基于最小势能原理的路基稳定性分析方法

文中提出一种路基稳定性分析的新方法:不需条块划分,依据平衡体系势能变化最小原理,从整个边坡的势能变化求得一个满足势能的最小位移,并得到滑面上的法向力和极限抗滑力,然后通过力的平衡方程,直接求得安全系数,最后通过实例验证了方法的合理性.     

水位升降和流水淘蚀对临河路基边坡稳定性的影响

临坡河流水位、坡体裂隙水压和流水对边坡坡趾的淘蚀作用是引起临河路基边坡失稳的重要因素。基于极限平衡理论,推导了多影响因素条件下临河路基边坡抗滑稳定性安全系数的无量纲表达式,重点分析了临河水位条件、坡体内裂隙水压力和流水淘蚀作用对临河路基边坡稳定性的影响。算例分析表明:水位突降、坡顶张拉裂缝积水、裂隙渗流效应、滑面出流缝被堵塞、流水淘蚀作用不利于临河路基边坡抗滑稳定性;而边坡抗滑稳定性系数则随着临坡河流水位上升先减小后增大,高水位对提高边坡抗滑稳定性有积极作用,河流水位下降对边坡抗滑稳定性的影响则恰恰相反。以上因素也是导致山区临河路基在雨季发生失稳的重要原因。     

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。     

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。     

水位下降对沿河路基边坡稳定性的影响分析

基于ABAQUS流固耦合理论，采用有限元法数值求解水位下降过程中坡体内的动态浸润线，研究水位下降过程中路基边坡稳定性的变化。结果表明:随着水位的下降，路基的稳定安全系数先减小后增大，即下降过程中存在危险水位，且水位降速越快、路基填料渗透性越差、危险水位越低，动水压力对路基边坡稳定性的影响越大。     

Slide软件在库岸边坡路基稳定性研究中的运用

以库岸边坡路基修建为研究对象,建立库区二维边坡模型,基于Slide软件采用Bishop法和Janbu法对边坡的破坏范围及滑裂面安全系数进行模拟计算,同时建立无水模型对比分析研究水对边坡稳定性的影响。结果表明Janbu法对该模型的计算更接近实际情况,由于边坡地层主要为板岩,滑裂面切割深度较浅,破坏后二次计算显示路基的稳定性满足设计要求。     

复杂工况边坡稳定分析的LEM法与FEM法对比

基于有限元(FEM)程序PLAXIS及极限平衡(LEM)分析程序STAB,对比FEM法和LEM法在水位骤降、双层不排水粘性土边坡及坡顶裂缝等复杂工况下土质边坡稳定性分析结果的异同。结果表明:两种方法对于复杂工况边坡安全系数及滑裂面位置揭示等方面均存在一定差异,尤以坡顶开裂时差异较为显著;相对于LEM法,FEM法在表征边坡失稳发展过程更具优势,对边坡工况变化更为敏感。边坡工况应是稳定分析方法及计算软件选择的重要依据,而结合边坡具体工况,综合运用多种方法分析其稳定性,结果将更为合理、可靠。     

边坡渐进破坏理论在陈家岭滑坡治理中的应用

边坡稳定性分析长期以来采用的是极限状态理论,近来一种新的稳定性分析方法 (边坡渐进破坏稳定性分析法)被提出,以陈家岭公路边坡治理为实例,研究了边坡渐进破坏稳定性分析法中的综合下滑力抗滑力法、主推力法、综合位移法和富余位移法在治理中的应用,研究结果表明:主推力法、综合位移法和富余位移法能够应用于工程实践,其中,主推力法、综合位移法和富余位移法分别能对边坡力和变形行为进行描述,综合位移法是对边坡特征的描述,而主推力法与富余位移法是对边坡富余程度的描述,三种稳定系数均随边坡变形的演化而变化,可以描述边坡的渐进演化破坏特征。     

V形冲沟超高路堤稳定性三维效应研究

为分析V形冲沟特有的地形条件对超高路堤稳定性与变形的影响,运用数值计算方法,选取不同的冲沟岸坡坡度、沟底宽度、沟谷纵坡、路基边坡坡度,对V形冲沟超高路堤的安全系数及变形进行了系统分析.结果表明:相同条件下边坡的三维安全系数高于二维安全系数,且均由冲沟岸坡、冲沟宽度尺寸、沟底宽度引起,可将其称为三维效应,而沟谷纵坡坡度和路基边坡坡度引起的三维安全系数和二维安全系数的变化规律一致,不能称为三维效应;与二维柱状滑动面相比,单级边坡和多级边坡三维滑裂面的形状均为三维曲面;研究成果对于V形冲沟超高路堤稳定性的分析和设计方法的完善具有理论和工程应用价值.     

大砬子沟 2 号隧道出口路基边坡稳定性分析

依托大砬子沟 2 号隧道出口段路基边坡工程,运用 midas GTS NX 有限元软件计算模型分析挡土墙+喷锚支护前后应力变化特征以及水平、竖直位移变化特征。结果表明:在自然状态下,采用强度折减法（SRM）计算得出的路基边坡安全系数为 1.11,小于边坡安全系数标准值 1.35,不满足稳定性要求;经削坡和挡土墙+喷锚支护后,边坡X方向最大位移减小为 4 cm;在支护作用下,土体基本保持稳定,经强度折减法计算得出支护后的安全系数为 1.37,符合安全系数标准,可以保证边坡的安全。     

库水位变化对路基边坡稳定性的影响研究

在渗流计算理论与极限平衡方法的基础上,对库水位升降作用下路基边坡的瞬态渗流场与稳定性进行数值模拟与研究。研究结果表明：1）在库水位上升过程中,浸润线位置几乎与库水位的变化“同步”,只存在短时间的“滞后”效应;而在库水位下降过程中,滑坡体内浸润线位置严重滞后于库水位的变化。2）库水位上升期间,路基边坡孔隙水压力增加,安全系数增加,最高库水位（175m）持续期,路基边坡孔隙水压力增加,安全系数缓慢降低;库水位下降期间,路基边坡孔隙水压力降低,安全系数迅速降低,最低库水位（145m）持续期,路基边坡孔隙水压力降低。安全系数缓慢增加。     

复杂地质条件下桥梁临水岸坡稳定性研究

以剑河至黎平高速公路清水江特大桥黎平岸岸坡为研究对象,基于地质条件建立计算模型,运用刚体极限平衡法对拱座前缘临水岸坡的整体稳定性进行计算分析,对拱桥荷载作用下岸坡的附加变形采用数值分析,运用离散元法计算了拱座基坑边坡的稳定性。稳定性分析充分考虑了岸坡自重、桥梁荷载、暴雨、地震工况、校核洪水位、最高蓄水位、死水位以及库水极端骤升骤降速率下的不利工况。结果表明:(1)主跨248米黎平岸拱座前缘临水岸坡,在死水位、库水极端骤升骤降速率条件下,其岸坡整体稳定性系数不满足安全系数控制标准;(2)黎平岸拱座基础采用桩基后,在桥梁荷载作用下的岸坡附加位移矢量最大为3. 6mm,临水岸坡不会因桥梁荷载产生大变形而发生整体破坏;(3)拱座基坑后边坡按照设计坡率及加固防护后,其边坡稳定性满足安全系数控制标准。     

益阳某富水路基边坡稳定性分析

基于FLAC3D数值模拟，对益阳鱼形山水库周边浸水路基边坡在天然状态、普通植被混凝土状态以及六角砖支护下边坡变形情况进行了对比分析，发现该路基边坡虽在常水位下处于稳定状态，但在内涝时期边坡安全系数过小，有发生滑坡坍塌的危险；在采用六角砖防护时，安全系数有一定幅度的增加，坡体内浸润线均有效降低，并小于内涝水位。     

基于非线性规划的边坡稳定性分析条分法研究

针对边坡稳定问题,将边坡滑体划分为竖直条块或斜条块,将条块底面的作用力(包括法向力、剪切力)以及条块间的作用力(包括法向力、剪切力)作为未知变量,以边坡的稳定安全系数作为目标函数,结合条块的平衡方程、条块底滑面的屈服条件、条间接触面的屈服条件等约束条件,建立边坡稳定性分析的非线性数学规划模型,并使用优化算法求解全局最优的最大稳定安全系数。使用所提出的方法计算得到边坡安全系数具有下限解的性质。     

某典型路堑边坡稳定性及影响因素分析

对某典型路堑边坡的稳定性进行分析与计算,为类似路堑边坡稳定性计算提供参考。对比分析发现该路堑自然边坡稳定,计算安全系数大于1.2;瑞典条分法比Bishop法及Spencer法偏保守,Bishop法与Spencer法所得边坡安全系数非常接近;边坡安全系数随坡体内摩擦角和粘聚力的增大而呈线性增长。     

基于矢量和法安全系数的边坡稳定性评价

以边坡的整体稳定性为研究对象,基于矢量和法安全系数k（θ）的边坡稳定性分析,首先确定安全系数的计算方向,在该方向上抗滑力与滑动力比值即为安全系数。该方法评价边坡稳定性时不需引入过多的假设,以显式格式求解,计算过程简便。利用ANSYS软件进行二次开发,利用矢量和法安全系数求解ACADS两道标准考题EX1(a)和EX1(c),得到与考题标准答案非常接近的结果,较边坡计算软件Geo-slope计算结果要小（误差在3 %以内）,证明了采用矢量和法安全系数评价边坡稳定性是可行的。     

带节理的边坡非线性有限元分析

公路工程建设过程中,形成了大量的边坡工程,其边坡的稳定性对公路工程安全性是至关重要的.针对目前评价公路工程的边坡稳定性大多只用比较粗略的刚体极限平衡法,采用荷载转换的非线性迭代计算方法,用迭代解模拟边坡节理真实的应力-变形特性,通过非线性有限元法计算分析湖南省竹山坳公路滑坡在不同工况下的应力、位移,并得到其应力、位移矢量图及应力、位移等值线图,进而根据应力、位移特征和应力-应变变化过程分析滑坡稳定条件,计算滑坡沿滑面的整体抗滑稳定安全系数,研究滑坡的稳定性.为治理滑坡提供了正确的处理方法和可靠依据.     

水位升降对沿湖路基边坡渗流特征及稳定性影响的数值模拟

为了研究水位升降对沿湖路基边坡渗流场及稳定性的影响,基于饱和-非饱和渗流与非饱和抗剪强度理论对算例路基边坡在设计水位升降方案条件下的孔隙水压力、体积含水率、浸润线变化规律进行了分析,并在此基础上研究水位升降对其稳定性的影响。研究表明:对水位升降条件下路基边坡渗流场进行正确分析是进行稳定性研究的先决条件;水位上升将引起路基坡面深度一定范围内的孔隙水压力增大,在入渗影响范围内,基质吸力逐渐降低甚至消失。水位下降后,由于水体的渗出,湖水位面以上的路基土体孔隙水压力降低,路基含水率与孔隙水压力具有相似的变化特征;路基浸润线在水位升降过程中变化明显;水位升降过程引起的路基边坡安全系数的变化表现为迅速增大、缓慢降低、加速减小、缓慢增大4个阶段。     

边坡坡形对公路土质边坡稳定性影响分析

影响公路土质边坡稳定性的坡形要素主要为坡度、坡高和断面几何形状,文章根据国内外理论研究和公路路基设计规范将每个坡形要素分为若干个水平标准,基于Flac3D建立三维公路边坡模型,讨论三维模型建模尺寸等问题,采用强度折减法计算边坡安全系数,并通过观察塑性区贯通以及边坡整体位移情况分析不同坡形要素与边坡稳定性的变化关系。结果表明:土质边坡稳定性随着坡度的增大、坡高的增大而逐渐减小;当边坡坡高大于8m后需要对其进行分级处理,稳定性随着分级台阶宽度的增大、分级坡率的放缓呈现不同程度的增大。     

库区浸水路堤稳定性计算方法分析

为完善库区浸水路堤稳定性的设计方法,基于简化Bishop法和渗流力学中流网的性质,推导出考虑动水压力作用下的简化Bishop计算方法。通过工程实例,分别采用文中方法、考虑动水压力的瑞典法和理正设计软件法三种方法计算,并进行对比分析。结果表明:文中方法与理正设计软件法较为接近,而瑞典法安全系数偏小。采用文中方法评价库区浸水路基稳定性是合理可行的,可供工程设计部门参考。