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。     

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.     

呼-集高速公路高边坡稳定分析

用有限元程序在呼和浩特至集宁高速公路做边坡稳定分析,将应力-应变引入传统的弹塑性力学,根据计算得到的应力场来计算各点的安全系数,在不假定滑动面的情况下,利用安全系数的理论,绘出安全系数等值线图,其安全系数就是边坡的安全系数,从而,理论确定最大的滑动面经检验与实际相吻合。     

考虑降雨入渗影响的边坡稳定性数值分析

根据云南祥临公路地质特点、气象条件与工程设计,用有限差分法软件建立了二维边坡非饱和渗流稳定性分析模型,运用水气两相流-应力耦合计算方法进行了考虑降雨入渗影响的边坡稳定性计算.并用强度折减法确定了边坡滑移面以及安全系数.结果表明:边坡土体内孔隙水影响区域随着降雨强度和持时的增加而逐渐增大;降雨入渗浸润过程中气相向边坡内非饱和区域流动;随着降雨入渗持时和强度的增加,边坡滑动破坏面有向浅层移动的趋势,且安全系数逐渐减小.     

“暂态”饱和-非饱和边坡稳定性分析方法研究

针对"暂态"饱和-非饱和边坡的稳定性问题，推导考虑"暂态"水压力、孔隙水重力、软化与非饱和强度的边坡安全系数计算公式，开发可以自动搜索滑动面位置的"暂态"饱和-非饱和边坡稳定性分析程序，并采用该程序研究算例"暂态"饱和-非饱和边坡安全系数与失稳模式的演化规律，分析不同因素对边坡安全系数的影响程度。研究结果表明：提出的能同时考虑"暂态"水压力、孔隙水重力、软化与非饱和强度的改进瑞典圆弧法，可以有效解决"暂态"饱和-非饱和边坡稳定性分析的问题；边坡失稳模式由深层整体破坏转变为浅层局部破坏时，存在一个可以采用降雨入渗区深度定义的阈值；降雨入渗区深度小于该阈值时，边坡安全系数迅速降低，滑动面最大深度快速减小，边坡失稳模式表现为深层整体破坏；降雨入渗区深度大于该阈值时，边坡安全系数持续降低，滑动面最大深度缓慢增大，在边坡浅层形成一块滑动带，边坡失稳模式表现为浅层局部破坏；"暂态"水压力对边坡稳定性的影响有利有弊，孔隙水重力、软化对边坡稳定性不利，非饱和强度对边坡稳定性有利；不考虑"暂态"水压力的抗滑力矩与下滑力矩之比小于滑动面"暂态"水压力及滑体侧向"暂态"水压力引起的抗滑力矩与滑体侧向"暂态"水压力引起的下滑力矩之比时，"暂态"水压力对边坡稳定性有利，反之则不利。     

刚性桩网路基边坡稳定性分析的编程实现

圆弧滑动法是对复合地基稳定性进行计算分析的常用方法,福建地方标准也采用该方法,且认为破坏模式为弯断破坏。考虑到该方法的计算量大,为简化求解,文中利用Visual C++语言编程,通过输入土体参数、边坡几何参数和布桩参数得到边坡安全系数,再采用黄金分割法搜索出最小安全系数,实际工程应用结果显示该程序的误差较小。     

强度折减法在公路高边坡工程中的应用

有限元强度折减法,是通过不断降低岩土体强度使边坡达到极限破坏状态,从而计算得到边坡的破坏滑动面和强度储备安全系数.首先简单介绍了强度折减法的基本原理和理论,在此基础上,以某高速公路高边坡工程为例,具体阐述了该方法的相关应用.工程实例表明,该方法得到的滑带位置以及安全系数与传统的极限平衡法所得到的结果较为一致,表明了该方法的适用性和准确性.并且该方法还能进行边坡的应力、应变以及位移等分析,弥补了极限平衡法所存在的不足,具有较好的运用前景.     

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.     

基于矢量和法安全系数的边坡稳定性评价

以边坡的整体稳定性为研究对象,基于矢量和法安全系数k（θ）的边坡稳定性分析,首先确定安全系数的计算方向,在该方向上抗滑力与滑动力比值即为安全系数。该方法评价边坡稳定性时不需引入过多的假设,以显式格式求解,计算过程简便。利用ANSYS软件进行二次开发,利用矢量和法安全系数求解ACADS两道标准考题EX1(a)和EX1(c),得到与考题标准答案非常接近的结果,较边坡计算软件Geo-slope计算结果要小（误差在3 %以内）,证明了采用矢量和法安全系数评价边坡稳定性是可行的。     

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。     

基于临界滑动场的加筋土边坡稳定性分析

传统的极限平衡法分析加筋土边坡稳定性只能依靠假定的滑裂面,未考虑筋材对滑裂面的影响。文中将边坡临界滑动场数值模拟方法进行推广,建立了基于准粘聚力原理的加筋土边坡临界滑动场计算方法。该法可确定任意形状的临界滑动面及最小安全系数。通过算例比较了加筋土边坡的临界滑动面与无筋边坡滑动面的变化,并探讨了填土的重度、粘聚力、内摩擦角、筋材抗拉强度等因素对加筋土边坡稳定性的影响。证实利用极限平衡法先求无筋边坡滑动面,再加上筋材的抗滑力矩来计算加筋土边坡安全系数的方法是不正确的。     

地震作用下土质边坡动力稳定性分析

地震作用下边坡稳定性评价指标主要有永久变形和稳定安全系数。永久变形直接通过数值计算得到;稳定安全系数计算是在其地震反应分析基础上进行的。通过数值计算,可确定潜在滑动面上的初始应力及地震作用下各时刻的应力分布,然后根据潜在滑动面单元的初始静应力和动应力时程,计算各时刻的边坡动安全系数,得到边坡的动安全系数时程。文中最后结合一土质边坡进行了动力稳定性分析,得到了地震作用下边坡的变形规律和安全系数变化规律。     

极限平衡法与有限元法结合分析平阿高速公路高边坡稳定性

结合平安至阿岱高速公路高边坡工程实例,先用极限平衡法计算得出边坡的稳定安全系数,再用有限元法分析边坡的应力、应变和位移,这两种方法相结合既能反映边坡的稳定和变形之间的关系,又能用安全系数来评价边坡的稳定性。采用预应力锚索等加固,高边坡处于稳定状态。     

边坡稳定分析的积分法及可视化实现

基于圆弧滑动法,导出了边坡稳定安全系数与圆弧半径、土条参数和滑动起点位置之间的积分表达式,利用MATLAB提供的矩阵计算实现积分功能.危险圆心采用作者提出的横向和竖向相结合的危险圆心搜索算法.选择MATLAB提供的GUI作为开发环境,实现边坡稳定计算的可视化.     

基于蒙特卡洛法与极限分析上限法的边坡失效概率分析

边坡稳定性分析中，相比安全系数的确定性分析方法，可靠度方法可考虑系统中岩土参数的随机性，更加符合实际。为获得准确的边坡可靠度解答，采用蒙特卡洛法和极限分析上限法，结合边坡算例，对其边坡可靠度进行了分析。结果表明:对于具有相同岩土材料参数变异性与高度的边坡，其失效概率与自身安全系数有一定对应关系，得出的边坡概率模型避免了对同类边坡（相同变异性与坡高）可靠度（用失效概率表达）的逐个分析，大大提升了工作效率。     

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。     

基于离散元的某公路典型顺层边坡稳定性影响因素敏感性分析

顺层边坡是一类包含层面和其他类型结构面影响的复杂边坡,其安全系数计算一直是个难题。笔者结合离散单元法与强度折减法对顺层边坡安全系数的计算过程和计算效果进行了探讨。用Fish语言编写了能在UDEC下执行的强度折减程序。在此基础上,探讨了刚度系数、层厚、层面倾角、层面内摩擦角、层面粘聚力、开挖坡角等因素对某高速公路典型顺层边坡稳定性的影响机制。计算结果表明:刚度仅对塑性区影响较大,对安全系数影响不大;层厚的增加对安全系数影响较小,但是随着厚度的增加变形破坏模式由楔形变为沿层面屈曲破坏;层面倾角接近破裂角时,安全系数降低(楔形滑动),反之则增加(屈曲破坏),直立时为倾倒破坏;强度参数增加,安全系数近于线性增加,破坏模式不变;开挖坡角增加,安全系数降低,破坏模式与层面倾角增加工况类似,安全开挖坡率不能大于1∶1.15。     

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。     

基于改进遗传算法的公路边坡稳定性分析方法

采用瑞典圆法计算滑面为圆弧时边坡的安全系数,并在遗传算法中增加Powell算法作为局部搜索过程,从而在保证遗传算法良好的全局搜索能力的同时,也提高了遗传算法的搜索速度.采用改进后的遗传算法搜索边坡的最小安全系数及与之相对应的滑动面,结合公路边坡工程实例检验了所提出方法的有效性.     

基于改进遗传算法的公路边坡稳定性分析方法

采用瑞典圆法计算滑面为圆弧时边坡的安全系数,并在遗传算法中增加Powell算法作为局部搜索过程,从而在保证遗传算法良好的全局搜索能力的同时,也提高了遗传算法的搜索速度。采用改进后的遗传算法搜索边坡的最小安全系数及与之相对应的滑动面,结合公路边坡工程实例检验了所提出方法的有效性。