黄土边坡滑坡侵蚀稳定性计算方法探讨

滑坡是土坡重力侵蚀破坏的主要形式，在目前的工程实践中，土坡稳定性分析最常用的方法是圆弧条分法。但对大量黄土滑坡的观测表明，其滑动面并不是圆弧，一般是后壁陡直，下部接近圆弧，总体形状呈“L”形。因此采用经典的圆弧法计算黄土边坡的稳定性是不准确的。根据Mohr-Coulomb强度理论计算出黄土滑坡后缘拉裂的深度，自拉裂底部至坡脚处假定为圆弧滑动面，在此前提下搜索最危险滑动面的位置。笔者曾提出了搜索最危险滑动面的一种方法，并结合该方法推导出了用圆弧法求解稳定系数的解析式。将黄土边坡具有后缘拉裂这一特点，应用于该解析方法中，进一步推导出用于黄土滑坡侵蚀稳定性的计算公式，通过对泾河南岸一黄土高边坡滑动前地形断面观测和土的物理力学性质指标的测试，计算得出其潜在滑动面，再与其滑动后实测滑动面比较，表明提出的方法比一般的圆弧法有更高的精度。     

湖北十白高速公路栗石沟隧道洞口滑坡稳定性分析

以湖北十白高速公路栗石沟隧道洞口边仰坡的稳定性情况为例,就天然状况和暴雨工况2种工况,运用理正分析软件,采用圆弧滑动法确定滑裂面形状、瑞典条分法分析圆弧的稳定性,通过自动搜索最危险滑裂面来计算边坡的稳定性,定量计算了在自然工况和削坡卸载后的稳定性系数,对洞口边坡稳定性进行了定量评价.     

基于遗传算法的高边坡最危险滑动面确定方法

高边坡稳定性分析的关键是如何确定最危险滑动面.传统的计算方法都是根据经验,人为地确定最危险滑动面,计算安全系数,如黄金分割法或者设定圆心、半径的步长进行逐点扫描,这些方法的精度都不高且容易陷入局部极值点.该文引入能模拟生物进化过程的遗传优化算法来搜索边坡的最危险滑动面,通过一具体工程实例的对比计算,说明其与传统计算方法相比精度更高,适应性更强,值得推广应用.     

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.     

直线滑动面法分析路基边坡稳定性的探讨

直线滑动面法适用粘聚力小的土质路基边坡稳定性分析,一般通过假设几个典型滑裂面,计算最小稳定系数,确定边坡的稳定性。直线滑动面法最危险滑动面直接解法可直接确定路基边坡最小稳定性系数,简化了路基边坡稳定性分析的计算工作。文中通过算例分析了粘聚力、边坡率和摩擦角对路基边坡稳定性的影响,表明边坡率和摩擦角对路基最危险滑裂面位置影响较显著,而粘聚力对路基最危险滑裂面位置几乎没有影响;粘聚力、边坡率和摩擦角对路基稳定性系数影响均显著。     

土质边坡最大滑坡推力滑动面研究

目前,边坡稳定问题的关键就是如何寻找最危险滑动面。最危险滑动面并不代表是有最大滑坡推力的滑动面。而在对边坡进行处治时,滑坡推力是最重要的参数之一。为了得到所有潜在滑动面中最大的滑坡推力,该文提出了最大滑坡推力滑动面的概念。以圆弧滑动面为研究对象,采用模式搜索法进行最危险滑动面的搜索,并采用不平衡推力法计算所有潜在滑动面的剩余下滑力。通过对所有潜在滑动面对应的剩余下滑力的比较,找出最大滑坡推力滑动面。算例结果表明:最大滑坡推力滑动面是存在的,其比最危险滑动面有更大的剩余下滑力,同时还有更大的滑动范围。因此,最大滑坡推力滑动面在边坡处治设计时是有必要考虑和重视的。     

加速遗传算法在路堤边坡稳定性分析中的应用

根据加速遗传算法的思想和瑞典法基于圆弧滑动面的假定,提出一种用加速遗传算法搜索最危险滑动面及其对应的最小安全系数的方法。该方法是一种改进的遗传算法,它不仅能克服传统方法容易陷入局部极小值的缺点,而且较简单遗传算法具有更高的搜索效率,计算时间短,搜索的解更优,是一种全局优化算法。通过某高速公路工程实例对其进行了验证,结果令人满意。     

利用粒子群优化算法求解土坡非圆临界滑动面

提出修复策略替换惩罚策略来修复搜索过程中可能出现的不合理滑动面,以更有效搜索最危险的滑动面。将粒子群中每个粒子比拟为滑动面,利用粒子群优化算法求解两个土坡的最小安全系数及其临界滑动面,同已有的结果比较,证明了文中提出的两种策略是合理有效的。     

预应力锚索抗滑桩治理滑坡的稳定性分析

以极限平衡理论为基础,假定滑动面为圆弧面或近似于圆弧面,采用Bishop法,考虑竖向条间剪力对滑移面抗剪强度的影响,建立了滑坡最危险滑移面的搜索模型,并推导了稳定系数的求解公式;运用遗传算法对支挡结构最危险滑移面进行动态搜索和确定,计算其稳定性系数,避免了在优化设计中陷入局部最小值的缺点,使其结果更具有效性和准确性。     

基于自适应遗传算法的路堤边坡稳定性分析方法

基于圆弧滑动面假定,提出了一种用自适应遗传算法搜索最危险滑动面及其对应的最小安全系数的新方法。该方法是一种改进的遗传算法,采用自适应求取适值、动态调整交叉率和变异率、自适应区间收缩。自适应遗传算法有效克服了传统方法易陷入局部极小的缺陷,提高了算法的搜索效率、精度和稳定性。     

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。     

基于强度折减法的边坡稳定性有限元分析

介绍了有限元强度折减法的基本原理,结合建立的二维边坡模型,基于有限元强度折减法,运用有限元软件Midas/GTS对该边坡进行了数值分析,得出边坡在自重作用下的水平位移等值云图、应力与应变云图及安全系数指标,依此确定了最危险滑面位置和形状以及整体失稳的安全系数。     

改进布谷鸟算法在边坡滑面搜索中的应用

根据布谷鸟算法前期搜索随机跳跃性大、后期搜索收敛速度慢的缺点，引入惯性权重并结合局部蒙特卡罗优化，得到改进的布谷鸟算法，其搜索结果与Spencer法、瑞典条分法进行对比可知，不论滑面的位置还是安全系数都很相近。与退火模拟算法对比验证其可靠度，结果表明:改进的布谷鸟算法更优秀，得到的结果更精确，可以应用于边坡滑面搜索。     

基于有限元水平地震荷载作用下土坡稳定性分析

基于GeoStudio有限元软件,分析水平向地震荷载对边坡稳定的影响,借助拟静力法和莫尔-库伦理想弹塑性模型在水平向地震荷载作用下的应力、变形,应用slope/w刚体极限平衡稳定分析程序与sigma/w有限元程序相结合的方法,以有限元矩形单元网格边界组成的锯齿状滑裂面替代传统的圆弧滑动面,对一土坡的稳定性进行了分析。计算结果表明,二者的计算结果相近,且在相同工况下有限元计算安全系数略大于刚体极限平衡法计算安全系数。     

基于粒子群算法的粘性土主动土压力计算方法

假定挡土墙后滑动面为库伦平面滑裂面,基于能量法,推导出了适合与砂性土与粘性土的主动土压力计算公式,然后引入粒子群智能优化算法,对最危险滑动面所对应的破裂角在变量范围内进行全局搜索。运用本文方法分别对墙后填土为为砂性土和粘性土的挡土墙土压力进行计算,发现对于砂性土,优化方法得到的破裂角与理论精确解完全一致;对于粘性土,方法计算结果与实测结果相对误差为5.5%。     

基于ABAQUS的凉水井滑坡稳定性分析

利用大型有限元软件 ABAQUS 对凉水井滑坡段进行了数值模拟分析,通过应力应变场的云图分析,确定边坡的最危险潜在滑动面。依据强度折减法的原理,利用ABAQUS定义场变量为强度折减系数值,通过改变场变量实现摩擦角和粘聚力的折减,得出边坡稳定性安全系数,并对滑坡的整治措施提出建议。     

土坡非圆临界滑动面求解的混合搜索方法

在非圆临界滑动面的搜索中,先进行圆弧滑动面的搜索,将得到的临界圆弧滑动面作为非圆临界滑动面搜索的初始滑动面,采用改进粒子群优化算法——快速粒子群算法寻优;然后根据搜索到的较优值缩减搜索域的范围,再利用改进和声搜索算法寻优,将得到的结果作为问题的最优解。最后采用Spencer法计算滑动面的安全系数,并利用2个复杂土坡作为算例来检验混合方法的有效性。比较结果表明:该方法适用于多变量优化问题的求解。