含软弱土层边坡稳定性分析的全局滑面自动搜索技术

提出了一种用于边坡稳定性分析的全局滑面自动搜索技术,首先采用三角网格进行了边坡土层的几何离散,然后,结合蒙特卡洛法等角/等边逐段扫描与模拟退火法,构建了全套的边坡全局临界滑面搜索扫描算法。以Fortran和Matlab为计算手段进行联合编程,采用简明Morgenstern-Price法进行了边坡稳定性分析计算。通过选用3个算例进行了算法的可靠性验证,计算结果表明:截面三角网格划分方法具有良好的适应性,能较好地对不规则层位几何形状进行离散;多段折线滑面具有较圆弧滑面更为优秀的极限滑面定位功能,其安全系数随着滑面段数的增加会逐步达到收敛;本搜索方法可不依赖于工程师经验进行多段折线初始滑面的大致范围选择,其能快速地、全自动地进行由弱到强不同复杂土质情况的边坡稳定性计算分析,并能找到全局临界滑面与安全系数。     

土质边坡潜在滑动面确定方法对比分析

在实际工程中,经常采用作图法、对数螺旋线法、自动搜索法来确定土质边坡的潜在滑面。经对比发现：作图法确定的潜在滑面范围最小,稳定性计算结果最大;对数螺旋线法确定的潜在滑面范围最大．稳定性计算结果则介于作图法和自动搜索方法之间。进行土坡稳定性评价时,应综合对比分析。方可取得较好效果。     

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。     

采用模拟退火法进行土体参数空间变异边坡的安全系数求解

采用瑞典法、简化Bishop法和简易Morgenstern-price方法进行了给定土体参数空间变异边坡截面的圆弧滑面安全系数计算,并引入模拟退火法进行边坡的全局危险滑面搜索。计算结果表明,圆弧滑面假设下模拟退火全局扫描算法能以较好的精度完成土体参数空间变异边坡的极限滑面搜索计算。瑞典法计算精度较简化Bishop法和简易Morgenstern-price法相对较差;简化Bishop法和简易Morgenstern-price法的计算精度接近,但是简化Bishop法的计算效率较高,简易Morgenstern-price法计算过程中存在冗余迭代计算。采用简化Bishop法和模拟退火相结合的边坡圆弧极限滑面搜索算法能够同时兼顾计算精度和效率,推荐优先使用。     

顺层缓倾复合介质边坡水力驱动型滑移破坏机制研究

为了对水力作用下顺层缓倾复合介质边坡稳定性进行定量研究,以沪蓉高速公路彭家湾某同类边坡为例,基于极限分析上限法原理建立针对性的简化力学计算模型。首先,根据位移协调条件以及塑性力学关联流动法则,构建出一个机构允许的应变速度场;其次,根据流体力学原理,在Hoek和Bray假设的基础上,建立适合顺层缓倾复合介质边坡的水压分布模型。通过边坡内水压分布特性分析,得出水力作用（潜滑面扬压力、潜滑面动水压、后缘张裂隙静水压）均与后缘张裂隙内充水高度直接相关;在此基础上,分别建立临界充水高度与临界降雨强度表示的边坡滑移失稳判据。通过该力学模型,计算工程案例边坡滑坡时后缘张裂隙临界充水高度值与临界降雨强度值,确定边坡滑移失稳时滑移面具体位置,并进行边坡稳定性的敏感性因素探讨。研究结果表明：当后缘水位达到临界充水高度或降雨强度达到临界值时,边坡沿着稳定性系数最小的潜滑面发生滑移破坏;底层滑体厚度仅影响底层滑体的稳定性;岩层倾角小于15°时,各潜滑面稳定性受倾角影响较大;水力作用下边坡稳定性下降主要由潜滑面扬压力与张裂隙静水压引起,动水压几乎没有影响。     

公路岩质边坡稳定性评价的能量法研究

针对公路岩质边坡稳定性分析评价问题,根据能量法原理和塑性极限分析上限定理,建立了岩质边坡平面滑动的屈服机构.在刚塑性假定条件下,视岩质边坡的滑体为刚体,没有内能耗散,视滑面为塑性区,能量耗散主要集中在滑面上,根据能量法可以得到简化后的虚功率方程.综合考虑作用在岩质边坡上的后缘裂缝静水压力、沿滑面扬压力、重力、水平地震惯性力、锚固力等外力,按照强度折减法,推导得出了公路岩质边坡稳定性评价的能量法上限解.通过典型算例,将能量法上限解和刚体极限平衡法稳定系数计算结果进行了对比分析.     

锚索与抗滑桩组合加固折线型滑面高边坡受力计算及优化设计

锚索与抗滑桩分离式组合结构用于加固折线型滑面高陡堑坡时,上部锚索限制坡体变形、防止次级滑动并分担剩余下滑力,下部抗滑桩则稳固坡脚、防止边坡整体滑动.然而,现有设计规范对直线型滑面给出了计算方法,对折线型滑面则无直接计算方法;现有设计方法并不成熟,大多粗略地将剩余下滑力进行分配,不能良好实现二者受力协调.为了研究桩-锚分...     

基于Geostudio极限平衡理论的滑坡群稳定性研究

以新市互通4滑坡群为研究对象,通过基于极限平衡理论的Geostudio中的SLOPE/W模块进行计算,得出滑坡在天然和暴雨两种工况下的稳定系数以及潜在最危险滑面与次危险滑面。根据Geostudio得到的剪应力、最大主应力变化曲线与潜在滑面发生位置,分析滑坡形成机制,提出合理的处治方案。     

新街子滑坡成因分析与治理措施

新街子滑坡是目前贵州高速公路建设中规模最大的滑坡,近年来经常复活,施工加剧了滑坡的活动。滑坡范围可分为3个区段,存在3层滑面。经分析计算,推荐对第二层滑面进行治理。治理措施包括锚索抗滑桩、挡墙、清方、排水等。     

三峡库区新集镇典型高切边坡破坏机理研究

利用刚体极限平衡法和有限元数值模拟法,建立了边坡稳定性评价模型,对秭归县新集镇千担湾边坡变形破坏机制和边坡稳定性进行了研究。结果表明,有限元强度折减法计算所得的安全系数与传统的刚体极限平衡法结果接近。边坡破坏时,滑体中下部塑性屈服区与上部拉裂破坏区贯通而形成了滑面。传统极限平衡法不能考虑这种特殊的破坏机制,而假设破坏沿原有某一滑带产生,因此,用数值方法计算边坡稳定性,其结果更接近实际。