二级岩质边坡稳定性的非线性上限解

岩土体强度具有明显的非线性特性,采用非线性的岩体强度准则对岩质边坡的稳定性评价具有重要的应用价值。以Hoek-Brown破坏准则描述岩体的强度特性,采用等效切线法获得该破坏准则的等效粘聚力和等效内摩擦角,以用于岩质边坡稳定性计算。此外,采用地震作用系数考虑水平地震力的影响,推导出二级岩质边坡的稳定性系数表达式和安全系数方程。在此基础上,运用数值优化方法,计算最优的临界解。通过对比分析,第一级边坡坡角越小,地震作用系数增大使边坡稳定性降低的程度越明显。综合考虑边坡安全性和工程量,优化了台阶边坡的设计方案,取得良好的应用效果。     

施工荷载作用下岩质边坡稳定性及影响因素研究

文中基于Hoek-Brown破坏准则,通过数值计算揭示岩质边坡开挖过程中的变形规律及其影响因素.结果表明,完整岩质边坡在开挖过程中整体失稳风险较小,但局部呈现明显凸起趋势;其中开挖间隔时间的不同对边坡局部变形有一定影响,而锚固结构对局部变形和整体稳定性均有较为明显的影响.     

基于广义 Hoe k-Brown准则的节理软岩边坡稳定性区间分析

岩体力学参数的选取对岩土工程稳定性分析至关重要,但受地质因素的不确定性及人员的主观性,参数的选取较大程度影响到边坡稳定性评价的合理性。基于此,将区间理论引入到参数的取值及稳定性分析的过程中,使所求得的稳定性系数为一阈值,区间值可表示出岩体力学参数与边坡安全系数的可能变动范围,比选用定值计算分析合理一些。同时文中采用节理特征系数 Jc与岩块体积数 Vb的数学表达式共同量化地质强度指标 GSI的取值,比选用 Sonmez．H的表格量化 GSI法更具有客观性。以湖南省永吉高速某节理型软岩边坡为工程实例,验证了采用基于广义 Hoek-Brown准则的岩质边坡稳定区间分析的便捷性、可行性和稳健性。     

节理岩质边坡稳定性数值模拟分析

将通用有限差分法与强度折减法结合,对含结构面的岩质边坡稳定性进行了分析。通过对节理岩质边坡的块体单元和接触面单元的强度参数进行折减,当模型失稳时,其折减系数就是边坡的安全系数。由对应的边坡块体的速度矢量可以确定滑动面和边坡的破坏形态。通过与传统的极限平衡法的结果比较,表明基于有限差分的强度折减法是一种可靠、有效的方法,为节理岩质边坡的滑动面确定与安全系数计算开辟了新途径。     

公路岩质边坡稳定性评价的能量法研究

针对公路岩质边坡稳定性分析评价问题,根据能量法原理和塑性极限分析上限定理,建立了岩质边坡平面滑动的屈服机构.在刚塑性假定条件下,视岩质边坡的滑体为刚体,没有内能耗散,视滑面为塑性区,能量耗散主要集中在滑面上,根据能量法可以得到简化后的虚功率方程.综合考虑作用在岩质边坡上的后缘裂缝静水压力、沿滑面扬压力、重力、水平地震惯性力、锚固力等外力,按照强度折减法,推导得出了公路岩质边坡稳定性评价的能量法上限解.通过典型算例,将能量法上限解和刚体极限平衡法稳定系数计算结果进行了对比分析.     

岩质高切坡预应力锚索超前支护研究

采用极限分析上限定理研究了遵循Hoek-Brown强度准则岩质高切坡超前支护问题。首先研究了无支护岩质高切坡的稳定性,给出了无支护岩质高切坡稳定计算方法。其次,分析了预应力锚索超前支护岩质高切坡的力学机制,推导了相关计算公式和预加固荷载确定方法;最后分析了加固岩质高切坡在地震荷载下的临界屈服加速度及其永久位移,揭示了开挖方式、强度参数对预应力锚索加固岩质高切坡的影响。     

广义Hoek-Brown准则参数对岩体强度影响的敏感性分析

Hoek-Brown准则具有直观快捷判别岩体强度、考虑非线性破坏及解释低应力、拉应力区及最小主应力对强度的影响等优点,因而在岩体工程中得到了广泛的应用.但Hoek-Brown准则参数的选取受观察判断者的主观因素影响较大,从而引起与工程实际不符甚至错误.基于此,该文以辽宁省福胜屯隧道为例,对Hoek-Brown准则参数对岩体强度指标的影响进行敏感性分析,得出Hoek-Brown准则中参数mi、GSI、D、σci对岩体强度指标c、φ、抗拉强度、抗压强度及弹性模量的影响规律,以期能为在岩体工程中有的放矢地对Hoek-Brown准则参数进行细部量化提供一定的技术指导.     

用遗传算法计算非线性功能函数的可靠度

基于可靠度指标的几何涵义,介绍了遗传算法在岩土工程可靠度分析中的实现过程。应用遗传算法对三维岩体强度Hoek-Brown准则进行了可靠度分析,并用蒙特卡罗法(M-C)法进行了检验。结果表明:遗传算法由于其全局优化的特性,使得它在高次非线性和复杂功能函数的可靠度计算方法比其它方法具有更好的性能。     

甘肃某公路高边坡稳定性研究

基于有限元(FEM)强度折减法计算出边坡潜在滑面的位置和稳定系数,并与极限平衡法计算结果做比较.从而对甘肃某公路高边坡稳定性进行研究.结果表明,有限元强度折减法与传统极限平衡法计算的稳定性系数很接近,增强了计算结果的可靠性.     

基于非线性Barton-Bandis准则的岩质边坡可靠度研究

岩质边坡稳定性分析是岩土工程研究领域的热点问题之一,采用线性Mohr-Coulomb破坏准则和确定性分析方法研究岩质边坡稳定性存在一定的局限性。基于Hoek和Bray提出的典型平面岩质边坡破坏模式,采用Barton-Bandis非线性破坏准则,考虑岩质边坡滑动过程静力平衡条件,推导出岩质边坡安全系数表达式,并结合可靠度理论,通过MATLAB编程优化计算得到岩质边坡可靠度指标。算例分析结果表明:可靠度理论与数值模拟的计算结果吻合良好,证明本研究方法的可行性和有效性;Barton-Bandis非线性破坏准则中摩擦角φ_b、结构面粗糙系数JRC和结构面有效抗压系数JCS对岩质边坡稳定性有着显著影响,且岩质边坡稳定性随着φ_b,JRC和JCS的增加而提升;随机变量参数φ_b,JRC和JCS对岩质边坡稳定性影响程度不一,其中φ_b和JRC对岩质边坡稳定性的影响较为显著,而JCS对岩质边坡稳定性的影响相对较小;岩质边坡稳定性随着φ_b,JRC和JCS变异系数的增加而降低;后缘裂缝地下水位上升,岩质边坡的失效概率显著增大,坡体内部应该设置完善的排水系统。     

红砂岩顺层岩质边坡开挖变形特性分析

红砂岩顺层岩体边坡由于胶结物质和风化程度的差异,其强度的变化较大,在开挖卸载、自重应力、爆破震动等作用下,极易发生变形破坏,影响边坡的施工进度。因此研究红砂岩顺层岩质边坡开挖变形特性十分有必要。以垄茶高速公路典型路堑边坡为依托,分析了红砂岩的物理力学性质,采用ADINA有限元软件计算开挖变形位移,将计算结果与开挖变形监测结果进行对比分析,所得计算位移量与实测位移量基本一致,验证了用ADINA中的Mohr-Coulomb材料模型计算红砂岩顺倾岩质边坡开挖变形位移的可靠性。     

基于非线性Barton-Bandis准则节理软岩边坡锚杆加固研究

采用Barton-Bandis准则可简便获取岩体的力学参数并能较好地反映节理岩体力学性质的非线性。通过回弹法量化Barton-Bandis准则参数以及得到等效的Mohr-Coulomb准则参数,并基于极限平衡条分法推导出Barton-Bandis准则下的节理岩质边坡的稳定性分析及锚固设计。通过采用内含Barton-Bandis准则计算程序的软件SLIDE对某节理软岩边坡的稳定性分析及锚固设计,验证了采用Barton-Bandis准则进行节理岩坡分析的可行性与正确性。     

有限元强度折减法在边坡可靠性研究中的应用

将有限元强度折减法（FEM-SSR）应用于边坡的稳定可靠性分析。文中提出了近似Monte Carlo模拟法、联合点估计法（PEM）对边坡进行稳定可靠性分析,得出了相应的稳定系数、可靠性指标和破坏概率,并与传统的基于极限平衡方法的可靠性计算结果进行了对比。结果表明:有限元强度折减法进行边坡稳定可靠性分析,其结果更接近坡体的实际稳定状态,在理论上和工程实践中均显示出一定优势。     

土工格室在高陡岩质边坡防护体系中的应用

基于张季如提出的土工格室稳定分析模型,将其应用于京张高铁坡率为1:0.3的高陡岩质边坡工程中,计算分析了不同坡率和固土深度工况下对土工格室材料强度的要求,并对边坡土工格室表面监测数据进行分析.结果表明:高强度的土工格室可在坡率小于1:1.0的边坡上应用,而对于不同坡率的防护体系,土工格室强度要求尚需通过计算确定.     

基于Newmark-β法的地震作用下顺层岩质边坡可靠度时程分析方法

为了提高传统顺层岩质边坡地震响应的时程分析方法的计算效率,以及在地震作用下边坡动力可靠度评价指标的选取方法中考虑地震随机性的特征,运用Newmark-β法和MATLAB/Simulink工具建立了顺层岩质边坡地震响应的简化计算方法,基于Monte Carlo法进一步给出了安全系数与可靠度时程的计算方法。根据边坡工程技术规范中规定的边坡稳定安全系数最低要求值和实际工程中可接受的边坡最大允许破坏概率,提出了最低安全要求可靠度和最大允许失效可靠度2个新的评价指标,并给出了相应的计算方法。最后,采用2个新的评价指标对地震作用下边坡动力可靠性进行综合评判。结果表明:提出的顺层岩质边坡地震响应简化计算方法合理可行,且具有较高的计算效率和精度;与其他的边坡地震可靠度评价方法相比,该方法采用2个新的评价指标评价地震作用下边坡动力可靠性的方法可靠,其考虑了边坡地震可靠度随机性的特征,且与边坡工程技术规范和实际工程风险相结合,计算结果能更真实地反映地震作用下边坡的安全状况,更具合理性和工程适用性。     

基于强度折减法的高边坡稳定性分析及防治研究

以武汉七军会射击场馆岩质边坡为例,采用赤平投影法判别了边坡可能的破坏模式及采用强度折减法对边坡稳定性进行了评价,根据稳定性计算结果提出了抗滑桩防治工程设计方案,并采用数值模拟法对边坡防治效果进行了评价。结果表明,治理后边坡稳定性显著增强,防治效果显著。     

某断层破碎带致灾滑坡的变形机理分析与治理探讨

随着越来越多的高速公路在山区的建设,不可避免遇到大量的不良地质,尤其在受区域性的褶断带改造的岩体中开挖边坡,极易诱发工程滑坡,滑坡产生的速度快、规模大。以在某高速公路建设的边坡施工中修建便道及清表时,触发某边坡产生较大规模的滑坡为例,通过地质调查、钻探、物探等工作,查明滑坡区的地质构造、岩土特征等。对较易通过室内剪切试验获得抗剪强度指标的岩土层采用Mohr-Coulomb破坏准则;对不易通过剪切试验获得其抗剪强度指标的岩土层,则采用Hoek-Brown破坏准则对滑坡体开展数值分析。并与现场监测数据、地表滑移特征进行对比,分析滑坡产生破坏变形的机理及主要诱发因素,验证岩土层采用Hoek-Brown破坏准则进行判别的可靠性。并利用反分析的结果,结合路基开挖,通过数据模拟分别采用放坡、排水或加固进行滑坡处治方案的评估,以达到最优的处治目的。     

基于强度折减法的边坡安全系数分析

对具体边坡工程进行了基于强度折减法的有限差分分析,得到了迭代步数突变、计算不收敛、位移最大值突变以及塑性区贯通4种边坡破坏判据下的安全系数。结果显示不同破坏判据下的安全系数略有不同。最后通过基于Sarma法的极限平衡分析验证了强度折减法得到的安全系数的可靠性。     

抗滑桩加固边坡优化探讨

利用FLAC3D的内置fish语言结合其SLOPE组件基于强度折减法对其进行了二次开发,编制了抗滑桩边坡安全系数计算程序。通过典型算例与传统极限平衡法和有限元强度折减法计算的安全系数对比并分析,验证了该法的可靠性。建议单排抗滑桩的布置主要考虑两点:①抗滑桩宜设于边坡坡脚或坡脚至边坡中下部范围;②桩距一般为2.5倍桩径。     

基于层次分析-可拓理论评价岩质岸坡稳定性

为了研究岩质岸坡的安全稳定问题,以云南玉楚高速绿汁江特大桥玉溪岸某岩质岸坡为例,运用层次分析与可拓物元理论相结合的方法,建立边坡稳定性评价物元模型,确定其稳定安全等级。通过层次分析法计算出各评价指标权系数后,结合可拓理论构造出的有序三元组,形成多因素关联度函数,进行模型的物元可拓分析,获取边坡最终的安全分级结果。结果表明：边坡的安全等级为Ⅳ级,处于不稳定状态。同时,运用FLAC3D有限差分软件对边坡进行数值计算,得出安全系数Fs=0.98,为不稳定边坡。两种方法的分析结果一致,进而论证了层次分析-可拓理论评价模型的可靠性,也为岩质岸坡的稳定性评价提供了一种新的决策方法。