基于强度折减法的公路边坡稳定性分析

为研究太行山高速公路邯郸段公路边坡稳定性及其典型路段的滑坡位移阈值,采用有限差分强度折减法,综合研究典型坡高、坡角、岩体黏聚力和内摩擦角对其稳定性影响,确定极限平衡状态下对应的岩体抗剪强度指标,通过与边坡岩体弹性模量的合理组合,确定边坡自重作用下临界位移阈值,研究结果表明：相同坡高和坡角时,边坡稳定系数随黏聚力增加呈近似线性增加,随岩体内摩擦角的增加,近似呈指数增加;保持坡角相同,黏聚力对坡高较低的边坡稳定性变化越敏感,内摩擦角对边坡稳定性相对不敏感;保持相同坡高,坡角越小或坡度越缓,则黏聚力对边坡的稳定性相对越不敏感;公路典型断面边坡二级平台和三级平台地表位移阈值分别为112 mm和103 mm。     

基于双折减系数法的岩质边坡平面滑动分析

离散元强度折减法是在众多的结构面组合中通过不断地等比例折减结构面强度参数c、tanф来寻找最先造成边坡失稳的滑动面。事实上,边坡在渐进破坏的过程中,无论是岩体或是结构面的强度参数并不是同等程度地衰减,如何选择合适的衰减路径是强度折减法首要考虑的问题。基于以上认识,首先建立不同几何构型的岩质边坡模型,分析单平面滑动和双平面滑动两种情况下的结构面c-tanф曲线变化规律,发现其中仅有在双平面滑动破坏模式下不同的临界状态点会对应不同的临界滑动面,然后通过算例以η=R_1/R_2(R_1为单独折减c所得,R_2为单独折减tanф所得)作为配套折减比例,寻求边坡双平面滑动临界失稳状态,比较两种折减方法的差异,发现双强度折减法得出的滑动面范围更小,传统强度折减法偏向保守。     

基于强度折减法的土质边坡稳定性影响因素分析

为探讨不同因素对土质边坡稳定性的影响,根据北京地区典型地层的物理、力学参数,使用强度折减法对其进行研究,并采用灰色关联度理论对各个影响因素的敏感性进行分析,研究的影响因素包括边坡角度、边坡高度、土体黏聚力、内摩擦角、容重、弹性模量、泊松比和坡后荷载等。主要研究结论如下： 在各种影响因素中,土体的强度参数黏聚力和内摩擦角对边坡稳定性影响显著,其次是边坡的几何参数坡高和坡角,再次是土体的容重和坡后荷载,而弹性模量和泊松比对边坡稳定性无影响。     

双强度折减迭代计算在平面滑动岩质边坡中应用

平面滑动是岩质边坡滑动的一种简单形式,主要研究均质边坡岩体由于抗剪不足产生平面滑动。通过假定破坏面与内摩擦角之间关系迭代求解安全系数,通过采用双强度极限平衡求解同有限元强度折减对比分析得出采用不同折减方式和折减系数的求解下,边坡破坏各物理量联系以及双强度折减系数确定的主要参考依据。     

基于强度折减法的均质高边坡稳定性分析

通过建立有限差分数值模型,采用强度折减法对临离高速公路均质高边坡稳定性进行了系统分析。将强度折减法计算得到的边坡安全系数与传统的有限单元应力法计算结果进行对比,结果表明:两者安全系数基本相同,从而验证了该计算方法的合理性。最后,分析了粘聚力、内摩擦角以及剪胀角等重要参数对边坡安全系数的影响。     

基于强度折减法的均质边坡稳定性图及其应用

基于贵州省1 020个公路边坡的调研数据,建立了边坡几何参数(坡高、角度、坡后角)和岩土体强度参数(内摩擦角、粘聚力系数)遍历组合下的数值模型,运用强度折减法,计算了3 981个边坡的安全系数。以对数螺旋线方程拟合滑动面曲线,验证了对数螺旋线表征滑动面曲线的准确性。边坡破坏形式由B mode→I mode→S mode→SS mode变化时,初始螺旋半径逐渐增大。定义了反映边坡临界稳定状态的g'line,并根据稳定性计算结果构建了边坡稳定性快速评价图,该评价图适用于均质边坡的工程分析,并介绍了一个实例说明其应用。     

基于双安全系数的边坡稳定性分析

在边坡稳定性分析时,为了更为准确地反映c、φ各自的安全储备,考虑了双安全系数或双折减系数,对强度折减法c、φ配套折减的基本原则、c、φ配套折减的物理机制和力学机制进行了分析研究。结果表明,强度参数中的粘聚力c衰减快于内摩擦角φ,根据土体c、φ的不同衰减速度和作用机理,提出了在边坡稳定性分析中采用c的折减系数大于φ的折减系数的双折减系数法,此方法能更为准确地反映c、φ各自的安全储备。并通过实例与传统的单一折减系数法进行了比较分析,同时,用有限元强度折减法作了印证,印证结果表明,双折减系数法折减结果比较合理,而传统的同一折减系数过高地评价了边坡的稳定性。     

基于有限元强度折减法确定某隧道的安全系数

有限元强度折减法在确定边坡安全系数中得到了广泛应用,其基本原理为：同时折减土体材料强度参数c、φ值,找到边坡濒临破坏时的折减系数,此折减系数即为安全系数。对于隧道结构可采用类似的方法：折减土体的材料强度,将隧道濒临破坏时的折减系数定义为隧道的安全系数。通过有限元强度折减法计算得到算例隧道的安全系数。     

基于Bishop法基础上的土质边坡有限元强度折减法的适用性探讨

利用有限元强度折减法对土质边坡稳定性系数进行计算.通过强度折减,当边坡出现塑性区贯通时,有限元程序不再收敛,此时的折减系数就应该是边坡的稳定性系数.另外,通过Bishop法得到的边坡稳定性系数和有限元折减法得到的稳定性系数非常接近.由此说明,有限元强度折减法在土质边坡稳定性系数确定方面具有一定的适用性.     

强度折减法在边坡稳定分析中的应用

系统介绍了有限差分强度折减法的基本原理,指出了在数值分析过程中,判定边坡达到极限平衡状态的标准之——边坡滑动带塑性区的完全贯通。对一有特定滑动面的边坡实例(Zhang Xing提供的椭球体滑面)进行了有限差分强度折减法数值模拟,对比分析了此边坡在达到极限状态前和极限状态时滑动带的塑性区发展和贯通情况,由滑动带塑性区完全贯通这一标准得到了此边坡的安全系数,与Zhang Xing提供的安全系数相近,说明有限差分强度折减法计算的安全系数具有一定准确性。通过变换边坡岩体的物理力学参数,再次用有限差分强度折减法分析了Zhang Xing提供的椭球体滑面,得到不同安全系数,由此可知有限差分强度折减法计算的边坡安全系数是一个与岩体物理力学参数有关的量,说明此方法计算的安全系数有一定的局限性,需要进一步改进。     

边坡安全系数的有限元计算方法对比研究

强度折减法和重力比例加载法是计算边坡安全系数的两种有限元方法。文中介绍了上述两种方法的基本原理,分析了两种方法的关系,并采用ABAQUS软件建立不同坡角的边坡模型,对两种方法的计算结果进行了对比。之后针对特定坡度的边坡,分析了两种方法对于材料参数的敏感性。结果表明,"重力比例加载法相当于折减黏聚力值的强度折减法"的观点是不成立的,两种方法之间并不存在此种关系。相比较而言,强度折减法的适用范围较广,对于材料参数的变化,计算结果的稳定性相对较好。     

基于离散元的顺层岩质边坡加固及稳定性分析

为研究顺层岩质边坡加固机理及稳定性问题,基于离散元方法,利用FLAC 3D软件建立二维模型,对岩体参数敏感性进行了分析,同时得出抗滑桩加固机理。主要得到以下结论：岩层倾角、坡角、内摩擦角和黏聚力对顺层岩质边坡稳定性影响显著,边坡安全系数对坡角和内摩擦角的改变更为敏感;内摩擦角以及黏聚力的增大会导致边坡抗剪强度增大,使抗滑力大于下滑力,进而使顺层岩质边坡安全系数增大;通过研究抗滑桩的布设以及桩间距,发现桩间距为2D~3.5D时,桩位5号时为最优布设位。     

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。     

基于强度折减技术的加筋土二级边坡参数敏感性分析

针对加筋土加固的二级边坡,该文基于极限分析理论,提出了一种计算该类型边坡稳定性的方法。在已有研究成果的基础上,构建了二级边坡破坏模型,该破坏模型能够考虑不同台阶高度和平台宽度的计算问题。将筋材所提供的加固力引入到破坏模型中,并推导了分析二级边坡稳定性的功能平衡方程。借助强度折减思想,建立了计算安全系数的方法。通过与现有研究成果进行对比,验证了该文提出方法的有效性,并采用正交试验方法研究了不同参数的敏感性。分析结果表明:土体内摩擦角对安全系数的敏感性最大,而边坡高度系数最小;土体黏聚力、下边坡坡角和边坡高度对安全系数敏感性较大,而平均布筋强度及上边坡坡角较小。     

用有限元强度折减法分析边坡稳定性

利用有限元法,通过强度折减来求边坡稳定安全系数。基于ANSYS平台,采用有限元强度折减法分析重庆一工程边坡,得到边坡内部应力、应变滑动位置图及稳定系数。结果表明:边坡在旱季其稳定系数为1.36,边坡稳定;在雨季其稳定系数为1.03,边坡近于失稳状态,施工时应采取相应工程措施,以策安全。     

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。     

悬索桥锚碇超高人工边坡稳定性分析及控制措施研究

针对大河特大桥大坪子侧锚址区高达70m的人工高边坡稳定性问题,分别基于有限元强度折减法和条分法开展边坡稳定性数值模拟分析。结果表明,两种方法计算结果吻合度较好,其中在无降雨影响时,考虑边坡支护作用后的安全系数在1.37以上,但在最不利工况的高水位条件下,坡体安全系数仅为0.75左右。为此,针对中风化花岗岩先后开展了水位深度、黏聚力和内摩擦角的岩体参数敏感性分析和室内强度吸水软化试验。分析表明,坡体安全系数对以上因素变化较敏感,当水位在坡面20m以内范围变化时,边坡整体安全系数变化显著,并随着水位继续加深而减弱,试块的抗剪强度参数随吸水饱和状态而显著降低。对此,建议降低边坡设计坡度,做好坡面雨水导排构造措施,同时加强坡体内水位升降变化及变形监测。     

基于正交法的边坡安全系数敏感性分析

为研究影响边坡稳定因素,运用有限元软件ANSYS,并结合强度折减法建立合理模型,选择失稳判据为计算不收敛,将影响边坡稳定的主要因素重度、内摩擦角、黏聚力、变形模量、坡顶荷载采用正交分析法水平组合,进行各因素敏感性和显著性分析。结果表明:各因素敏感性依次为:内摩擦角 黏聚力 重度 坡顶荷载 变形模量,显著性为:内摩擦角、黏聚力,重度对边坡稳定性影响高度显著,变形模量与坡顶荷载对边坡稳定性影响不显著;黏聚力和重度之间有交互作用,因此,边坡稳定除考虑土抗剪强度影响,还应注意重度影响,使强度储备发挥到最大,同时还要考虑黏聚力和重度的交互作用。     

某岩质边坡工程稳定性的有限元分析

阐述了有限元强度折减法的基本原理,采用二维弹塑性有限元法分析了某岩质边坡的稳定性,通过强度折减计算其安全系数,并与传统的极限平衡方法得到的结果对比,结果证明,有限元强度折减法求解岩体参数相对于传统极限平衡方法有诸多优点,适用于边坡稳定性分析。     

地下水位变化条件下的边坡稳定性突变模型

针对地下水位升降引起的边坡岩石性质损伤,基于强度折减法位移突变临界判据及尖点突变理论,建立地下水位升降条件下边坡失稳判据。结果表明:根据岩质边坡稳定性强度折减原理,建立边坡测点位移与折减系数的函数,并推导求得边坡状态判别式Δ。地下水位升降导致边坡状态由稳定向失稳方向演化,随着岩体强度弱化,边坡不稳定性加剧。