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。     

土坡稳定分析中 考虑参数变异水平的分项系数取值

岩土参数变异性大导致可靠指标离散性高,仅用1组分项系数难以保证土工结构可靠性达到目标可靠度。将土体强度参数变异性划分为小、中、大3个水平,以现有规范规定安全系数为控制指标,对常见铁路路堤边坡目标可靠度进行校准,确定目标可靠指标为2.3;运用验算点法计算分项系数,讨论几何和强度参数对分项系数影响规律,通过统计分析及标定得到了对应3种变异水平的分项系数推荐值。研究结果表明:土体强度参数变异性是影响分项系数取值的主导因素,强度参数均值和坡高次之,坡率的影响较为微弱;为使强度参数变异性不同的边坡达到一致的可靠度,提出了分项系数应与参数变异水平相适应的取值原则,给出了小、中、大变异水平对应的抗力项和荷载项分项系数(γR1,γR2,γS)推荐值分别为(0.75, 0.95; 1.02),(0.55, 0.90; 1.06)和(0.40, 0.80; 1.10)。     

强度折减有限元法在降雨条件下土质边坡稳定性分析中的应用

降雨是路基边坡稳定性影响因素中非常重要的方面。采用有限元软件ABAQUS模拟降雨对边坡稳定性的影响,运用有限元强度折减法对边坡稳定性进行研究,分析不同降雨时长条件和不同土体渗透系数下,降雨对边坡安全稳定性系数的影响程度。     

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。     

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。     

某铁路项目膨胀土路堑边坡稳定性分析

分别采用基于极限平衡理论的Bishop法和基于有限元分析的强度折减法,借助Slide、ANSYS、CEDM等软件,对某铁路项目膨胀土边坡工程进行边坡稳定安全系数的建模、计算和分析,对比两种方法的计算结果,指出目前两种方法在边坡稳定性评价中应用的优点及缺点,并对下一步研究方向提出建议。     

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。     

边坡稳定计算原理与分析

在边坡稳定性计算中除通常基于极限平衡原理的条分法外,基于有限元理论的强度折减系数法也得到了迅速的发展。文章结合算例对用毕肖普法、斯宾赛法、摩根斯坦—普赖斯法等条分法和强度折减系数法进行了理论分析和对比计算,由计算结果可见两类方法得到的结果相近。     

改进CRD方案施工过程围岩安全稳定性分析

将有限元强度折减法应用于隧道工程围岩稳定性的分析,对改进的CRD法施工阶段围岩的安全、稳定性进行深入研究。结合哈大客运专线笔架山浅埋隧道改进CRD法施工方案,考虑围岩–结构的相互作用,应用有限元软件ANSYS动态分析施工过程中围岩的安全系数,通过等效塑性应变参数研究隧道的失稳形式。研究结果表明:有限元强度折减法可有效应用于隧道开挖阶段的安全定量评估。     

增湿条件下膨胀土边坡稳定性影响因素有限元分析

为研究雨季土体增重、强度降低及膨胀作用这三项影响膨胀土边坡稳定性作用因素的主次关系,基于热膨胀比拟增湿膨胀原理,考虑水平、竖向间的差异膨胀性,推导土体增湿膨胀的应力-应变方程,利用无荷膨胀率试验有限元模型进行参数验证;针对某铁路膨胀土边坡,建立ABAQUS有限元强度折减模型,采用正交试验极差分析法,研究含水率变化条件下边坡稳定性影响因素的作用效应及敏感性。研究表明:当初始含水率较低时,土体强度降低对边坡稳定性的影响最为显著,膨胀作用次之,土体增重影响相对较小,随土体初始含水率增大,膨胀作用、土体增重的影响减弱;土体初始含水率较低时,考虑土体水平、竖向间差异膨胀性计算得到的稳定安全系数较传统的各向同性膨胀假设结果低0.11~0.13,随含水率的升高,差异膨胀性的影响减小。     

基于可拓理论的山区铁路枢纽土质高陡边坡稳定性评价

为了准确评价山区铁路枢纽土质高陡边坡的稳定性,保障山区铁路枢纽安全,基于OWA算子和可拓理论,提出了一种土质高陡边坡稳定性评价模型。首先构建基于多层次指标的土质高陡边坡稳定性评价指标体系,并采用基于OWA算子的赋权方法确定各评价指标权值;在此基础之上,构造基于可拓理论的各评价指标的经典域、节域和相关性函数,以计算其等级相关度,得到土质高陡边坡的稳定性等级;最后将该评价模型应用于重庆西站扩能改造工程中某土质高陡边坡工点的稳定性评价之中。结果表明,该模型评价结果与有限元法和赤平投影法所得边坡稳定性结果一致,具有有效性和可行性,可为山区铁路枢纽土质高陡边坡治理提供理论依据。     

强度折减有限元法分析边坡失稳判据研究

采用强度折减法,基于摩尔-库仑屈服准则的广义米塞斯屈服准则(即D-P准则),通过对边坡强度的折减,利用有限元软件对边坡的稳定性进行计算,直至边坡发生变形破坏为止。从计算结果中分析边坡的位移矢量角与稳定系数的关系,将得到的稳定性系数换算成在Mohr-Coulomb等面积圆准则下的稳定系数,并与边坡在极限平衡法下计算的结果进行比较。结果表明:利用位移矢量角分析边坡的稳定性是合理和适用的。     

螺旋钢桩加固土质边坡稳定性分析

为研究螺旋钢桩快速加固土质边坡效果,首先验证有限元软件PLAXIS运用强度折减法计算土质边坡稳定系数的可靠性,其次采用正交试验设计方法,选取螺旋钢桩加固位置、桩长以及螺旋叶片直径3个因素对加固效果进行参数敏感性分析,每个因素下选3个水平,并以边坡稳定系数和失稳滑动范围作为加固后土质边坡的评价指标。基于有限元强度折减法分别对9组正交试验对算例中的土质边坡分析。结果表明,加固后边坡稳定系数均有提高;螺旋钢桩在边坡中的桩长为边坡加固中应首要考虑的因素,在一定范围内,桩长越大边坡稳定系数也增大,边坡失稳滑动的范围将减小;加固位置影响次之,叶片直径影响最小。     

基于可靠度的斜坡软弱地基路堤稳定性极限平衡法分析

通常以确定性分析获得的稳定安全系数作为评价斜坡软弱地基路堤稳定性的指标,忽略实际工程中诸多不确定性因素,无法真实全面反映斜坡软弱地基路堤的稳定性。基于垂直条分极限平衡法Slide软件平台,运用全局最小可靠度分析方法,综合分析路堤和斜坡软弱层土体参数、地下水位、路堤顶部张拉裂缝水分充填量、微型桩纵向桩距和抗剪强度及水平向地震荷载等因素的变异性对斜坡软弱地基路堤稳定性的影响,讨论这些随机变量的敏感性,阐释了室内斜坡软弱地基路堤与水平软弱地基路堤土工离心模型试验现象差异性的机理。使用可靠度能更客观地反映斜坡软弱地基路堤的安全性;可根据各因素对斜坡软弱地基路堤稳定性影响敏感性的正负、强弱采取相应合理工程对策。     

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.     

合福高铁某隧道进口高边坡稳定性分析

对合福高铁某隧道进口高边坡的工程地质条件进行勘察,并依此进行边坡稳定性分析。根据某隧道进口高边坡的特点,选择典型断面,分别采用极限平衡法和有限元强度折减法建立分析模型,系统分析高边坡在开挖完成后的稳定性以及支护条件下边坡的稳定性,为边坡支护设计提供理论依据。     

地铁隧道安全性和围岩强度参数分析

青岛地铁3号线永平路站至火车站北站区间段是小间距双线隧道,下穿胶济铁路,其围岩安全稳定性尤显重要。基于有限元强度折减法分析了围岩安全稳定性,计算了小间距双线隧道的安全储备系数,分析了塑性区分布及潜在破坏面。分析时,采用DP4屈服准则,并以围岩的塑性区贯通及计算不收敛作为隧道围岩极限状态的判据。提出反演分析与最小安全系数法结合,并借助最优化理论和正交试验,反推围岩强度参数。     

境外铁路路基软岩边坡整治实例分析

为合理地对境外铁路路基边坡进行整治,对尼日利亚拉伊铁路部分区段路堑边坡的溜坍原因进行分析,重点阐释雨水及施工工艺等因素导致边坡溜坍时所采取的临时防护措施。同时,借助岩土分析软件GEO-STUDIO中的SLOPE/W与SEEP/W模块,构建降雨条件下的境外铁路路基边坡数值模型,采用施工现场所取土样的基本物理力学指标作为模型参数,结合境外铁路特点与边坡稳定性计算结果,提出合理可行的路基边坡整治措施,并对整治后的边坡进行监测。研究结果表明:整治方案有效地解决了路基边坡溜坍病害对线路稳定和铁路行车安全的影响,对海外同类型工程具有一定的借鉴作用。     

几何参数对边坡稳定可靠度影响规律分析

坡高和坡率是影响边坡稳定可靠度的重要因素.利用积分中值定理推导基于Fellenius法的黏性土简单边坡稳定可靠指标的解析表达式,讨论边坡安全系数和可靠指标随几何和材料参数变化的非协同响应特性;基于Monte-Carlo方法,分析坡高和坡率引起边坡安全系数和可靠指标非协同响应的土体强度条件.研究结果表明:特定几何和材料参数下的边坡安全系数和可靠指标将呈现出相反的演化趋势,与边坡安全系数随土体强度和几何参数的不利变化而降低规律不同,在黏聚力小且变异性大、内摩擦角大且变异性小条件下,边坡可靠指标出现随坡高增加而提高的特殊变化现象;对于黏性土边坡,采取放缓边坡的工程措施,较降低坡高,既能提高边坡安全系数,也能保障边坡的可靠指标提高,降低工程安全风险.     

基于有限元极限上限法的含软弱夹层边坡稳定性分析

由于软弱夹层的存在通常会使得边坡更易发生失稳破坏,通过引入考虑强度折减法的有限元极限分析上限法,构建含软弱夹层边坡稳定性分析的非线性规划模型,并采用可行弧内点算法与网格自适应方法进行优化求解,获得不同软弱夹层的厚度、倾角、深度以及软弱夹层与周围土体的相对强度影响下的边坡安全系数及破坏模式。研究结果表明:软弱夹层的厚度、倾角、深度以及相对强度对边坡安全系数及滑裂面位置的影响显著;但当软弱夹层的深度和相对强度增大到一定值时,边坡稳定性不再受其影响。本文结果与已有文献的结果吻合较好。