边坡稳定概率分析程序及应用

研制了一个边坡稳定概率分析系统.该系统具有参数处理、极限状态方程拟合、边坡轮廓和滑动面剖面绘制、基本随机参数敏感性分析4大功能.给出了上述功能的实现方法及简化了的各功能模块程序流程图.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,表明本系统具有工程实用价值.     

基于蒙特卡洛法与极限分析上限法的边坡失效概率分析

边坡稳定性分析中，相比安全系数的确定性分析方法，可靠度方法可考虑系统中岩土参数的随机性，更加符合实际。为获得准确的边坡可靠度解答，采用蒙特卡洛法和极限分析上限法，结合边坡算例，对其边坡可靠度进行了分析。结果表明:对于具有相同岩土材料参数变异性与高度的边坡，其失效概率与自身安全系数有一定对应关系，得出的边坡概率模型避免了对同类边坡（相同变异性与坡高）可靠度（用失效概率表达）的逐个分析，大大提升了工作效率。     

高路堤边坡快速综合评价模型研究

基于某典型高路堤边坡，建立有限元强度折减模型；采用正交试验法对各定量影响参数进行敏感性分析，为高路堤边坡快速评价模型参数权重取值提供理论依据，得到各主要因素排序为:填方高度＞黏聚力＞重度＞坡率＞内摩擦角＞卸载平台宽度＞台阶高度。初步建立高路堤边坡快速评价模型中各评价参数的权重值、分级评分标准和最终评价标准。快速评价模型对边坡稳定性的评价结果与安全系数法的评价结果具有较好的一致性。     

多元边坡抗剪强度参数协同反分析研究

针对由多种土层构成的复杂边坡抗剪强度参数的反分析取值问题,基于协同优化的层次性和并行性思想,建立了具有多元结构的复杂边坡抗剪强度参数的协同反分析模型,提出了边坡抗剪强度参数的协同反分析方法和具体步骤。以某实际工程边坡为例,采用边坡安全系数的敏感性分析手段,结合边坡反分析状态指标,获取各计算剖面土体抗剪强度参数备选值。将不同剖面反分析得到的抗剪强度参数进行交叉组合,利用协同优化方法,获得了合理可行的实例边坡土体抗剪强度参数。     

爆破荷载下岩质边坡结构面参数变化对边坡稳定性的影响分析

为研究爆破荷载下岩质边坡结构面参数变化对其稳定性的影响，以西商高速公路为依托，利用原始勘察的平面地形等高线图，采用Midas／GTs岩土数值分析软件，对岩质边坡在施工扰动和爆破动荷载2种工况下进行数值模拟，并分析考虑了覆盖层厚度、基层抗剪强度、岩体重度等结构面参数变化对边坡稳定性的影响，通过查询最危险滑动面的位置、最大位移、最大应力等关键指标，分析了上述参数对上述指标的影响规律。分析结果表明，爆破荷载增加了边坡的滑动力矩，稳定性受覆盖层和岩体重度的影响较其他参数的影响大，在坡脚范围内易发生失稳破坏，使该边坡的稳定性下降，从而使边坡的整体功能不能有效的发挥，应采取加固处理措施。     

岩质边坡参数敏感度数值分析

文章利用有限元数值模拟技术,计算在坡顶极限荷载作用下,以坡脚剪应力最大值之比K为评价指标,探讨岩质边坡各参数的变化对边坡稳定性的影响,并分析边坡稳定性对各参数的敏感程度,明确了凝聚力为边坡稳定的敏感参数,是边坡稳定性的控制因素;内摩擦角对边坡稳定性的影响也较明显。     

基于响应面优化的边坡三维可靠性评估

边坡可靠性评估一般是将其简化为二维平面问题进行处理，忽略了实际边坡的三维特性。针对以上问题，在考虑每一“条柱”3个方向力的平衡以及侧面和底面安全储备存在差异的条件下，构建一种改进的三维极限平衡分析法，进而推导出边坡三维可靠性分析功能函数表达式；针对功能函数形式复杂、常规可靠度计算方法难以求解问题，建立考虑随机变量间耦合效应的二次多项式响应面基本模型，同时基于参数重要程度的判别对拟合模型进行优化，最终形成一种操作性较强的边坡三维可靠性评估方法，规划出其关键执行步骤。结合工程实例，展示了所述方法解决边坡结构三维可靠性分析问题的能力；基于误差对比，验证了方法的精确性；同时研究了单参数变异性和双参数变异耦合效应对边坡可靠性的影响。     

基于Cesium的边坡可视化监测平台研究

针对目前边坡监测信息管理系统灵活性差、可视化程度低的问题，运用BIM软件搭建参数化传感器模型，利用倾斜摄影技术采集边坡地物影像数据进行三维边坡模型重构，基于Cesium.js框架搭建边坡可视化监测Web平台，融合了监测数据、传感器模型及边坡三维模型。结合某工程实例，验证监测Web平台实现边坡监测项目的可视化、监测数据的分析预警及动态统计查询的功能，可为相关边坡监测项目可视化技术应用提供参考。     

边坡监测信息数据库分析系统的开发及应用

大型边坡工程监测项目多,数据量大,传统的数据库管理系统难以有效地管理分析。为及时处理监测数据,充分利用监测数据进行边坡稳定分析,方便用户,笔者建立了具有数据管理、可视化查询和边坡稳定分析与预测功能的智能化数据库管理分析系统。该系统基于面向对象的程序语言Visual Basic和面向对象的数据库开发系统SQL,功能齐全,交互灵活,对工程设计施工与科学研究具有实用价值,并已应用于粤赣高速公路高边坡工程中。     

水流冲击下益阳外环路基边坡三相耦合及可靠性分析

以益阳外环路路基边坡为例，运用COMSOL Multiphysics软件，对边坡在10 mm/h的水流冲击作用下48小时内的各项参数进行有限元分析，根据边坡各项参数随空间分布的差异性，将其以随机变量来表示，并选取边坡顶部、中部和底部三个位置的各项参数进行灵敏度分析，忽略灵敏度较小的参数的随机性，以达到简化计算的目的。最后分析边坡不同位置的可靠性随水流冲击时间的变化情况，找出了边坡的危险位置，为边坡的预警与加固提供依据。     

基于加速遗传算法的震区边坡稳定性可靠度分析

针对传统极限平衡理论的传统边坡安全度评价方法——中值安全系数法难以体现边坡工程的不确定性,本文基于随机概率分析的边坡稳定可靠度分析方法,充分考虑岩土体参数的均值及其变异性,采用的加速遗传算法计算边坡可靠度指标,并同时搜索最危险滑动面的算法,避免了遗传算法的嵌套,减少了计算量,从而极大的提高运算效率。结合湖南省对口支援四川理县灾后重建项目——理县至小金公路（理县段）k4＋040路堑边坡开展可靠度分析,计算结果表明,该边坡在普通工况条件下边坡安全系数为1.305,满足规范要求,其可靠度指标Pf=10.21%,稳定性较好;但对于该地可能出现的强震及降雨（工况3）,边坡安全系数分别为1.060,边坡基本处于极限平衡状态其可靠度指标Pf=5.87%,稳定性较差,在此基础上提出的加固优化方案,为今后类似工程提供参考。     

公路边坡稳定性分析的二维变分方法

基于变分法的基本原理与边坡稳定性变分分析的基本方法,推导和建立了边坡稳定二维变分分析的计算公式,并编制了相应的计算程序;结合公路边坡工程稳定性分析的实践,研究变分法在公路边坡稳定性分析中的应用,并与极限平衡分析方法进行对比。研究结果表明:变分法与极限平衡分析方法的分析结果在安全系数数值上比较接近;潜在滑动面的形状为对数螺旋滑动面而非圆弧滑动面,且采用对数螺旋滑动面进行变分分析更符合公路边坡工程的实际。     

斜坡稳定性不平衡推力分析模式的可靠度计算方法

分析了含有软弱结构面的块状岩体斜坡的稳定性系数计算格式,指出了该格式在可靠度分析中建立极限状态方程的困难。提出采用修匀函数近似稳定性系数与岩体力学参数的函数关系,利用该函数关系进行可靠度分析的方法。推导了相关的计算公式和分析程序,形成了一种完整的斜坡可靠度分析近似方法。利用该方法分析了某斜坡的稳定性,并将计算结果与准精确解进行了对比,结果显示,近似方法在精度上可满足要求,但计算工作量大大减少,表明了方法的有效性。     

路堑边坡模糊随机可靠度研究及工程运用

将边坡稳定的安全系数及搜索最危险滑面计算的安全系数分别作为结构强度和结构荷载，构造边坡可靠性分析的功能函数显式表达式，以此为基础，既考虑岩体力学参数的随机性，又考虑“边坡稳定”这一概念的模糊性，求解边坡模糊随机可靠度。将上述理论运用于海南中线高速公路某半路半桥路基边坡设计中，经过施工期台风季节以及通车运营半年的考验，证明该方法是合理实用的。     

基于强度折减法与可靠度方法的锚框支护边坡稳定性分析

以漳州招银高速公路典型锚框支护边坡工程为背景,在FLAC3D数值平台上,基于有限元强度折减法求得其稳定性安全系数为1.514,满足相关规范要求。进一步地考虑岩土体参数的变异性,根据多个类似工程的地质勘察资料,统计了相关岩土体抗剪强度参数的均值和变异系数。同时定义了该锚框支护边坡的极限状态和功能函数,并利用响应面法将其拟合为具有显式表达的非完全二次多项式。最后利用JC法,经过若干次迭代求得该锚框支护边坡的可靠指标为2.035 9,其失效概率为2.09%。将有限元强度折减法与可靠度方法相结合,可较全面地反映岩土体参数变异性对边坡稳定性的影响。     

洪水作用下受锚土质边坡稳定可靠性分析

为研究洪水对路基高陡土质边坡稳定性的影响,通过现场统计、理论推导和工程试验,构建受锚土质边坡的6种破坏模式,得到洪水作用下受锚土质边坡的失效模式、锚固结构的蠕变模型和时效可靠度解析式。以土体抗剪强度指标为基本随机变量,通过一次二阶矩法,得到考虑时间效应的受锚边坡系统可靠度指标的理论解析式。算例显示:可靠度指标随时间延续具有显著的指数衰减特征,在洪水作用早期时效可靠度指标变化非常明显;随着锚固力增加,时效可靠度指标增加,随着地下水渗透有效应力增加,抗剪强度指标提高,边坡时效可靠度指标增加。     

桥隧过渡结构对边坡稳定性影响分析

当隧道洞口处于边坡坡面上时,隧道开挖亦对边坡的稳定造成影响,而当隧道与桥梁相连时,其过渡结构对边坡的影响更加复杂。以某隧道桥梁连接工程为实例,利用有限差分法,建立了桥隧过渡结构处的二维与三维数值模型。在二维情况下,着重研究了边坡的整体稳定性问题,包括单个与多个滑动面下的边坡的安全系数,以及极限状态下边坡剪应变以及水平位移分布。而三维情况下,分析了隧道洞门施工对附近坡体表面位移的影响,以及边坡局部滑移面的变化规律。结果表明,在保证边坡整体稳定性的前提下,桥隧过渡结构对边坡表面位移及局部稳定性有重要影响。     

基于虚拟试验的边坡失稳概率分析方法

针对边坡稳定性分析中,极限平衡条分法得出的边坡稳定性系数表达式是一个高度非线性方程而导致可靠度计算无法进行的问题,按照复杂结构稳定可靠度求解思路,建立了以条分模式稳定性系数计算作为虚拟试验,以二次多项式为验算点逼近过渡函数,依据基本随机变量分析边坡稳定失效概率的方法。以陈祖煜-摩根斯坦边坡条分模式为例,阐明了在新方法中可靠度指标计算的步骤和精度控制及递归修正的实现过程。采用该方法计算了某公路边坡的失稳概率,并与精确解进行了比较。结果表明:该方法计算结果与精确解的相对误差为4.66%,绝对误差为0.535%,适用于边坡工程的失稳概率分析。     

基于变形分析的路堑边坡稳定性研究

依托某路堑边坡工程,采用有限元变形分析方法分析现状边坡变形破坏特征,提出合理可行的加固措施,并分析了加固边坡的稳定性。结果表明:该边坡主要破坏模式是由坡脚开挖、降雨入渗导致潜在滑体强度下降,从而引发表层滑动,原设计边坡的3个工况均不满足工程稳定性要求;边坡采用减缓坡比及坡面系统锚杆加固措施,并在边界外设置截排水沟后,减小了降雨及地下水对边坡岩土体强度的软化作用。     

基于PCA-SVM的边坡稳定性预测模型研究

提出了一种基于主成分分析(PCA)和支持向量机(SVM)的边坡稳定性预测模型。首先分析了影响边坡稳定性的因素,采用主成分分析方法求取主成分;再将主成分作为输入对支持向量机进行训练,并利用遗传算法优化支持向量机参数;最后通过实例与常用寻参方法所得结果进行比较。结果表明,该法能减少输入变量维数,提高了边坡工程稳定性的预测精度。