边坡可靠性指标及敏感性因素分析

我国铁路规范拟从容许应力设计方法转轨采用极限状态法。论文的研究内容为铁路规范的转轨提供了部分研究结果,首先推导了路堑边坡极限状态方程及可靠度指标的计算公式,然后采用JC法,计算了边坡的可靠指标,基本正态分布在2.5左右,取可靠度指标为2.5,失效概率为0.62%。然后计算分析了土性参数中γ值、c值与φ值的变异性对可靠指标的影响,其中γ值和列车荷载的变异性对可靠指标的影响不大,c值与φ值的变异性对可靠指标的影响较大。     

基于强度折减法的重载铁路路基边坡稳定性三维模型分析

既有线开行大轴重列车是发展重载铁路的重要途径,但提高轴重会影响路基边坡的稳定性。将强度折减法应用于重载铁路路基边坡稳定性的三维分析,并与传统极限平衡法和二维强度折减法计算结果进行了对比,表明基于强度折减法的重载铁路路基边坡稳定性三维有限元分析是可行的。采用三维强度折减法分析了列车轴重对路基边坡稳定性的影响,结果表明在既有线上开行大轴重列车将降低路基边坡的稳定性,应事先对薄弱路段进行加固,以保证行车安全。     

基于可靠度方法的既有铁路边坡稳定性分析

研究目的:在山区既有铁路沿线进行工程项目建设时,常常会影响原有边坡的稳定性,甚至形成工程滑坡,因此合理评价边坡稳定性是保证既有铁路安全运营的重要前提。本文建立了结合有限元强度折减法和点估计法的边坡可靠度分析方法,并以修建厂房开挖坡脚引起的既有线隧道口边坡失稳为例进行系统分析。研究结论:(1)基于可靠度理论的边坡稳定性评价方法,能较全面地反映岩土参数的空间离散性、时间变异性等不确定性因素的影响,分析结果更为符合工程实际;(2)将有限元强度折减法与点估计法相结合,用于既有铁路边坡稳定性的可靠度分析,克服了传统的安全系数法的缺点,可较为全面地反映岩土体参数变异性对边坡稳定性的影响;(3)计算结果与Monte-Carlo法计算结果基本一致,但计算过程较为简单,因此工程实用性较好,可为类似工程提供借鉴。     

滑坡稳定性的可靠性分析方法

本文根据可靠性理论,对滑坡中三指γ、c、标值的波动范围对滑坡稳定性的影响采用了可靠度分析方法,提出了滑坡滑动破坏概率的计算方法。为滑坡可靠度设计提供了一定的理论依据。     

基于IDEPSO-SS的多工况转向架构架可靠性分析

基于子集模拟(Subset Simulation,SS)方法求解结构失效概率,再采用改进差分进化粒子群算法(IDEPSO)优化每层样本个数和初始条件概率,以获得单工况下结构最优失效概率,并结合几何分析确定联合失效概率,计算多工况下结构失效概率,确定最优失效次序。以某型转向架构架为研究对象,先采用SS方法建立构架各工况下每层样本个数和初始条件概率关于结构失效概率的响应面代理模型;再采用IDEPSO算法计算各工况下每层样本个数和初始条件概率的最优值,计算构架单工况下最优失效概率;最后,采用几何分析确定多工况下的联合失效概率,并结合二阶窄边界法和最优准则获得构架多工况下最优可靠度和最优失效次序。结果表明:基于IDEPSO-SS获得的单工况构架最优失效概率,在保证计算精度的同时,较传统方法计算效率提高了96%;最优失效次序下构架的多工况失效概率高于传统方法,提高了多工况转向架构架可靠性分析的准确性。     

边坡稳定可靠性分析程序研制

研制了一个具有四大功能的边坡稳定可靠度分析系统.可以对基本随机变量异常值进行剔除和从7种常用的分布函数中选出最优的拟合函数.介绍了验算点计算过程,研究了基于稳定性系数计算式为隐函数的边坡滑动模式的响应面可靠度计算方法.将各模块功能集成系统后,对系统分析结果的准确性进行了验证.作为系统部分功能的展示,分析了某边坡工程最终可靠度对基本参数的变异性和相关性的敏感性.研究结果表明,本系统具有工程实用价值和理论意义.     

边坡稳定安全系数影响因素的探讨

边坡稳定安全系数的确定受多方面因素的影响。在工程实践中大多采用基于各种假定条件的简化计算方法进行安全系数的计算 ;另外 ,在实际工程中土工参数存在一定的变异性 ,也将影响安全系数的计算结果。文章主要讨论了不同的计算方法及参数变异对边坡安全系数的影响。     

基于Monte-Carlo模拟的余王扁边坡可靠性分析

介绍了Monte-Carlo法的基本原理,以西安市雁塔区余王扁黄土高边坡为例,应用岩土工程和岩土环境模拟计算仿真软件Geostudio-slope/w,采用摩根斯坦—普拉斯法(Morgenstern-Price)边坡稳定性分析方法,对该边坡不同工况下的可靠性及稳定性进行分析,得出了相应工况的稳定系数、可靠性指标和破坏概率,计算结果与实际相吻合,从而实现了Geostudio软件与蒙特卡罗法的结合,也为黄土高边坡可靠性分析提供了参考.     

基于区间理论的桥涵墩台基础可靠性分析

根据墩台基础结构力学参数取值的区间性特征,引入区间分析理论,视墩台基础结构力学参数为区间变量,在确定墩台基础稳定可靠性分析的合理功能函数基础上,建立基于区间理论的墩台基础结构稳定非概率可靠性计算模型;针对区间运算结果扩张问题,引入改进的区间截断法,建立墩台基础稳定性非概率可靠性分析的区间运算方法,采用改进的一维优化算法计算墩台基础稳定非概率可靠度指标,进而建立基于区间理论的墩台基础稳定性非概率可靠性分析方法;将非概率可靠性分析方法应用于工程实例,计算结果验证方法的合理性与可行性。探讨结构力学参数变异性对墩台基础稳定性非概率可靠度指标的影响规律,具有一定的工程参考价值。     

基于极限分析有限元与强度折减法的边坡稳定性分析方法

采用极限分析有限元结合强度折减理论对边坡稳定性进行研究,定义无量纲参数P并将所得边坡安全系数作为判定边坡是否失稳的依据,将计算所得安全系数与已有文献结果进行比较验证,验证结果表明所采用方法能够更好地评估边坡稳定性。对不同参数影响下的边坡稳定性进行分析,讨论了摩擦角对边坡失稳破坏模式的影响。研究结果表明:所采用方法求得的安全系数上下限差值小于1%,可以用上下限的平均值来评估边坡安全系数;边坡坡脚、摩擦角和P对边坡稳定性均有很大的影响。     

c,φ相关性对边坡整体稳定性的影响

在边坡的Bishop条分法的基础上，令安全系数F=1，得到相应的极限状态方程。然后根据结构可靠度原理的JC法，将土的抗剪强度指标看作随机变量，推导出Bishop条分法的可靠度指标的计算公式。对土层剖面引入随机场模型，把土的抗剪强度指标c，φ的点变异性和空间变异性联系起来。各层c，φ均具有空间自相关性。对于互相关性，假定同一土层内c，φ有互相关性，土层与土层之间c，φ无互相关性的。结合一数值算例分析了c，φ的自相关性和互相关性对可靠度指标的影响。为了方便，只计算了按安全系数法搜索最危险滑动面上的可靠度指标?数值结果表明：c，φ的自相关性与互相关性对边坡整体稳定可靠度指标的影响是显著的；应用JC法研究Bishop条分边坡的整体稳定时，可靠度指标有时也会不收敛。     

边坡稳定分析中岩土参数置信水平取值探讨

岩土工程勘察规范统一使用95%保证率单侧置信下限值作为土体强度指标标准值,用于补偿小样本抽样带来的安全风险,但在变异性较大时可能造成过盈估计。基于均值相同的小、中、大变异水平强度参数总体,采用固定容量的小样本多批次随机抽样方法,构建不同保证率的c和φ标准值分布空间,分析与之映射的均质土坡安全系数结果空间的分布特征,讨论等安全系数原则下参数保证率与土体变异水平的内在关系。研究结果表明:安全系数的离散程度与土体变异性和参数置信水平均呈正相关,采用95%置信水平统一值将导致对变异性较大土体的边坡安全程度估计过低;以安全系数结果空间的分位值相等为控制条件,提出土体变异性增大可相应降低参数置信水平的建议。     

铁路边坡工程岩土力学参数敏感性分析

基于可靠性理论,结合某边坡工程设计资料,采用分位值法对稳定性可靠度指标β进行计算,同时采用单变量分析方法,分别计算并分析了岩土抗剪强度参数对β值的影响程度。分析表明,抗剪强度参数对β值的影响非常显著,在采用极限状态设计方法时,应重点关注这一情况,采取切实可行的方法保证其准确性。     

求解三维边坡安全系数的最小势能法研究

为有效评价岩土体的稳定性,运用最小势能法进行三维边坡的稳定性分析。通过引入土弹簧模型、依据滑体整体静力平衡方程,计算滑体系统的弹性压缩势能以及剪切势能。基于物体在自重作用下沿斜面运动规律,确定微面下滑方向,将整个滑体的潜在运动方向视为微面滑动方向的矢量和。将边坡的安全系数定义为沿着滑动方向得到的抗滑力与下滑力的比值。为验证文中计算方法的合理性,计算了一个经典算例的安全系数。研究结果表明:文中计算方法得到的解答与其他算法的相对误差在10%范围内,表明文中计算方法可用于三维边坡的稳定性分析;随着土体抗剪强度指标的增大,边坡的安全系数呈现线性增大的趋势;当三维滑体的横向尺寸与纵向尺寸之比大于5时,可以将三维边坡的稳定性分析视为平面应变问题处理。     

宝成铁路巨亭滑坡稳定性三维极限平衡分析

以宝成铁路K237＋100~K237＋372.5巨亭滑坡为例,综合考虑滑动方向、地下水、地震等因素,采用三维极限平衡方法计算得到了滑坡在几种工况下的稳定系数。与二维计算结果相比,三维极限平衡方法计算得到的稳定系数有了明显的提高,使得对边坡稳定性评价更加科学、合理。在对滑坡稳定系数计算的基础上,提出了对滑坡治理方案的建议...     

开挖边坡稳定性分析及变形破坏机理研究

为研究开挖边坡稳定性及其变形破坏机理,选取典型开挖边坡工程实例,在调研工程区域地质条件的基础上,研究了开挖边坡特征、边坡病害发生情况、边坡破坏类型及破坏机理,获取边坡工程灾害的发生机制及边坡失稳破坏规律。基于赤平极射投影法,对边坡危险优势节理组特征以及优势节理组、边坡面产状进行分析,得到边坡潜在的破坏模式。采用极限平衡理论,对边坡的稳定性及变形破坏机理展开研究,并运用Flac3D有限元法对开挖边坡稳定性计算结果进行验算。研究结果表明:采用理论计算、定性分析、数值计算相结合的手段,能够得到边坡稳定性分析较为满意的结果,从而可以为边坡的支护提供支撑及依据。     

高速公路填砂路基边坡稳定性分析

研究目的：为解决优质路基填料日益匮乏的难题，填砂路基在我国冲积平原缺土富砂地区高等级公路建设中受到重视，其边坡稳定性是填砂路基设计与施工的控制要素之一。基于剪切强度折减法，就影响填砂路基边坡稳定性的各设计参数进行敏感性分析，提出增强填砂路基边坡稳定性措施，为高速公路建设提供依据。研究结论：剪切强度折减法能合理分析填砂路基的边坡稳定性；填砂与地基、包边土的抗剪强度指标（主要指粘聚力c值）数值大小的匹配关系将直接影响到路堤安全系数值，可采取放缓路堤边坡、加强填砂-包边土界面的施工处理与路堤的压实等办法来提高高速公路填砂路基的边坡稳定性。     

基于FLAC~(3D)路基边坡安全系数影响因素分析

采用FLAC~(3D)软件,建立路基边坡三维数值模型,基于强度折减法对边坡的稳定性进行数值模拟,研究土的黏聚力和内摩擦角对路基边坡稳定性影响。研究结果表明:随着黏聚力或内摩擦角的增加,路基边坡安全系数均线性增加,塑性变形区域逐渐减小。     

基于洞顶岩体应力传递的小型采空区稳定性评价方法研究

浅埋洞穴及小型采空区稳定性受顶板岩体结构强度、侧壁稳定性及上部荷载大小等多种因素影响,在地基稳定性评价中系统考虑这些因素的影响是保证评价结果真实可靠的关键。根据岩溶洞穴及小型采空区等地下空洞的分布特征,采用基于洞顶上方岩体应力传递的力学平衡分析方法进行洞穴稳定性评价,综合考虑空洞侧壁稳定和黏聚力c值的影响,推导临界深度计算公式,探讨了相关参数的取值方法。实例计算分析结果表明,本方法综合考虑洞穴侧壁稳定和黏聚力c值对洞顶稳定性的影响,使计算结果更符合客观实际,适于对浅埋洞穴的地基稳定性评价。     

单侧反包式加筋土路堤准黏聚力原理的合理性

以单侧反包式加筋土路堤为研究对象,基于塑性极限分析上限法并引入土体剪切强度折减系数,考虑拉筋拉断和拔出2种破坏模式,给出了路堤边坡稳定性分析方法,并推导了相关计算公式。在此基础上给出了基于路堤稳定性加筋土等效为纯土体时的准黏聚力计算方法,并采用工程实例分析拉筋极限拉力、拉筋竖向间距、填土内摩擦角、拉筋长度、路堤高度及顶面荷载对准黏聚力的影响。结果表明:拉筋极限拉力、拉筋长度、拉筋间距、填土内摩擦角对准黏聚力的影响相对较大;传统方法与本文方法得到的准黏聚力计算值之比往往大于2;传统方法确定的准黏聚力值易过高估计路堤边坡的稳定性,一般不宜用于路堤边坡稳定性分析。