金佛山水利工程左岸岩质高边坡稳定性分析

结合工程地质条件、边坡形态规模和变形破坏机理,考虑岩质边坡天然和饱和两种含水状态,采用有限元强度折减法对重庆市金佛山水利工程坝址区左岸岩质高边坡进行分析,研究了岩质高边坡在天然状态、开挖和加固时等不同工况下的稳定安全系数。结果表明:各种工况下安全系数满足规范要求,边坡是一个下部为顺层牵引-塑流性质、上部为压致拉裂推移式潜在滑坡。开挖部分岩体风化层有利于边坡稳定,采用锚喷加固后岩质高边坡安全系数明显提高,边坡现状整体稳定,发生大规模破坏的可能性极小。     

用有限元强度折减法分析非饱和土边坡稳定性

大多数天然和人工土坡都是非饱和土边坡,由于基质吸力的存在使得边坡的安全系数有所提高。基质吸力和边坡的稳定性密切相关,然而基质吸力的大小随着边坡的环境改变而改变。基于Mohor-Coulomb破坏准则和强度折减法,针对不同地下水位、边坡坡度和基质吸力相关的内摩擦角b,对非饱和土边坡稳定性进行了有限元计算。计算结果表明,采用无量纲位移Eδmax/rH2随强度折减系数变化的关系曲线上位移陡然增大时所对应的强度折减系数,作为边坡的稳定安全系数是合理的。     

基于ANSYS的有限元强度折减法求边坡安全系数

介绍了一种基于有限元的强度折减法的边坡稳定性分析方法,讨论了该方法的基本原理、安全系数的物理意义、屈服准则和流动法则的选用及边坡破坏的判据等。算例通过不断减小边坡强度参数黏聚力和内摩擦角,得到新的一组黏聚力和内摩擦角,再输入软件计算至不收敛,此时的折减系数就是边坡的安全系数。计算结果显示,用ANSYS计算边坡的安全系数有一定的实用性和可靠性。     

有限元强度折减法在非饱和土边坡稳定性分析中的应用

绝大多数天然和人工土坡都是非饱和土边坡,由于基质吸力的存在使得边坡的安全系数有所提高。基质吸力和边坡的稳定性密切相关,然而基质吸力的大小随着边坡的环境改变而改变。基于Mohor-Coulomb破坏准则和强度折减法,针对不同的地下水位、边坡坡度和基质吸力相关的内摩擦角咖“,对非饱和土边坡稳定性进行了有限元计算。计算结果表明,采用无量纲位移Eδmax/rH^2随强度折减系数变化的关系曲线上位移陡然增大时所对应的强度折减系数,作为边坡的稳定安全系数是合理的。     

有限元强度折减法在黄土路基边坡稳定分析中的应用

以解决实际工程中存在的黄土路基边坡的稳定性问题,本研究的主要思路是利用有限元软件ABAQUS,在有限元强度折减法的基础上,通过数值模拟边坡,对其稳定性进行分析,并且得到该边坡相应的稳定系数。模拟结果表明,对于黄土边坡存在的潜在破坏面,利用该法可以较为准确地、形象地预测其破坏位置与滑裂趋势,并且模拟得到的安全系数与简化的毕肖普法计算的结果很接近,不但增强了传统极限平衡法的计算结果的可靠性,也提高了精确性,还为评价黄土边坡的稳定性提供了新的方式。     

有限元双折减系数法的边坡稳定性应用

通过设计基于有限元分析的双折减系数法的边坡稳定分析程序,对一边坡进行边坡稳定分析,得出随内摩擦角折减系数逐渐增大,而粘聚力折减系数逐渐减小,边坡失稳时塑性破坏区于坡顶呈现逐渐收缩态势。     

考虑渗流作用的土坡稳定性上限有限元分析

根据上限有限元的基本原理,基于MATLAB平台编制了有限元上限分析程序,将Mohr-Coulomb屈服准则嵌入有限元计算程序中,利用计算机自动搜索得到边坡的破坏面。采用强度折减法对渗流作用下边坡的安全系数的上限解进行计算,并得到边坡的极限破坏模式,计算结果表明:稳定系数随边坡高度、边坡角度、水位位置h/H的增大而减小;随着坡高的增大,边坡破坏范围逐渐增大;当β=30°时,土坡的极限破坏面不经过坡趾,随着坡角的逐渐增大,边坡的极限破坏面通过坡趾;不同水位位置条件下边坡的破坏模式形态基本相同。通过与前人研究成果的对比,验证了本文方法的有效性,并将本文成果应用到实际工程中,取得了良好的效果,可为同类工程提供参考。     

三维强度折减法在边坡抗滑稳定分析中的应用

针对黄金坪水电站进水口边坡1570m高程以上潜在不稳定块体,在对强度折减法适用性进行验证的基础上,采用三维强度折减法进行了稳定性分析．研究结果表明：该块体三维效应明显,主要表现在侧边界的阻滑作用．在实际工程中,对于三维效应明显的边坡,可以适当考虑边坡的三维效应,从而保证支护措施的经济合理．     

考虑水力效应的裂缝边坡稳定性非线性能耗分析

现有考虑水力效应的裂缝边坡稳定性分析大多基于线性破坏准则,而岩土体破坏往往呈现非线性特征,因此开展水力效应影响下的裂缝边坡稳定性非线性极限上限分析具有重要意义。基于极限分析上限定理及强度折减技术,结合“外切线法”非线性破坏准则,构建坡顶含竖直裂缝的边坡对数螺旋线破坏模式,根据虚功原理推导出裂缝边坡安全系数解析式,通过MATLAB优化计算,结合边坡工程实例探讨了典型因素对裂缝边坡稳定性、临界裂缝及滑动面位置的影响规律。研究结果表明：随着地下水位h的持续上升,边坡安全系数不断降低,临界裂缝深度逐渐增大且临界裂缝位置逐渐向坡顶缘偏移;非线性系数m明显影响边坡的稳定性,边坡安全系数随着非线性系数的增大显著减小,采用线性破坏准则会高估地下水位变化对边坡稳定性的影响;随着非线性系数的增大,临界裂缝深度随之增大,临界裂缝位置距离坡顶缘越来越远,滑坡体体积逐渐增大;裂缝与坡顶缘距离l_m随着非线性系数m的增大而增大(当m增大0.2时,l_m增大约1 m),且随着裂缝与坡顶缘距离的增大,边坡安全系数无明显变化,临界裂缝深度先逐渐减小后趋于稳定。     

基于双强度折减法的顺层岩质边坡稳定性分析

利用极限平衡法,对顺层岩质边坡进行双强度系数折减分析,提出了折减系数增幅比,根据增幅比确定抗剪强度折减原则,当坡体达到极限状态时确定其极限折减系数。分别以坡体的张拉裂缝深度和充水深度为单一变量,对比分析坡体稳定性发生变化时内摩擦角和黏聚力对其影响程度,最后根据双强度折减分析中极限折减系数定义坡体权重安全系数。研究表明:双强度折减法能够考虑内摩擦角和黏聚力对坡体的影响程度,对顺层岩质坡体进行双参数折减分析,最终定义双参数折减中内摩擦角的折减系数值为坡体安全系数,该结果更符合实际工程,能够为同类问题提供参考。     

边坡开挖支护时序有限元分析

为研究公路改扩建工程边坡稳定性的影响因素, 寻求科学的支护方法, 以柳州至南宁高速K1456+800处左侧改扩建边坡为研究对象, 利用ANSYS建立了有限元数值模型, 选择未及时支护和及时支护2种支护方式, 模拟计算了改扩建工程中6级边坡开挖过程中坡体的剪应变增量及水平、竖向位移增量; 为定量分析2种支护条件下边坡开挖过程中位移及应力的变化趋势, 选取了6个特殊节点进行监测, 主要监测内容包括测点的位移(包括水平位移和竖向位移)以及主应力(包括最大主应力和最小主应力)随开挖时步的变化情况。分析结果表明: 无论是否及时支护, 每步剪应变增量最大值均位于坡脚, 但及时支护时, 分布面积及数值较未及时支护时小, 边坡发生失稳的可能性较低; 随着开挖推进, 水平位移增量先减小后小幅增大, 竖向位移增量先急剧增大后缓慢减小, 及时支护下各测点最终位移较未及时支护情况要小; 未及时支护时最终开挖安全系数接近1.0, 及时支护后每步安全系数均大幅提高, 基本大于1.35。综上所述, 及时支护能够有效减小边坡剪切应力, 限制水平与竖向位移, 降低整体应力水平, 提高边坡安全系数, 显著改善坡体稳定性。      

黄土公路边坡稳定性数值模拟研究

以某高速公路边坡为工程背景,针对开挖后的高堑边坡,运用抗剪强度折减法,结合FLAC3D进行三维数值模拟分析,研究坡体变形破坏的演化规律。研究结果表明：土坡破坏前临界时刻发生最大应变增量处位于土坡最后发生剪切破坏的滑裂面上,且应变增量的等值线即为最危险滑裂面;剪切破坏带是沿实际滑裂面基本对称的带状区域,其应变增量由带状中心向两侧逐渐减小,而且剪切破坏带中心位置自坡脚处向上应变增量值逐渐减小,土体剪切破坏是从坡脚处向上逐渐发展并最终贯通为整个滑裂面。     

基于熵权-灰关联法的岩质开挖边坡安全评价模型

根据边坡稳定性评价体系, 选取边坡岩体质量评分、边坡开挖方法调整系数、高度修正系数、结构面调整系数、结构面调整值5个评价指标反映边坡的整体稳定性, 并作为安全评价模型的序列变量; 建立了熵权-灰关联安全评价模型, 将目标边坡作为系统特征序列, 12处岩质边坡作为相关因素序列, 评价了京沪高速改扩建工程沿线典型岩质边坡的安全性, 并提出工程建议; 采用FLAC3D仿真软件, 分析了不同阶段机械开挖和不同炮孔处静力爆破条件下边坡的稳定性变化规律, 以验证安全评价模型的准确性。分析结果表明: 边坡稳定性评价指标可较好地反映边坡的稳定性特征; 熵权-灰关联安全评价模型充分发挥了灰关联法在小样本数据分析的优点, 且由熵权法计算的指标权重改善了传统灰关联分析中由专家打分或平均赋权的缺陷, 使评价结果更加客观; 三级边坡和一级边坡的开挖使边坡K593+260~K593+555的安全系数分别降至1.01和1.00, 和上一级边坡相比降幅分别为34.8%、9.1%, 说明缓倾顺层岩质边坡的开挖会使岩层沿结构面滑动, 使边坡失稳; 瞬时动荷载和荷载积累效应控制静力爆破条件下边坡的稳定性, 瞬时动荷载的出现使边坡安全系数下降了7.7%, 荷载积累效应的消散使安全系数平均回升3.6%, 说明爆破对边坡的松动作用明显, 荷载积累的消散使边坡的稳定性提升。      

基于有限元强度折减法的地震区三维边坡稳定性分析

结合工程实例,采用有限元强度折减法对地震区三维边坡进行静力和拟静力分析,探讨了该方法的基本原理、屈服准则和失稳判据等。在采用有限元软件ANSYS求得三维边坡安全系数的基础上,对边坡的稳定性进行了评价;同时与传统极限平衡方法、二维有限元法所得的安全系数进行对比。结果表明:有限元强度折减法应用于地震区三维边坡稳定性分析是可行的。     

复杂空间形态边坡的稳定性分析

为合理评价复杂空间形态边坡的稳定性,基于边坡的三维点安全系数,利用三维数值模拟,提出了边坡稳定性的三步点安全系数计算方法.首先,采用强度折减法降低边坡体的抗剪强度指标,使边坡处于临界状态或者大变形状态,计算边坡临界状态的位移场;其次,设置实际的边坡岩土体物理力学参数,计算当前状态应力场;最后,综合临界状态位移场和当前状态应力场,计算边坡的点安全系数.将此方法应用于贵州贞丰煤电厂运煤道路高边坡工程,计算结果表明:未加固边坡的整体安全系数虽大于设计值1.35,但坡脚局部稳定性系数小于设计值;按照点安全系数分布规律对该高边坡的下部两级边坡采用锚杆加固,确定坡脚锚杆加固的范围为下部两级边坡,锚杆加固深度为坡面以下8 m,锚杆间距为2.0 m,锚杆直径为25 mm,锚杆加固后,边坡的局部稳定性得到显著改善,坡体点安全系数均大于1.35.      

岩质边坡静动力稳定性分析

提出了有限元强度折减法在岩质边坡静动力稳定性分析中的失稳判据,结合岩质高边坡,用有限元强度折减法分析了边坡在静动力作用下的稳定性,求得安全系数与用简化B ishop法和拟静力法求得结果相差不大,证明有限元强度折减法在岩质高边坡稳定性分析中的可行性。     

基于强度折减法的高烈度地震区边坡稳定性分析

将边坡安全稳定系数作为岩土体参数的折减系数对岩土体参数进行折减,采用有限元软件ANSYS进行动力分析,求得地震作用过程中边坡稳定性系数;通过边坡断面横向加速度位移时程曲线研究了高边坡的动力特性;结合工程算例,分析了高边坡在地震条件下的失稳破坏机理,验证了强度折减动力分析法的可行性.研究表明:强度折减动力分析法能直接评价...     

基于空间效应的弃渣场边坡稳定性方法探讨

弃渣场常见于基础设施的建设过程中,影响其边坡稳定的因素众多,其中坡面凹凸形态、滑体端部效应以及坡体走向等空间效应因素对边坡稳定性的影响尤为显著. 为了研究坡体走向对边坡稳定性的影响,针对走向为折线形（弃渣场上下区域走向存在夹角）的某核电厂弃渣场,探讨了其边坡稳定性分析方法. 通过现场地质调查和区域划分,借助ANSYS建立三维模型,利用FLAC3D强度折减法分析稳定性和潜在破坏机制,以此研究弃渣场走向夹角对其潜在破坏机制的影响,最后提出考虑走向夹角因素的不平衡推力法,并展开走向夹角和边坡倾角对弃渣场边坡稳定性影响的分析. 研究结果表明:走向夹角影响弃渣场边坡应力场的分布形式和力的传递能力,走向夹角越大其稳定性越好,走向夹角超过60° 时边坡安全系数明显提高;坡顶区域倾角越大,坡脚区域倾角越小时,其安全系数提升幅度随走向夹角的增大而显著提高. 研究成果可为类似折线形走向边坡的稳定性分析和治理设计提供参考.      

顺层岩质路堑边坡稳定性数值极限分析

针对顺层岩质路堑边坡稳定的关键影响因素,采用有限元强度折减法,研究了边坡高度、坡顶堆载及工程防护对具一组贯通软弱结构面的顺层岩质边坡模型稳定性的影响,并与传统极限平衡法进行了对比验证。研究结果表明:边坡坡度大于岩层倾角时对稳定不利,安全系数随边坡高度增加而降低;坡顶堆载时,安全系数的降低取决于荷载和贯通塑性区的相对位置;挡土墙或锚杆通过对塑性区贯通带的阻截使塑性区转移到其他更薄弱的结构面,从而提高安全系数,塑性区贯通带的转移去向取决于初始支撑强度;基于Drucker-Prager屈服准则的安全系数有限元计算结果比基于莫尔-库仑准则的传统极限平衡法计算结果平均高出约22%,与郑颖人等约为25%的研究成果非常接近,说明有限元强度折减法可行。