表明:对均质多级边坡,当某级边坡坡角过大时,边坡更易发生局部失稳;高边坡增设边坡台阶可以有效提高边坡稳定性并降低施工难度.     

边坡滑动面三维空间有限元分析

提出了一种用三维潜在滑移面法分析三维边坡滑动面及稳定性的新方法,该方法根据弹塑性有限元的应力分析结果,用数值积分方法确定边坡的潜在滑移面、最危险潜在滑移面和边坡稳定性安全系数,具有充分的理论依据。通过对大量三维边坡实例的稳定性安全系数及最危险滑动面的分析得出,三维边坡按平面边坡处理会引起较大的分析误差,三维边坡应该按三维问题进行分析。     

加速遗传算法在路堤边坡稳定性分析中的应用

根据加速遗传算法的思想和瑞典法基于圆弧滑动面的假定,提出一种用加速遗传算法搜索最危险滑动面及其对应的最小安全系数的方法。该方法是一种改进的遗传算法,它不仅能克服传统方法容易陷入局部极小值的缺点,而且较简单遗传算法具有更高的搜索效率,计算时间短,搜索的解更优,是一种全局优化算法。通过某高速公路工程实例对其进行了验证,结果令人满意。     

预应力锚索抗滑桩治理滑坡的稳定性分析

以极限平衡理论为基础,假定滑动面为圆弧面或近似于圆弧面,采用Bishop法,考虑竖向条间剪力对滑移面抗剪强度的影响,建立了滑坡最危险滑移面的搜索模型,并推导了稳定系数的求解公式;运用遗传算法对支挡结构最危险滑移面进行动态搜索和确定,计算其稳定性系数,避免了在优化设计中陷入局部最小值的缺点,使其结果更具有效性和准确性。     

湖北十白高速公路栗石沟隧道洞口滑坡稳定性分析

以湖北十白高速公路栗石沟隧道洞口边仰坡的稳定性情况为例,就天然状况和暴雨工况2种工况,运用理正分析软件,采用圆弧滑动法确定滑裂面形状、瑞典条分法分析圆弧的稳定性,通过自动搜索最危险滑裂面来计算边坡的稳定性,定量计算了在自然工况和削坡卸载后的稳定性系数,对洞口边坡稳定性进行了定量评价.     

粉煤灰路堤稳定性对比分析

利用传统极限平衡法分析路堤稳定性时需要预先假定路堤的潜在滑动面.为确定粉煤灰路堤的破坏形式,首先以平面滑动面为假设,在此假设下求出路堤安全系数的一般解,再结合依托工程对特定粉煤灰路堤进行分析计算,并和同济曙光、SLOPE、PLAXIS、FLAC等基于平衡理论或数值模拟的岩土软件的计算结果进行对比,结果表明粉煤灰路堤的破坏形式为近似圆弧滑动破坏,进行稳定性分析时采用简化毕肖普法是合适的,而用平面滑动面作为稳定性分析的假设,分析结果的误差很大.     

基于临界滑动场的加筋土边坡稳定性分析

传统的极限平衡法分析加筋土边坡稳定性只能依靠假定的滑裂面,未考虑筋材对滑裂面的影响。文中将边坡临界滑动场数值模拟方法进行推广,建立了基于准粘聚力原理的加筋土边坡临界滑动场计算方法。该法可确定任意形状的临界滑动面及最小安全系数。通过算例比较了加筋土边坡的临界滑动面与无筋边坡滑动面的变化,并探讨了填土的重度、粘聚力、内摩擦角、筋材抗拉强度等因素对加筋土边坡稳定性的影响。证实利用极限平衡法先求无筋边坡滑动面,再加上筋材的抗滑力矩来计算加筋土边坡安全系数的方法是不正确的。     

基于滑动面深度的地震作用下边坡强度参数反分析

边坡参数反演是获取边坡强度参数的重要手段.与传统的安全系数及位移反分析不同,提出了基于滑动面深度的边坡参数反演方法.基于极限分析上限定理,利用拟静力方法,计算了地震力作用下边坡的外力功率与内能耗散表达式,并结合强度折减法,推导了简单边坡在地震力作用下的安全系数公式.利用优化算法得到边坡的最小安全系数后,可以求出边坡在地震力作用下临界滑动面的方程,得到边坡不同位置的滑动面深度.并利用滑动面深度对强度参数进行反演.计算结果表明,随着地震加速度的增大,边坡的滑动面深度逐渐增大.通过数值计算与工程实例的对比,证明新方法是有效可靠的.     

抗剪强度指标反算的数值分析方法

将FLAC3D软件应用于边坡抗剪强度指标的反算,结合室内试验结果和工程经验确定边坡抗剪强度参数的取值区间,然后在该区间调整c、φ值,得到边坡安全系数Fs=1时的c-φ曲线.根据现场试验资料综合分析取得符合边坡实际的抗剪强度指标.为了便于比较,文中同时采用了传统的传递系效法和总和平衡法进行抗剪强度参数反算,得出相应计算结果.实例计算结果表明:采用数值分析方法克服了传统极限平衡理论反算法需要人为假定最危险滑动面和条间力大小及方向的缺点,所得结果更加合理、可靠.     

退火遗传算法在边坡稳定性分析中的应用

在边坡稳定性分析中,常规方法诸如逐点扫描法受自身的局限,难以寻找到最危险的滑动面且易受人为因素的影响。将退火法与遗传算法相结合,既发挥了遗传算法强大的全局搜索能力,同时又利用退火法加强了遗传算法的局部求精能力。通过引入退火遗传算法,很好地解决了滑坡最危险滑动面的搜索问题,为边坡滑动面搜索提供一个新的解决方法,克服了常规方法的种种弊端。     

基于粒子群算法的粘性土主动土压力计算方法

假定挡土墙后滑动面为库伦平面滑裂面,基于能量法,推导出了适合与砂性土与粘性土的主动土压力计算公式,然后引入粒子群智能优化算法,对最危险滑动面所对应的破裂角在变量范围内进行全局搜索。运用本文方法分别对墙后填土为为砂性土和粘性土的挡土墙土压力进行计算,发现对于砂性土,优化方法得到的破裂角与理论精确解完全一致;对于粘性土,方法计算结果与实测结果相对误差为5.5%。     

用局部最小安全系数法的边坡破坏分析

本文介绍了一种用最小安全系数法对局部破坏的研究方法，边坡中的有效应力状态用德朗克－普雷格（Ｄｒｕｋｅｒ－Ｐｒａｇｅｒ）非线性应力应变关系的有限元法进行计算，根据莫尔－库仓破坏准则来估计土的抗剪强度，沿着边坡的滑动方向，危险滑动面通过联结局部破坏点来确定，建议的方法所获得安全系数和毕晓普法，萨马法（Ｓａｒｍａ）测得的安全系数一致性很好。然而危险滑动面的位置比毕晓普的稍有偏离，这可能是由于各自方法公式     

利用粒子群优化算法求解土坡非圆临界滑动面

提出修复策略替换惩罚策略来修复搜索过程中可能出现的不合理滑动面,以更有效搜索最危险的滑动面。将粒子群中每个粒子比拟为滑动面,利用粒子群优化算法求解两个土坡的最小安全系数及其临界滑动面,同已有的结果比较,证明了文中提出的两种策略是合理有效的。     

边坡潜在滑动面抗剪强度参数反演研究

边坡潜在滑动面抗剪强度参数的合理确定是对边坡进行有效治理的前提条件.为了准确地确定边坡潜在滑动面抗剪强度参数,通过分析边坡现状的稳定性及边界条件,确定其边坡现状的安全系数.在边坡岩体c、ψ值对安全系数变化的影响进行敏感性计算的基础上,结合边坡岩体抗剪强度参数试验推荐值反演了与边坡现状条件相对应的岩体抗剪强度参数的合理值...     

厚覆盖层高速公路高边坡稳定性研究

厚覆盖层高边坡稳定性是关系到高速公路安全运行的关键问题之一.针对某高速公路厚覆盖层边坡的地质构成特点,采用基于数值分析的强度折减法和极限平衡方法对典型厚覆盖层高边坡的稳定性进行动态分析,研究了不同施工条件下边坡稳定安全系数变化规律.研究表明:厚覆盖层高边坡最危险潜在滑动面以圆弧滑动为主;厚覆盖层高边坡的稳定性存在动态变...