基于强度折减法的高烈度地震区边坡稳定性分析

将边坡安全稳定系数作为岩土体参数的折减系数对岩土体参数进行折减,采用有限元软件ANSYS进行动力分析,求得地震作用过程中边坡稳定性系数;通过边坡断面横向加速度位移时程曲线研究了高边坡的动力特性;结合工程算例,分析了高边坡在地震条件下的失稳破坏机理,验证了强度折减动力分析法的可行性.研究表明:强度折减动力分析法能直接评价...     

基于双强度折减法的顺层岩质边坡稳定性分析

利用极限平衡法,对顺层岩质边坡进行双强度系数折减分析,提出了折减系数增幅比,根据增幅比确定抗剪强度折减原则,当坡体达到极限状态时确定其极限折减系数。分别以坡体的张拉裂缝深度和充水深度为单一变量,对比分析坡体稳定性发生变化时内摩擦角和黏聚力对其影响程度,最后根据双强度折减分析中极限折减系数定义坡体权重安全系数。研究表明:双强度折减法能够考虑内摩擦角和黏聚力对坡体的影响程度,对顺层岩质坡体进行双参数折减分析,最终定义双参数折减中内摩擦角的折减系数值为坡体安全系数,该结果更符合实际工程,能够为同类问题提供参考。     

滑坡抗剪强度参数反演数值模拟研究

以FLAC3D软件为平台,基于收敛准则利用内嵌FISH语言二次开发,依据不平衡力-折减系数判定滑坡的稳定系数。应用FLAC3D强度折减法分析滑坡在不同的c,φ值的稳定系数,并分析c,φ值对滑坡稳定系数的敏感性,与极限平衡法对比,二者分析均认为φ值较c值对滑坡稳定性更为敏感。通过对强度折减法和极限平衡法的比较分析,综合取值作为滑坡的抗剪强度参数,用于滑坡的支护结构设计。计算结果表明:滑坡的剪应变主要集中于中下部,滑坡呈剪切破坏。     

基于FLAC3D模拟的路基边坡稳定性分析

在修建山区公路时由于受地形条件限制,多采用高填方路基,填土在自重及荷载作用下极易沿着滑动面下滑形成滑动土体,路基失去稳定性。为了分析滑动土体的稳定性,应用极限平衡法中的条分表解法计算实例边坡的稳定性系数,再用FLAC3D强度折减法计算该边坡的稳定性系数,其中FLAC3D模拟通过将抗剪强度参数降低至极限破坏状态为止,最终计算出强度储备安全系数k。通过对比极限平衡法与FLAC3D强度折减法计算出来的稳定性系数,结果发现:两者安全系数相差不大,可以考虑将FLAC3D软件应用于该类工程来分析边坡稳定性,并且为实际工程支护结构设计提供科学依据。     

两种岩体结构面抗剪强度参数取值方法对比分析

结构面抗剪强度参数的合理确定,是对岩质边坡进行有效治理的前提条件。最有效、最准确的确定方法是现场原位试验,当无条件进行现场原位试验时,经验法与反算法是两种最常用的间接确定结构面抗剪强度参数的方法。结合工程实例,应用经验法与反算法分别确定结构面抗剪强度参数,对比两种方法的取值过程,表明两种方法都受人的主观因素的影响,实际工程中宜相结合应用;对比两种方法的计算结果,经验法更适用于新边坡和较稳定边坡防护设计中,反算法更适用于现有危险滑坡治理中。     

强度折减法判定桩基础极限荷载的尖点突变条件

为采用强度折减法判定桩基础的极限荷载,根据突变理论Zeeman机构、桩基础承载力泛函数和直剪试验原理,建立了桩基础承载力突变的临界条件和位移增量梯度与岩土材料剪应力的关系,进而提出利用尖点突变曲线判定桩基础极限荷载.算例分析结果表明:尖点突变曲线拐点出现后,曲线近似垂直于强度折减系数坐标轴,强度折减系数的微小增量将引起位移增量梯度陡增,说明岩土材料已发生塑性变形,拐点对应的强度折减系数即为极限荷载条件下的强度折减系数;由尖点突变曲线和折减系数位移曲线得到的桩基础极限荷载基本相同,但尖点突变曲线的拐点更明显,物理意义更清晰.      

一种通过粒径替换预测碎石土抗剪强度的方法研究

公路弃渣场碎石土难以通过试验获取抗剪强度,利用平行替换和整体缩小粒径的方法,重制试样,开展直剪试验,并将试验结果与原始碎石土试样的抗剪强度参数进行对比,分析仅利用小试样预测碎石土抗剪强度的可行性.研究表明:当粒径平行替换后重制土试样细粒含量较小时,对重制土进行直剪试验即可较好地预测出原始碎石土的抗剪强度;当粒径平行替换...     

复杂空间形态边坡的稳定性分析

为合理评价复杂空间形态边坡的稳定性,基于边坡的三维点安全系数,利用三维数值模拟,提出了边坡稳定性的三步点安全系数计算方法.首先,采用强度折减法降低边坡体的抗剪强度指标,使边坡处于临界状态或者大变形状态,计算边坡临界状态的位移场;其次,设置实际的边坡岩土体物理力学参数,计算当前状态应力场;最后,综合临界状态位移场和当前状态应力场,计算边坡的点安全系数.将此方法应用于贵州贞丰煤电厂运煤道路高边坡工程,计算结果表明:未加固边坡的整体安全系数虽大于设计值1.35,但坡脚局部稳定性系数小于设计值;按照点安全系数分布规律对该高边坡的下部两级边坡采用锚杆加固,确定坡脚锚杆加固的范围为下部两级边坡,锚杆加固深度为坡面以下8 m,锚杆间距为2.0 m,锚杆直径为25 mm,锚杆加固后,边坡的局部稳定性得到显著改善,坡体点安全系数均大于1.35.      

对有限元强度折减法的探讨

利用有限元强度折减计算边坡安全系数时,需考虑弹性模量和泊松比对计算结果的影响,并指出对材料抗剪强度参数c、φ值折减的同时,需按照公式■对弹性模量E和泊松比υ进行调整,使求得的安全系数更合理。     

基于ANSYS的边坡稳定性分析

基于ANSYS的岩土分析计算能通过强度折减使系统达到不稳定状态。使用ANSYS对某一边坡进行稳定性分析,结果表明：随着折减系数的不断增大并达到某一数值时,边坡内塑性应变自坡底向坡顶贯通,边坡达到极限状态,此时的折减系数即为安全系数,有限元强度折减法对边坡稳定性分析具有良好的适用性。     

岩质岸坡岩样力学参数取值方法比较

针对安川公路典型岸坡岩石试样,分别在天然状态和饱水状态下对其进行轴压试验,采用随机模糊法、最小二乘法和蒙特卡罗法对岩石变形参数和抗剪强度参数进行抽样取值,并计算了相应的边坡稳定性系数。计算结果表明:采用蒙特卡罗法抽样得到的变形参数均值、均方差与变异系数与最小二乘法基本接近,其中均值相差仅为0.77%;采用随机模糊法抽样得到的变形参数均值、均方差与变异系数最小,其均值较最小二乘法降低了8.60%;在抗剪强度参数抽样取值时,利用随机模糊法得到的抗剪强度参数均值、变异系数与对应的边坡安全系数最小,蒙特卡罗法次之,最小二乘法最大,其中采用随机模糊法抽样取值时边坡安全系数均值为1.243,蒙特卡罗法取值时为1.521。相比于蒙特卡罗法,采用随机模糊法确定的隶属度函数考虑了样本参数权重因素的影响,反映了岸坡岩石抗剪强度参数的不确定性,计算的岩质边坡安全系数更具有工程指导意义。     

粉土路基强度折减法边坡稳定性分析

采用粉土作为填筑材料的路基受雨水或地下水浸泡冲刷,其强度发生衰减,以浙北地区长三角粉土为例,首先通过室内试验获取该类型粉土化学、矿物组成,得到其物理力学性质,以及作为路基填土所需的压缩、渗透性能与抗剪强度;在此基础上建立有限元模型,采用强度折减法计算粉土路基边坡稳定系数,定义不同水位高度的4种工况,得到不同程度的粉土路基强度衰减后稳定系数。     

超固结膨胀土抗剪强度特性及边坡稳定研究

天然膨胀土经历长期干湿循环,反复胀缩使其具有超固结性。首先制取了超固结比为1.5的重塑膨胀土三轴样,进行了三轴排水剪切试验,获得了土体的峰值抗剪强度和残余抗剪强度;根据广义塑性剪应变的定义,采用硬化软化型函数建立了抗剪强度发挥值与广义塑性剪应变的函数关系,并引入到FLAC3D中的应变硬化/软化本构模型中,结合强度折减法进行了超固结膨胀土边坡的稳定性分析。结果表明:对于正常固结膨胀土,广义塑性剪应变很小,可采用稳定系数来评价边坡的稳定性;对于超固结膨胀土,应采用广义塑性剪应变和稳定系数来综合评价边坡的稳定性。如果广义塑性剪应变很大,即使稳定系数大于1,此时边坡也发生失稳破坏,说明土体的超固结性对膨胀土边坡的强度和变形影响不可忽略。     

植物根系对土体的加筋效应试验研究

为验证草本植物根系对于边坡土体的力学加固作用,在典型公路边坡含大麦草根系的土体进行抗剪强度实验。利用直接剪切仪,对取出的土样进行有根土和无根土的抗剪强度对比实验,和同级荷载不同含根量时的抗剪强度对比试验。     

土体剪胀特性对土质边坡体系稳定性的影响

基于数值算例,研究了土体剪胀性对土质边坡以及边坡体系稳定性的影响,对比了两种关于剪胀角对边坡稳定性影响的不同观点,采用有限元强度折减法和重力加载法对两种不同方法进行验证。结果发现:有限元强度折减法在进行非关联塑性土质边坡稳定性分析时存在局限性;只有在折减的过程中满足剪胀角小于内摩擦角的条件,强度折减法的结果才是有效的。此外,针对把剪胀角近似取为0°是一种的偏于安全的做法的观点开展研究,对有抗滑桩加固的边坡体系进行研究后发现:剪胀角越小,抗滑桩的变形越小,作用在桩身上的最大土压力也越小,表现出土体更加容易"流过"桩体的特点。因此从边坡安全系数角度考虑,把剪胀角近似取为0°可以得到最小的安全系数,是一种的偏于安全的做法,但是从抗滑桩设计的角度考虑,又是一种偏于不安全的做法。建议在实际边坡工程中具体问题具体分析,合理考虑剪胀角的取值。     

公路路堑边坡加筋土挡墙处治的稳定性分析

以广东省某高速公路路堑边坡滑坡加筋土挡墙处治方案为研究对象,详细地分析了加筋土处治公路路堑滑坡的优缺点;分别运用极限平衡理论与有限元强度折减法计算路堑边坡加筋前后稳定性安全系数;将极限平衡理论与有限元强度折减法计算结果相结合,对该滑坡加筋土边坡处治技术进行稳定性分析评估。     

基于ANSYS的有限元强度折减法求边坡安全系数

介绍了一种基于有限元的强度折减法的边坡稳定性分析方法,讨论了该方法的基本原理、安全系数的物理意义、屈服准则和流动法则的选用及边坡破坏的判据等。算例通过不断减小边坡强度参数黏聚力和内摩擦角,得到新的一组黏聚力和内摩擦角,再输入软件计算至不收敛,此时的折减系数就是边坡的安全系数。计算结果显示,用ANSYS计算边坡的安全系数有一定的实用性和可靠性。     

用有限元强度折减法分析非饱和土边坡稳定性

大多数天然和人工土坡都是非饱和土边坡,由于基质吸力的存在使得边坡的安全系数有所提高。基质吸力和边坡的稳定性密切相关,然而基质吸力的大小随着边坡的环境改变而改变。基于Mohor-Coulomb破坏准则和强度折减法,针对不同地下水位、边坡坡度和基质吸力相关的内摩擦角b,对非饱和土边坡稳定性进行了有限元计算。计算结果表明,采用无量纲位移Eδmax/rH2随强度折减系数变化的关系曲线上位移陡然增大时所对应的强度折减系数,作为边坡的稳定安全系数是合理的。     

四川省广巴高速公路填方边坡变形体分析及抗剪强度参数取值

以四川省广巴高速公路填方边坡为例,进行了边坡变形体成因机制分析,采用反分析方法确定岩土体抗剪强度。     

藏东南地区高陡边坡稳定性数值分析

藏东南高山峡谷众多,工程建设中不可避免地存在边坡失稳的问题。选取藏东南地区某处滑坡体作为研究对象,先进行室内试验,获得其基本物理参数,如含水率,抗剪强度等。然后运用有限元软件ABAQUS进行边坡失稳的数值模拟。取强度折减系数从0.5到2.0,以场变量的形式赋予材料属性中,使黏聚力和内摩擦角发生折减。探索边坡塑性区域发展的过程和边坡失稳的安全系数变化规律。