基于QUAKE/W的边坡地震动力响应分析

以QUAKE/W为手段,结合边坡工程实例,从动力角度对地震作用下边坡体稳定性和动力响应进行研究,用有限元的方法给出地震作用下的边坡位移量和应力分布。结果表明,在地震作用下,边坡的最大水平位移量发生在边坡的中上部;最大剪应力集中在坡脚附近,边坡体处于不稳定状态,建议开挖过程中采取相应的支护措施。最后再将QUAKE/W模型导入SLOPE/W中把有限元法与极限平衡法相结合计算安全系数,同时给出最小平均安全系数的计算方法,并以其作为边坡稳定性的评价指标。     

基于极限平衡有限元法的边坡稳定分析

将传统极限平衡方法与有限元法相结合进行边坡的稳定分析。首先采用有限元法计算土体单元的正应力和切应力,然后根据极限平衡原理计算边坡的稳定安全系数,并确定可能滑动面的形状和位置。算例表明,该方法不仅能够计算得到安全系数,而且能够得到边坡土体各处的应力、应变、位移等信息,进而为全面评价边坡的稳定性提供参考。     

强度折减法求解边坡稳定安全系数研究

针对均质边坡在不同坡角情况下的确定性模型,借助有限单元法,利用强度折减技术分析边坡整体稳定性,详细分析了有限元计算模型节点第一主应力最大值（σmax）随折减系数（F）的变化规律以及受坡角变化的影响态势。研究表明：σmax随F的增长,常呈平稳、渐增及突降3个阶段,最终当F达到某一值时有限元计算将不收敛,σmax-F曲线中的峰值点对应的F值与传统方法计算的安全系数更为接近,而有限元计算不收敛时对应的折减系数值则往往大于传统方法的计算结果;由于不同工程土性参数或者坡角、坡高等的差异,上述的峰值点有可能被淹没,即有限元计算不收敛之前不会出现。因此,建议在出现峰值点的情况下选用峰值点对应的折减系数作为安全系数,而不出现峰值点时,以有限元计算不收敛作为安全系数的取值判据。     

水位变化对临河基坑边坡稳定性的影响

渗流作用对临河基坑边坡稳定性有较大影响,对工程设计及施工有重要的指导意义。为深入研究河水渗流对基坑边坡稳定性的影响,针对湖南省某扩建二线船闸基坑边坡,利用有限元数值仿真技术,采用渗流与强度折减法相结合的方法,获取不同水位下该基坑边坡的孔隙水压力分布特征,分析河水位变化对边坡应力、位移的影响,探讨边坡安全系数的演变规律。结果表明:河水位的升降仅对一级坡有较为明显的影响,随着河水水位的上升,边坡安全系数在逐渐减小,但水位在37～45 m时安全系数均大于规范要求值。     

河道护岸型式比选及结构计算分析

以长江三角洲地区某河道治理工程为分析对象,满足河道防洪除涝安全同时提升河道生态、景观效果的情况下,进行护岸型式及桩型比选,结果表明:本河道采用生态堆石挡墙护岸生态景观效果更好。对各种计算工况下的边坡整体稳定、挡墙自身稳定以及桩基进行计算分析,结果表明:边坡整体稳定性计算采用瑞典条分法获得的安全系数结果较有限元分析安全系数结果更保守;桩基承载力及位移采用m法计算结果与有限元计算结果较为接近。     

基于强度折减法的边坡开挖过程稳定性分析

针对孟加拉国帕德玛大桥航道边坡开挖过程的稳定性问题,采用基于强度折减法的有限元进行模拟计算,有限元模拟结果显示在岸坡分层开挖过程中,边坡的沉降位移不断增大,最大沉降位移约为10 mm,发生在岸坡坡顶与坡面交界处;与此同时,边坡的水平位移同时增大,最大水平位移约30 mm,发生在河道水面与坡面交界处;随着岸坡开挖过程不断深入,虽然岸坡整体安全系数会逐渐降低,但岸坡的安全系数一直维持在1.6以上,边坡在开挖过程整体保持稳定,该成果可以为孟加拉国帕德玛大桥航道岸坡开挖提供参考。     

基于Newmark滑块位移法的岸坡地震稳定性简易分析方法*

国外码头抗震设计规范普遍采用地震永久变形分析岸坡稳定性，而地震永久变形一般是由基于Newmark滑块位移法确立的经验公式或图表计算得到的，但我国水运工程抗震设计规范并无类似方法。为此采用Newmark滑块位移法对3 600条拟合于我国水运工程抗震设计规范反应谱的人工地震波进行分析，确定了滑块位移的统计特征和分布。由此提出了一种简易分析方法，并通过一个实际码头岸坡案例说明了方法的实施过程。研究结果表明：1）基于Newmark滑块位移法确定的永久变形均值是岸坡屈服加速度的函数，其变异系数是屈服加速度和峰值地面加速度比值的函数，且永久变形服从对数正态分布；2）可将表达式计算得到的永久变形均值同规定的限值进行直接对比来分析岸坡稳定性，也可通过计算一定保证率下的变形来分析。     

高震区斜坡式护岸的岸坡稳定性分析

对位于菲律宾高震区的某斜坡式护岸结构的岸坡进行稳定性评估,分析国际上主流抗震设计规范,结合该工程的具体设计条件,提出合适的地震岸坡稳定分析方法、稳定标准和分析流程,并采用Newmark法和非线性动力分析对该护岸的震后残余位移进行计算。结果表明：高震区的岸坡稳定分析宜以控制位移为目标,水准1、2地震下的残余位移宜分别不超过5、30 cm;当采用Newmark法计算时宜取其上限位移,而通过非线性动力分析可获得岸坡残余位移和最大剪应变等的分布,从而对地震下的岸坡稳定做更为全面的设计和评估。     

岸堤边坡地震反应影响的有限元分析

选取库区的岸堤边坡开挖锚固工程,结合1976年天津地震波曲线,采用有限元数值模拟的方法计算边坡的稳定性及其地震相应的规律,并使用有限元强度折减法计算了岸堤边坡的安全系数K值.     

基于FLAC数值模拟的路堑边坡稳定性分析

将强度折减理论与FLAC软件相结合,以静力平衡计算收敛、特征部位位移突变及塑性应变区贯通情况为失稳判据判断边坡稳定状态,求得路堑边坡的稳定系数Fs。以深圳市龙岗区龙坪路某路堑边坡稳定性分析为例,通过建立数值计算模型和选择合理的参数,模拟得出路堑边坡开挖前后以及降雨工况下的位移、塑性区变化情况,进而揭示了该路堑边坡变形破坏的机理及其稳定性发展趋势,从而合理评价该路堑边坡的稳定状态。     

基于隧道开挖对临近边坡稳定性的分析研究

为研究隧道开挖对临近边坡的稳定性影响,以实际隧道为研究对象,采用有限元FLAC3D软件计算边坡开挖前后的边坡的稳定性分析。研究得出:开挖前与开挖后的边坡安全系数均为2.16,开挖前、后的塑性区,变化不大。由开挖前后的安全系数与塑性区可知隧道开挖对临近边坡的稳定性没有影响。对隧道临近边坡用喷射混凝土方法进行支护,支护后的临近边坡安全系数达到了3.2,未产生新的塑性区,表明采用喷射混凝土边坡支护是有效的。     

基于有限元与极限平衡法的云南某露天矿边坡角分析

为保证露天矿边坡在开采过程中的安全稳定,提出有限元与极限平衡法相结合的分析方法,综合分析其边坡稳定性并利用数理关系优化边坡角。通过数值分析软件MIDAS模拟出边坡潜在滑动面位置,再利用极限平衡分析软件GEO5与Studio分别计算出不同边坡角下的稳定性系数,绘制稳定性系数与边坡角的关系曲线,最后得到满足其安全系数的最终边坡角。采用该分析方法对露天矿边坡角进行分析,不仅能为露天矿安全开采提供指导,同时也能降低剥离工程量,提高企业生产效益,保证边坡的稳定性。     

基于离心试验和数值模拟的加筋高陡边坡综合分析方法

以重庆港某码头工程陆域加筋边坡为原型,采用离心模型试验和数值模拟相结合的综合分析方法,研究加筋高陡边坡的加筋机理及稳定性。离心模型试验结果表明：加筋边坡与无加筋边坡的破坏模式不同,无加筋边坡坡肩垮塌,而加筋边坡在1/6~1/3边坡高度处出现应力集中;边坡填料尤其是边坡中、下部填料的强度性质对边坡的安全系数起决定性的作用,如果仅将边坡上部变为强度较低的填料,加筋边坡安全系数变化甚小。数值分析方法先进行离心模型试验验证,再用于分析计算原型加筋边坡的安全系数和应力位移场分布,保证了数值分析计算结果的正确性,研究成果为设计提供了技术支持。本研究方法可作为研究加筋边坡工程或其他岩土工程参考。     

基于Newmark法分析冲击问题

本文介绍平均加速度的Newmark法分析冲击问题,分析一个算例计算出Newmark法结果。借助商业软件Ansys软件,通过积分型内点罚函数将含时间参数的不等式约束优化问题转变为一系列不含阻尼参数的无约束优化问题进行数值仿真求解。对比两者计算结果,得出结论基本一致,Newmark法计算得到的速度值较有限元值偏小。     

基于突变理论的边坡稳定性分析

基于突变理论,并结合采用有限元强度折减法进行边坡稳定分析,建立了边坡内最大位移与折减系数的尖点突变模型,并以此作为边坡是否失稳的判断标准。将该方法应用于合溪水库右岸边坡稳定性分析,结果表明采用该模型作为失稳判据能体现边坡失稳过程的突变性,物理意义明确;计算结果与简化Bishop法计算结果接近,说明了该方法的有效性。同时,将失稳判据量化到一个确定的值,通过比较该值与零的关系来判断边坡是否失稳,概念明确,界定清晰。     

大沙地尾矿库动力稳定性模拟研究

针对大沙地尾矿库动力稳定性问题,利用flac3d软件建立模型对尾矿库动力稳定性进行研究。对汶川波输入模型后的响应加速度、剪应力、位移的分布规律进行分析。利用强度储备型安全系数法对尾矿库进行稳定性分析。研究结果表明:响应加速度和剪应力峰值主要出现在尾矿坝基岩下部且剪应力峰值并未形成贯通面;尾矿表层变形量最大且以沉降变形为主;尾矿库最小安全系数为1.26,具有一定的安全储备,尾矿库整体稳定。     

降雨条件下胀缩性裂隙边坡稳定性研究

以某胀缩性裂隙边坡为例,基于非饱和土力学理论,利用有限元方法,对降雨入渗条件下胀缩性裂隙边坡稳定安全系数进行计算和分析,研究了裂隙的位置、深度和降雨的强度对胀缩性裂隙边坡稳定的影响规律.研究表明:裂隙位于坡面边坡稳定性最低,位于坡顶次之,位于坡脚偏于安全;整个降雨过程中边坡稳定安全系数随着裂隙开裂深度增大而逐渐降低;边坡稳定性随着降雨强度的增加显著降低,但随着降雨的持续,边坡安全系数趋于稳定.     

工字钢+锚杆锚索加固的三维稳定性分析

在维西公路一号隧道进口处边坡开挖过程中,边坡出现变形和裂缝,对边坡顶部及背侧的学校操场构成潜在的危险。为了避免滑坡的发生,结合岩土领域有限元软件Midas gtx-nx,采用强度折减法,对原设计边坡进行数值分析,得出安全系数,判断边坡滑移面的位置;对该边坡采用工字钢-锚杆锚索的加固方式,并进行加固方案的设计计算;再利用有限元软件进行加固后的三维数值分析,模拟在暴雨工况下加固方案的效果。研究结果表明通过有限元软件的分析得到原设计的安全系数为0.25625;经过加固设计后,在暴雨工况下,得到的安全系数为1.35156。工字钢框格梁-锚杆锚索加固方案对于该边坡加固效果明显,对其他边坡加固具有借鉴意义。     

一种新的边坡稳定随机评价指标*

基于极限平衡法和可靠性理论,考虑边坡稳定控制因素的变异性,构建安全系数概率分布模型。结合实际工程特点,将随机安全系数与临界安全系数相比较构建安全区和失效区,将安全区的安全系数均值与边坡可靠度相乘,得到基于随机二元指标的边坡有效安全系数。通过算例对比分析中值安全系数、安全系数均值、可靠安全系数以及有效安全系数在不同边坡稳定控制因素变异性下的变化特点。算例表明,该边坡稳定随机评价指标及分析方法将边坡宏观特征现象与定量分析相联系,为类似边坡工程稳定性分析及评价提供参考依据。     

超大型风电安装船风暴自存状态下桩腿动力响应分析计算

桩腿支撑风机安装船舶(平台)的重量及风浪流等环境载荷,且桩腿部分在风浪流联合作用下,其结构动力学响应关系到平台的安全性,需要考虑风暴自存下桩腿动力响应以评价设计平台的安全性。利用Newmark法结合有限元分析方法对平台所处的最极端的状态-风暴自存状态下桩腿非线性变系数微分动力响应问题进行计算求解,并得出分析计算结果。作用方向为迎浪(180°)与横浪(90°)情况下桩腿发生最大位移的节点x方向和y方向位移响应曲线计算分析结果表明,在最危险工况的组合且计算值偏保守情况下,位移响应值在合理的范围内,设计符合刚度要求。