岩体结构面对边坡稳定性的影响

岩石边坡,尤其是受结构面控制的岩体边坡,其边坡稳定分析应考虑岩体中结构面的产状、性质和发育程度。采用赤平投影图解法进行岩体边坡稳定性分析时,结构面抗剪强度是非常重要的力学参数,合理地选择确定抗剪强度的方法,常常要分析c、φ值在边坡稳定中的作用,然后综合选用合理的c、φ值,根据边坡可能破坏的形式进行边坡稳定性评价分析。     

抗剪强度指标反算的数值分析方法

将FLAC3D软件应用于边坡抗剪强度指标的反算,结合室内试验结果和工程经验确定边坡抗剪强度参数的取值区间,然后在该区间调整c、φ值,得到边坡安全系数Fs=1时的c-φ曲线.根据现场试验资料综合分析取得符合边坡实际的抗剪强度指标.为了便于比较,文中同时采用了传统的传递系效法和总和平衡法进行抗剪强度参数反算,得出相应计算结果.实例计算结果表明:采用数值分析方法克服了传统极限平衡理论反算法需要人为假定最危险滑动面和条间力大小及方向的缺点,所得结果更加合理、可靠.     

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。     

岩质边坡滑带参数取值方法和稳定性分析

红砂岩顺层边坡岩体被节理、层面等结构面切割,形成一个复杂的不连续地质介质.当边坡失稳时,岩体沿层面或滑面滑动.滑带具有较低的剪切强度,且有一定的厚度.在边坡稳定分析中,如何找出滑带的抗剪强度,是稳定分析中十分重要的事情.参考了大量文献资料,介绍了滑面抗剪强度的具体取值方法.根据边坡可能的失稳模式,选择Sarma法计算边坡稳定性安全系数,结合滑坡变形监测数据,对边坡进行稳定性分析和评价.     

岩体结构面抗剪强度经验估算方法在杭千高速公路路堑边坡稳定性研究中的应用

高速公路勘察工期紧,对路堑边坡稳定性的评价通常是定性的。岩体结构面抗剪强度经验估算方法的运用,可以在短时间内提供潜在滑移破坏面的抗剪强度参数,从而使得边坡岩体稳定性定量评价成为可能。本文根据3个典型路堑边坡的稳定性分析,介绍了岩体结构面抗剪强度经验估算方法的工程应用。     

高速公路层状岩体边坡稳定性研究

高速公路建设中经常存在层状结构的岩体边坡.层状岩体的最显著力学特性是各向异性.通过层状岩体的各向异性抗剪强度参数的表述方法,提出岩体的抗剪强度参数与滑动面夹角关系的表达式,并将层状岩体的各向异性特性引入到极限平衡分析方法.实例研究表明:考虑层状岩体各向异性的分析方法是一种更为安全可靠的边坡稳定性分析方法,有助于准确评价...     

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。     

土工格栅加筋高陡坡路堤稳定性及其影响因素分析

土工格栅具有独特的物理力学性能,将其作为加筋材料铺设于路堤边坡中,能够有效地改善路堤的变形特性,提高路堤的整体性能。采用FLAC3D建立数值分析模型,基于强度折减法对土体抗剪强度参数及筋土界面参数进行模拟,对比分析了土工格栅对高陡坡路堤稳定性的影响。同时,研究了不同条件下路堤边坡的安全系数及潜在滑动面的变化规律。结果表明:当土体抗剪强度参数较小时,在土体中铺设土工格栅,路堤边坡安全系数可提高10%~20%;对比分析加筋与未加筋工况下路堤边坡的稳定性可知,格栅与土体的相互作用提高了路堤的稳定性,边坡滑动面向深层发展,其曲率变缓。     

基于锚杆轴力监测的楔形体结构面抗剪强度参数反演分析

岩体结构面抗剪强度参数的确定是岩土工程研究的难点之一。通过正交试验、极限平衡理论反演了结构面抗剪强度参数,借助Surfer软件绘制了楔形体安全系数等值线图。利用楔形体锚杆轴力现场监测数据超过轴力警戒值,建立了楔形体处于临界状态下结构面抗剪强度参数c、φ函数关系式。采用FLAC~(3D)对该楔形体进行数值模拟计算锚杆轴力,借助c、φ函数关系式建立了锚杆轴力监测数据与数值计算锚杆轴力的目标函数,通过遗传算法对其进行优化反演,得到结构面抗剪强度参数c=6 680Pa,φ=5.837°。     

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。     

基于滑动面深度的地震作用下边坡强度参数反分析

边坡参数反演是获取边坡强度参数的重要手段.与传统的安全系数及位移反分析不同,提出了基于滑动面深度的边坡参数反演方法.基于极限分析上限定理,利用拟静力方法,计算了地震力作用下边坡的外力功率与内能耗散表达式,并结合强度折减法,推导了简单边坡在地震力作用下的安全系数公式.利用优化算法得到边坡的最小安全系数后,可以求出边坡在地震力作用下临界滑动面的方程,得到边坡不同位置的滑动面深度.并利用滑动面深度对强度参数进行反演.计算结果表明,随着地震加速度的增大,边坡的滑动面深度逐渐增大.通过数值计算与工程实例的对比,证明新方法是有效可靠的.     

岩质建筑边坡岩石压力计算与参数研究

以工程实际出发，建立了岩质边坡的３种失稳破坏模式，根据岩体岩体力学观点推出了支护结构上岩石压力的计算公式，并从实用角度出发对结构面抗剪强度参数的选用提出了合理的原则与方法，对目前一些规范中的抗剪强度参数进行了修正，从而使其更符合实际。     

带台阶的多级边坡稳定性上限分析

基于极限分析上限法基本原理和强度折减技术,根据滑坡体处于极限状态时两功率相等(虚功率方程)条件,推导了带台阶的多级边坡整体失稳和可能出现的局部失稳安全系数计算公式.并以3级边坡为例,编制优化程序,采用序列二次规划迭代算法计算确定最危险滑动面的位置:即对多个可能的滑动面进行搜索,获得安全系数最小(也即稳定性最差)的面作为潜在最危险滑裂面.采用具体算例,对比分析了3级边坡的整体稳定性和可能出现的局部稳定性问题,并由此开展了参数分析.对比分析表明:获得的安全系数较已有方法略小,得到的最危险滑动面与已有结果颇为接近,可以验证其有效性和可行性;参数分析表明:对均质多级边坡,当某级边坡坡角过大时,边坡更易发生局部失稳;高边坡增设边坡台阶可以有效提高边坡稳定性并降低施工难度.     

西南山区陡坡高路堤稳定性分析

在山区道路建设中，不可避免会遇到大量的陡坡高路堤，针对其破坏模式，合理选取潜在滑动面抗剪强度参数，是陡坡高路堤稳定性分析的关键。以重庆市巴南区某主干路K0+480～+680段陡坡高路堤为例，探讨山区陡坡高路堤破坏模式、潜在滑动面抗剪强度参数取值及稳定性分析。     

边坡滑动面三维空间有限元分析

提出了一种用三维潜在滑移面法分析三维边坡滑动面及稳定性的新方法,该方法根据弹塑性有限元的应力分析结果,用数值积分方法确定边坡的潜在滑移面、最危险潜在滑移面和边坡稳定性安全系数,具有充分的理论依据。通过对大量三维边坡实例的稳定性安全系数及最危险滑动面的分析得出,三维边坡按平面边坡处理会引起较大的分析误差,三维边坡应该按三维问题进行分析。     

干湿循环作用下公路边坡稳定性离散元分析

针对边坡体内部含软弱夹层及潜在裂隙的岩质边坡,通过UDEC离散元软件构建边坡数值分析模型,重点分析不同干湿循环条件下边坡的稳定性状态变化。首先利用主成分分析法对影响边坡稳定性的多种因素进行筛选,并根据强度折减法的原则,通过对粘聚力、内摩擦角的参数弱化实现边坡稳定性分析。由室内不同干湿循环条件下的三轴压缩试验,确定抗剪强度参数劣化规律,并根据UDEC离散元模型分析边坡的安全系数变化规律,对边坡的安全状态进行定性、定量分析;根据抗剪强度参数与边坡安全系数的三维变化图,可知:相比于内摩擦角,干湿循环对粘聚力的损伤劣化对岩质边坡的稳定性影响更大。研究成果可为受库水位循环变化影响下的含未知裂隙的库岸边坡稳定性分析提供有益思路。     

用局部最小安全系数法的边坡破坏分析

本文介绍了一种用最小安全系数法对局部破坏的研究方法，边坡中的有效应力状态用德朗克－普雷格（Ｄｒｕｋｅｒ－Ｐｒａｇｅｒ）非线性应力应变关系的有限元法进行计算，根据莫尔－库仓破坏准则来估计土的抗剪强度，沿着边坡的滑动方向，危险滑动面通过联结局部破坏点来确定，建议的方法所获得安全系数和毕晓普法，萨马法（Ｓａｒｍａ）测得的安全系数一致性很好。然而危险滑动面的位置比毕晓普的稍有偏离，这可能是由于各自方法公式     

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。     

基于极限平衡方法的边坡锚杆最合理支护参数研究

锚杆最合理支护参数的确定是对边坡进行有效治理的前提条件,为了准确地确定边坡锚杆的支护参数,笔者运用极限平衡方法,分析了边坡在锚杆处于不同倾角、不同布设形式条件下的边坡安全系数和潜在滑动面的变化情况.分析结果表明:1)锚固边坡存在锚杆的最合理锚固倾角.但对于不同长度的锚杆来说,锚固倾角一般不同.当锚杆倾角大于最合理倾角后...     

维德二级公路典型土质边坡破坏机制及防治措施研究

针对维德二级公路建设中的一个具体边坡问题,采用敏感性分析方法对边境滑面强度参数进行了反分析,用有限元方法对边坡的变形破坏机制进行了摸拟,揭示了边坡的牵引滑动特性,显示了地下水对边坡稳定性有着重要影响.考虑边坡滑动面土体由于含水量不同而具有不同的抗剪强度,对边坡进行了稳定性计算,结果显示滑面长度70％以上土体处于饱和状态...