基于正交设计的路堤稳定影响因素敏感性分析

针对边坡和地基2种路堤稳定主控条件,建立了路堤边坡和路堤地基稳定分析模型,采用正交设计方法研究了对应计算模型的各影响因素主次顺序,讨论了均质边坡条件下影响路堤边坡稳定性的各因素间交互作用.研究表明：路堤边坡稳定影响因素敏感性按内摩擦角、坡高、黏聚力、边坡比依次减小边坡比与内摩擦角、坡高与黏聚力间显著交互作用,取值水平不当会影响各因素的敏感性排序;地基及路堤稳定性主要受地基控制,地基土强度和地坡度是路堤稳定的主要因素.     

覆盖型高陡边坡稳定性主控因素研究

为了确定百米级以上覆盖型高陡边坡稳定性主控因素,指导边坡现场支护工作,以川西某隧道工程边坡为典型案例开展研究,隧道出口上方为泥石流堆积体。选取上覆土层厚度H、坡面倾角β、地震动峰值加速度a、土体内摩擦角φ、黏聚力c、重度γ、弹性模量E、泊松比μ等参数,开展边坡稳定性影响因素敏感性分析。利用正交试验设计,采用有限差分强度折减法进行边坡安全系数的计算,基于方差分析和F检验完成影响因素敏感性排序和显著性检验,并开展边坡稳定显著性参数影响分析。分析结果表明：边坡稳定性影响因素敏感性顺序依次为β、φ、a、H、c、γ、E、μ,其中β、φ、a、H、c为边坡稳定性的显著性影响因素;地震工况下边坡处于不稳定状态,需对边坡进行支护,支护位置应选取泥石流阶地坡面缓变陡区域。     

坡积体路段的稳定性研究

针对坡积体路段的稳定性进行分析。按照坡积体的形成方式将坡积体分为崩坡积体、残坡积体和冲坡积体,并对这3种坡积体进行了定义。通过分析崩坡积体、残坡积体和冲坡积体的物质组成、力学特性及相关特征,得出坡积体引起的常见路基病害类型。最后采用多因素正交试验与Flac3D有限元数值模拟方法,建立坡积体半填半挖路基下边坡稳定性模型。分析了边坡高度、坡度及土性参数对边坡稳定性的影响,最后得出影响坡积体半填半挖路基下边坡的因素为:填方土体黏聚力C_1路基高度H填方土体内摩擦角Φ_1挖方土体内摩擦角Φ_2挖方土体黏聚力C_2填土宽度B。     

基于正交设计的软弱夹层岩质边坡影响因素分析

软弱夹层是岩质边坡发生失稳破坏的重要原因.鉴于正交设计方法在边坡敏感性分析中的优势,将该方法引入到软弱夹层岩质边坡稳定性分析中.选取了夹层厚度、夹层倾角、夹层粘聚力、夹层内摩擦角等4个因素进行软弱夹层岩质边坡敏感性的正交试验分析.结果表明:软弱夹层相关参数对软弱夹层岩质边坡稳定的影响程度为:软弱夹层倾角影响程度最大,软弱夹层内摩擦角其次,软弱夹层粘聚力较小,软弱夹层厚度影响程度最小;正交设计法是适合于软弱夹层岩质边坡影响因素敏感性分析的方法.     

铁路岩石边坡的野外调查和稳定性统计分析

本文在12条山区铁路147个边坡工点调查基础上,分析了影响边坡稳 定性的因素。统计分析表明,由回弹值(R),岩块咬合系数(E),视 块度(D)以及地下水影响系数(W)所建立的边坡岩体质量BYZ(BYz 二R·E·O·w)与边坡高度,坡角有明显的相关性。根据BYz将边 坡岩体分为六类,分别给出坡高和坡角的建议值。      

全风化花岗岩边坡破坏的判断

在泰赣高速公路k203~k215段,通过调研发现有一半以上的高边坡是全风化花岗岩坡体,本文通过数值模拟对全风化花岗岩坡体的变形破坏机理进行研究,应用FLAC3D软件对边坡进行反复试算,建立了临界状态全风化花岗岩坡体模型,并确定了临界坡角约为60°,从而可以对全风化花岗岩坡体破坏的判断提供参考,对全风化花岗岩边坡的支护有一定的指导意义.     

岩质边坡地震加速度放大效应研究

建立一个高70 m的二维数值计算模型,对岩质边坡坡面的加速度放大系数进行计算,并将数值计算结果与大型振动台试验和地震台站实测数据进行对比,对比发现三者得到的岩质边坡坡面加速度放大系数十分接近,再将本文得到的加速度放大系数与《建筑抗震设计规范》中的规定值进行对比。研究表明:高度和坡角对岩质边坡坡面的加速度放大系数具有较大的影响,随着相对高度的增加,岩质边坡坡面的加速度放大系数逐渐增大,水平向的加速度放大系数大于垂直向,岩质边坡坡面的加速度放大系数随边坡坡角的增大而增大,且坡脚对放大系数的影响程度随坡角增大而减小;《建筑抗震设计规范》规范的加速度放大系数规定值过于保守,尤其是对于垂直方向。研究成果对认识岩质边坡坡面加速度放大系数具有一定的指导意义。     

基于正交试验分析公路边坡稳定性影响因素

在常张高速公路试验路段边坡稳定性影响因素确定中,采用正交试验方法对坡面角、裂隙饱水系数、岩层走向和路线夹角、岩层倾角、边坡高度等主要因素对边坡稳定性的敏感性作一分析,得到弱风化页岩边坡稳定的一些初步规律,可为边坡开挖设计和加固方案优化提供重要依据。     

基于正交试验分析公路边坡稳定性影响因素

在常张高速公路试验路段边坡稳定性影响因素确定中,采用正交试验方法对坡面角、裂隙饱水系数、岩层走向和路线夹角、岩层倾角、边坡高度等主要因素对边坡稳定性的敏感性作一分析,得到弱风化页岩边坡稳定的一些初步规律,可为边坡开挖设计和加固方案优化提供重要依据.     

软弱夹层边坡变形性状及其影响因素分析

介绍了含软弱夹层边坡稳定性的研究现状;运用有限差分软件FLAC 3D,针对5种工况进行了数值模拟,重点分析了含有软弱夹层的岩质边坡几何特征及软弱夹层力学参数,如边坡坡高、坡角、软弱夹层倾角、黏聚力和内摩擦角等对岩体边坡位移的影响规律及其工程意义.     

祁临高速公路高边坡整治工程方案设计

结合祁临高速公路K909＋085--K909＋450段边坡整治工程实体,分析了该边坡区工程地质条件和坡面破坏特征及其影响因素,并且评价了坡体的稳定性,提出了相应的边坡整治方案。通过近两年的运营,认为设计方案合理、经济、可行,其思路可为同行提供参考。     

震区岩质边坡地震稳定性影响因素敏感性分析

结合湖南省对口援建项目——理县至小金公路工程中的豹子嘴岩质边坡,依据正交试验设计原理,以FLAC3D数值计算法和数理统计为手段,对影响岩质边坡地震稳定性的5种因素参数进行了敏感性分析.通过极差分析和敏感性趋势图,得出了岩质边坡地震稳定性对各影响因素的敏感程度,对震区岩质边坡设计和施工提供了理论依据.     

基于灰理论的边坡稳定性影响因素敏感度分析

边坡的几何特征、岩土体的物理力学参数和地震峰值加速度等因素对公路边坡稳定性影响程度具有差异 性。通过人工调查和钻探技术,基于灰色关联理论,研究了天水地区某公路沿线黄土边坡稳定性对内摩擦角、黏聚 力、重度、坡高、坡率和地震峰值加速度的敏感度。结果表明:边坡稳定性对内摩擦角和黏聚力敏感度最大,关联系数 为0.897 ~0.995;其次为坡高和重度,关联系数为0． 504 ~0． 528;对坡率和地震峰值加速度敏感度最小,关联系数为0.491 ~0.506。一般边坡(坡高≤20 m)稳定性对黏聚力敏感度比内摩擦角大,对重度的敏感度比坡高大,高边坡(坡高>20 m)则与之相反。     

基于离心试验的边坡倾倒变形下弯折带演化特征

边坡倾倒变形过程中岩层弯折带的发育特征与演化规律是研究该类边坡变形破坏的地质过程与力学行为的关键. 为了揭示坡角变化对弯折带发育规律的影响,以澜沧江古水水电站坝前倾倒变形体为原型边坡,概化设计3组不同坡角的试验模型,通过离心模拟试验,尝试再现反倾层状岩质边坡倾倒变形的演化过程,分析边坡内部岩层弯折带的发育特征. 研究结果表明:边坡倾倒变形主要发生在倾倒折断基准面上方,基准面与层面法线的夹角位于12°～16°,该值不随坡角的改变而发生变化;边坡倾倒变形时,弯折带由坡脚开始以参差阶坎状的形式向坡顶延伸直至贯通,坡度陡的边坡会在一级弯折带上方的已倾倒岩体中产生新的次级弯折带,边坡倾倒折断模式由单级折断逐渐转为多级折断;弯折带孕育过程可概化为3个阶段:岩层弯曲变形、坡脚破裂-弯折带向坡顶延伸、弯折带贯通-坡体临界失稳;坡角变化对边坡倾倒变形发育特征有较大影响,随着坡角的增加,边坡倾倒变形范围扩大,程度加剧.      

基于温度-应力耦合效应的冻土高边坡稳定特性分析

以京新高速某季节性冻土高边坡为背景,通过考虑伴有相变的瞬态温度场与应力场耦合,运用有限元分析软件ANSYS,分别模拟研究了含水率、温度、坡率、有无护坡等因素对边坡位移场、应力场和温度场的影响,并通过比较边坡安全系数的大小,判断各因素对边坡稳定性的影响。计算结果表明:边坡稳定性与含水率、坡率、边坡高度呈负相关,即数值越大稳定性越低;而温度作为影响季冻区边坡稳定的重要外部条件,当负温值位于-10℃以上时,各个指标对其敏感度较高,随着温度的进一步降低,各指标对温度的灵敏度逐渐减小;此外,施作护坡可有效地减小边坡的最大位移和冻结深度,增强其稳定性。     

考虑渗流作用的土坡稳定性上限有限元分析

根据上限有限元的基本原理,基于MATLAB平台编制了有限元上限分析程序,将Mohr-Coulomb屈服准则嵌入有限元计算程序中,利用计算机自动搜索得到边坡的破坏面。采用强度折减法对渗流作用下边坡的安全系数的上限解进行计算,并得到边坡的极限破坏模式,计算结果表明:稳定系数随边坡高度、边坡角度、水位位置h/H的增大而减小;随着坡高的增大,边坡破坏范围逐渐增大;当β=30°时,土坡的极限破坏面不经过坡趾,随着坡角的逐渐增大,边坡的极限破坏面通过坡趾;不同水位位置条件下边坡的破坏模式形态基本相同。通过与前人研究成果的对比,验证了本文方法的有效性,并将本文成果应用到实际工程中,取得了良好的效果,可为同类工程提供参考。     

顺层白云岩边坡稳定性分析与计算

在对西南山区某顺层白云岩边坡进行资料收集和现场调查的基础上,通过赤平投影法对顺层白云岩边坡稳定性进行了分析,确定了边坡的稳定性和边坡的滑移类型;深入分析了影响边坡稳定性的主要因素;采用极限平衡法计算了边坡的安全系数。通过对滑面强度、滑体密度等参数的敏感性分析发现,抗剪强度参数对边坡的稳定性影响较为敏感。其成果可为今后类似边坡的稳定性分析和加固设计提供参考。     

考虑降雨因素下边坡性质对边坡稳定的影响

为了研究不同边坡性质对边坡稳定性的影响,基于Geo-Studio有限元软件,建立二维平面模型,针对不同岩体材料、坡高、坡角、地下水位面高条件下的边坡进行稳定性研究,研究表明:当边坡角度和高度越大,边坡越易发生失稳破坏;岩土材料决定边坡在降雨初始状态的安全系数值,岩体材料渗透系数越大,边坡稳定性越差;边坡的渗透系数远低于降雨强度时,地下水位面高不会对边坡稳定性造成明显影响。     

临坡条形基础极限承载力上限计算

利用极限分析中的机动法,构建临近边坡条形基础承受极限承载力的二维机动许可破坏模式．根据外力功率与内部耗能相等获得极限承载力的目标表达式,并把其转化成了一个求含有非线性约束的极限承载力上限解最小值问题计算模型．通过编制和调用计算程序,对建立的计算模型采用序列二次规划法（SQP）进行了优化求解．研究结果表明：边坡倾斜程度δ和岩土体内摩擦角φ对临坡条形基础地基承载力影响较大;边坡坡角δ的增加将使地基破坏区域发生显著变化,使各分项系数Nr,Nc,Nq迅速减小;而内摩擦角φ增加对Nr、Nc、Nq的影响则相反．     

基于室内模型试验的红砂土边坡雨水冲刷影响因素 敏感性研究

为掌握红砂土路基边坡在降雨条件下的冲刷破坏规律,对该类路基工程边坡防冲刷提出合理化建议,针对湖南省某高速公路红砂土边坡特点,设计开发了模拟雨水冲刷边坡的室内模型试验系统,该系统包括人工降雨装置、供排水系统、测量系统和路基模型,利用该系统有效观测了红砂土边坡在雨水作用下发生崩塌的全过程,测定了不同坡长、降雨强度等条件下的边坡冲刷量,获取了边坡浸润深度随降雨时间的变化规律。依据灰色关联理论,对冲刷量影响因素的敏感性进行了分析。研究表明:影响边坡冲刷量的因素大小依次是降雨强度、降雨总量和边坡坡长。同时提出了相应的红砂土边坡防冲刷建议,在采取红砂土边坡抗冲刷措施时,应重点考虑当地降雨特点的影响。研究结果对红砂土边坡抗冲刷设计具有一定的理论指导作用。