基于上限分析法的含夹层边坡地震稳定性分析

为了判断含夹层岩质边坡在地震荷载下的稳定性,丰富岩质边坡在地震荷载下的稳定性分析方法,探讨极限分析中的上限分析法如何应用于评价边坡在地震荷载作用下的稳定性,文中介绍了上限分析法在边坡稳定性判断中的应用和极限分析法的基本原理,并详述了如何基于波动理论计算地震波对边坡中滑动体的做功功率,针对能量系数随时间变化的特性,提出了以最小平均能量系数作为边坡稳定性的评价标准。最后结合室内振动台模型试验,通过计算最小平均能量系数判断的稳定性结果与模型的实际破坏结果进行对比,验证极限分析上限法应用于地震稳定性分析的合理性。研究表明:以正弦波代替地震波,基于波动理论可以求得该正弦波对边坡滑体的做功功率,该功率为一个随时间变化的函数,因此提出以最小平均能量系数作为评价标准,当最小平均能量系数Esmin 1时,消耗的功率大于外力做功功率,边坡处于稳定状态;当最小平均能量系数Esmin1时,消耗功率小于外力做功功率,边坡发生滑动破坏;当最小平均能量系数Esmin=1时,边坡处于极限稳定状态;应用极限分析上限法计算出的最小平均能量系数判断的模型边坡破坏状态与实际破坏基本一致,上限法求得的最小平均能量系数可作为含夹层边坡的稳定性判断标准。     

公路岩质边坡稳定性评价方法研究

岩质边坡稳定性评价是一复杂的系统工程问题,深入而有效地研究不同的稳定性评价方法的适宜性和应用条件具有十分重要的意义。在充分分析公路沿线地质资料和综述现有岩质边坡稳定分析方法的基础上,联合使用定性和定量两种手段对线路中的某个具体工程进行了稳定性分析。分析结果表明,采用有限元强度折减法和刚体极限平衡法两种方法结合使用来评价岩质边坡稳定性能是可行的。而对于复杂的岩质边坡,采用多种方法相互校核可以提高评价分析的准确度,这也是公路岩质边坡和今后其他同类边坡稳定性分析的研究方向。     

三峡库区新集镇典型高切边坡破坏机理研究

利用刚体极限平衡法和有限元数值模拟法,建立了边坡稳定性评价模型,对秭归县新集镇千担湾边坡变形破坏机制和边坡稳定性进行了研究。结果表明,有限元强度折减法计算所得的安全系数与传统的刚体极限平衡法结果接近。边坡破坏时,滑体中下部塑性屈服区与上部拉裂破坏区贯通而形成了滑面。传统极限平衡法不能考虑这种特殊的破坏机制,而假设破坏沿原有某一滑带产生,因此,用数值方法计算边坡稳定性,其结果更接近实际。     

岩质路堑边坡的稳定性分析

岩质路堑边坡在公路建设中分布很广,用单一的方法难以客观的确定岩质路堑边坡的稳定性,文章采用刚体极限平衡法与有限差分法相结合的方法论能合理有效的评判开挖路堑边坡的稳定性,决定是否增加边坡防护。     

折线形滑面边坡稳定性分析与预应力锚索支护研究

自然界中的边坡潜在滑面多为折线形。采用极限分析上限定理研究了折线形滑面边坡的稳定性及其锚索支护问题。通过竖直条分法,将坡体在各折线段处分割成多块体,分析各多块体之间的速度相容场,根据内能耗散与外功率之间的关系给出安全性系数,从而判断边坡的稳定性。对于危险性边坡,采用锚索进行支护,研究了锚杆支护对边坡稳定性的影响。通过马富滑坡的稳定性分析与锚杆支护方案,验证了该方法的合理性。     

均质边坡稳定分析的上限解探讨

为探讨边坡稳定分析时得到精确上限解的方法，以无重边坡极限承载力问题为例，依据滑移线场确定破坏机构，推出一个上限解公式，并采用算例与能量法和有限元方法进行比较。分析结果表明：依据滑移线场确定破坏机构所得到的上限解公式与经典滑移线法承裁力公式相同；依据滑移线场确定破坏机构得到的上限解的结果略小于能量法和有限元方法的结论，属于3个上限法中的最小上限解；且能量法和有限元方法最终搜索出的滑面也和滑移线吻合。可见依据滑移线场确定破坏机构的上限法正确、可行、简单、有效，说明以滑移线作为破坏机构的分块模式合理，可得到较精确上限解。     

膨胀土径向条分法边坡稳定性研究

以Bishop条分假设为出发点，基于Mohr-Coulomb塑性本构关系，建立直角坐标下膨胀土边坡稳定性计算模型。基于滑面为圆弧的假设，计算所有潜在滑面相应的安全系数，以此获得了最小安全系数，进而确定了最危险滑面半径及圆心位置。然后，依据Bishop法所得的最危险滑面半径和圆心坐标，推导极坐标下最危险滑面方程。结合能量守恒思想，引入径向条分法对圆弧面进行划分，基于虚位移原理分析了坡体重力势能以及滑面摩擦力、黏聚力、膨胀力产生的耗散功，据此确定径向条分能量法下膨胀土边坡安全系数。最后，通过算例与传统Bishop条分法进行对比，发现两者所预测的边坡稳定性系数随膨胀力的变化趋势一致，并通过有限元方法进行了对比验证；径向条分能量法有望为膨胀土边坡稳定性分析提供数据积累和方法依据。     

非关联流动法则下加筋土边坡稳定性研究

利用极限分析上限定理,在非关联流动法则下研究了加筋土边坡的稳定性问题。对非关联流动法则下的土体强度参数进行了修正,基于边坡旋转的破坏机构,计算了土体重力功率以及内部能量耗散,并推导了筋材的内能耗散方程。根据功率相等的基本原理,得到了加筋台阶边坡的上限解答。最后分析了不同加筋参数对边坡安全系数的影响规律。     

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.     

岩质边坡的弹塑性极限平衡分析

以塑性极限理论为基础,采用逐渐降低材料强度来逼近系统的极限平衡法,并以屈服区的贯通来表征系统的极限平衡状态,用于研究分析复杂岩质边坡稳定性。以某高速公路边坡为研究对象。通过自行改编的NCAP-FS程序进行了数值分析。结果表明,边坡处于极限平衡状态。与现场观测结果一致。     

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。     

基于数值计算的楔形体稳定性分析方法研究

楔形体稳定性极限平衡分析法被广泛应用于边坡和隧道等工程的稳定性分析,但该方法未考虑到楔形体滑动面上的应力分布不均匀问题。为此,本文根据楔形体数值计算得到的滑动面上应力结果,利用岩体抗剪强度准则计算节点的安全系数,通过求和平均给出了楔形体稳定性分析的点安全系数法。同理,依据传统刚体极限平衡法,对楔形体滑动面各单元的剪力、抗剪断能力进行求和,获得了抗滑稳定整体安全系数即面安全系数。最后,通过对一滑动楔形体考核算例的稳定性计算,说明了本文提出的楔形体稳定性分析方法的正确合理性。     

顺层缓倾复合介质边坡水力驱动型滑移破坏机制研究

为了对水力作用下顺层缓倾复合介质边坡稳定性进行定量研究,以沪蓉高速公路彭家湾某同类边坡为例,基于极限分析上限法原理建立针对性的简化力学计算模型。首先,根据位移协调条件以及塑性力学关联流动法则,构建出一个机构允许的应变速度场;其次,根据流体力学原理,在Hoek和Bray假设的基础上,建立适合顺层缓倾复合介质边坡的水压分布模型。通过边坡内水压分布特性分析,得出水力作用（潜滑面扬压力、潜滑面动水压、后缘张裂隙静水压）均与后缘张裂隙内充水高度直接相关;在此基础上,分别建立临界充水高度与临界降雨强度表示的边坡滑移失稳判据。通过该力学模型,计算工程案例边坡滑坡时后缘张裂隙临界充水高度值与临界降雨强度值,确定边坡滑移失稳时滑移面具体位置,并进行边坡稳定性的敏感性因素探讨。研究结果表明：当后缘水位达到临界充水高度或降雨强度达到临界值时,边坡沿着稳定性系数最小的潜滑面发生滑移破坏;底层滑体厚度仅影响底层滑体的稳定性;岩层倾角小于15°时,各潜滑面稳定性受倾角影响较大;水力作用下边坡稳定性下降主要由潜滑面扬压力与张裂隙静水压引起,动水压几乎没有影响。     

中云台山超高岩质路堑边坡设计和稳定性分析

连云港东疏港高速公路中云台山路堑段最高岩质边坡高194 m,是目前国内高速公路最高的岩质边坡之一。采取工程类比法、赤平极射投影图解法、极限平衡法、楔体滑动分析法、有限元法等多种计算方法对中云台山路堑边坡稳定性进行计算分析,综合评价边坡的整体稳定性和楔体稳定性。根据边坡整体和局部稳定计算结果,设计了多层次防护方案。在施工过程中对边坡进行全方位安全监测,根据监测结果和现场开挖所揭示的地质信息进行动态设计,保证了超高岩质边坡的稳定性。通车运行6年多来,边坡稳定性良好。     

考虑膨胀力与孔隙性的膨胀土边坡稳定性

研究了膨胀土边坡的稳定性分析.相对于普通土体,膨胀土的多孔隙性以及膨胀性对其边坡的稳定性有重要的影响.由于以上两点原因,膨胀土边坡常发生浅层滑动.为了分析其浅层稳定性,利用极限分析原理,建立了圆弧状的破坏机构,将膨胀力视为外力作用与滑动体上.在计算其内外功率的基础上,提出了浅层稳定性的问题的数学表达式.经过计算,结果表明其稳定性问题受孔隙性的影响较大.     

三级边坡稳定性分析的机动方法

三级边坡与普通边坡相比,可以在保证坡度的条件下提高边坡的稳定性,可以减少工程占地面积,具有广泛的环境效益和经济效益,在实际工程中有着广泛的应用.基于极限分析上限法建立了三级边坡的破坏机构,推导了三级边坡的外部做功功率及内部耗损率平衡方程,求出三级边坡临界高度的表达式.采用序列二次规划算法对其临界高度进行优化,求出三级边坡的一个上限解.将本文的计算结果与前人研究成果进行对比,验证了该方法的有效性.     

考虑软化影响深度的土坡浅表层稳定性分析方法研究

为分析土坡浅表层稳定性，基于极限分析上限法理论，将滑面设为对数螺旋面，考虑坡体浅表层土体软化影响深度，建立了浅表层滑动破坏机构，推导了浅表层稳定系数的隐式计算公式，反映了稳定系数与坡面长度、软化影响深度、土体强度参数之间的关系。算例分析表明:边坡浅层旋转破坏机构得到的稳定系数与既有的三段式极限平衡法及数值模拟的结果均较为接近，且比数值模拟结果略微偏大。同时，随着坡面长度的增加，稳定系数逐渐减小到一稳定值；在某一软化影响深度时，稳定系数存在最小值；土体内摩擦角比黏聚力对浅表层稳定系数的影响更为显著。     

加筋二级边坡极限分析方法研究

加筋土边坡在实际工程中有重要的应用,对该类边坡的稳定性分析是非常重要的工作。然而对二级加筋边坡稳定性研究较少。利用上限法,对二级加筋边坡的稳定性进行了研究。建立了外力功率,土体与筋材能量耗散方程,并利用Matlab优化平台对临界高度进行求解。所得结果可以指导边坡失稳分析与防护设计。与已有结果的对比分析表明：采用本文方法对二级加筋土坡的稳定性分析是简单有效的。     

基于边坡稳定计算的软件分析对比

边坡稳定性分析一直是工程建设领域的常见问题也是难点,传统的分析方法主要借助于工程地质类比法、刚体极限平衡法等对边坡进行定性评价并求得安全系数。利用有限差分法软件FLAC3D,有限元法软件PLAXIS和传统的刚体极限平衡法软件理正对兴隆土质边坡进行稳定性分析和求解安全系数,数值分析法得到的滑动面比传统方法假定的圆弧滑动面更加合理,强度折减法得到的安全系数比传统方法更加准确。