基于坡面位移信息的顺层岩质边坡动态稳定性分析

边坡工程监测中,虽然能够准确获得边坡的坡面位移,但却不能直接判断边坡动态稳定性。为此,特建立顺层岩石边坡变形演化过程的数值计算模型,采用FLAC3D内置的遍布节理本构模型模拟岩体,并按强度折减法降低边坡岩体抗剪强度参数,获得边坡空间位移信息及坡面关键点位移-安全系数的相关关系。分析结果表明:边坡体从稳定发展至整体失稳,坡体变形经历了匀速变形、加速变形和剧烈变形3个阶段;关键点位移-安全系数之间具有良好的函数关系;空间位移特征与破坏模式相关,滑移拉裂破坏模式、顺层滑移破坏模式、压溃破坏模式分别从"r"形和三角形发展至整体失稳的"U"形。据此提出顺层岩质边坡动态稳定的位移分析方法。     

边坡潜在滑动面抗剪强度参数反演研究

边坡潜在滑动面抗剪强度参数的合理确定是对边坡进行有效治理的前提条件.为了准确地确定边坡潜在滑动面抗剪强度参数,通过分析边坡现状的稳定性及边界条件,确定其边坡现状的安全系数.在边坡岩体c、ψ值对安全系数变化的影响进行敏感性计算的基础上,结合边坡岩体抗剪强度参数试验推荐值反演了与边坡现状条件相对应的岩体抗剪强度参数的合理值...     

格栅长度对加筋膨胀土边坡稳定性影响数值分析

针对膨胀土路堑边坡在增湿条件下的破坏,探究土工格栅加筋长度对膨胀土边坡稳定性的影响,其中包括对边坡安全系数以及边坡坡面位移的影响。首先通过膨胀土膨胀变形试验与抗剪强度试验研究得到膨胀土土性随边坡含水率变化的规律,再应用FLAC3D软件的温度场来模拟膨胀土边坡中的湿度场,以此来满足土性参数适应边坡内含水率变化的要求;最后通过强度折减法得到土工格栅长度对边坡安全系数的影响规律,并对格栅的受力特性进行了分析。分析发现,格栅长度以及边坡风化层对土工格栅加固边坡的效果有不同程度的影响。     

水位快速变动下边坡稳定性分析

水位快速变动的库区边坡内渗流场的变化是引起边坡失稳滑动的一个重要因素。渗流场的变化一方面降低了滑带的抗剪强度参数,另一方面影响其应力场,从而导致滑坡破坏。取一理想边坡,通过FLAC3D数值模拟软件,计算得到:上升过程中安全系数随时间的变化表现为上升下降型,随水位的变化表现为下降上升型;下降过程中安全系数随时间、水位的变化都呈现为下降上升型,下降工况对边坡稳定影响最不利。     

抗剪强度指标反算的数值分析方法

将FLAC3D软件应用于边坡抗剪强度指标的反算,结合室内试验结果和工程经验确定边坡抗剪强度参数的取值区间,然后在该区间调整c、φ值,得到边坡安全系数Fs=1时的c-φ曲线.根据现场试验资料综合分析取得符合边坡实际的抗剪强度指标.为了便于比较,文中同时采用了传统的传递系效法和总和平衡法进行抗剪强度参数反算,得出相应计算结果.实例计算结果表明:采用数值分析方法克服了传统极限平衡理论反算法需要人为假定最危险滑动面和条间力大小及方向的缺点,所得结果更加合理、可靠.     

土工格栅加筋高陡坡路堤稳定性及其影响因素分析

土工格栅具有独特的物理力学性能,将其作为加筋材料铺设于路堤边坡中,能够有效地改善路堤的变形特性,提高路堤的整体性能。采用FLAC3D建立数值分析模型,基于强度折减法对土体抗剪强度参数及筋土界面参数进行模拟,对比分析了土工格栅对高陡坡路堤稳定性的影响。同时,研究了不同条件下路堤边坡的安全系数及潜在滑动面的变化规律。结果表明:当土体抗剪强度参数较小时,在土体中铺设土工格栅,路堤边坡安全系数可提高10%~20%;对比分析加筋与未加筋工况下路堤边坡的稳定性可知,格栅与土体的相互作用提高了路堤的稳定性,边坡滑动面向深层发展,其曲率变缓。     

荷载参数对路基边坡稳定性影响数值分析

为研究荷载参数对边坡稳定性的影响,基于有限元强度折减法,运用FLAC3D软件建立边坡数值模型,分别对不同荷载大小、长度、宽度及位置作用下的边坡进行稳定性分析,得出以下结论:(1)随着荷载作用的大小、长度或宽度的增大,路基边坡的安全系数均呈不同程度减小;(2)荷载越大,边坡安全系数的减幅越明显;(3)随着荷载中心距坡顶位置越远,荷载大小与荷载长度对边坡安全系数的影响逐渐减小。     

基于强度折减法与可靠度方法的锚框支护边坡稳定性分析

以漳州招银高速公路典型锚框支护边坡工程为背景,在FLAC3D数值平台上,基于有限元强度折减法求得其稳定性安全系数为1.514,满足相关规范要求。进一步地考虑岩土体参数的变异性,根据多个类似工程的地质勘察资料,统计了相关岩土体抗剪强度参数的均值和变异系数。同时定义了该锚框支护边坡的极限状态和功能函数,并利用响应面法将其拟合为具有显式表达的非完全二次多项式。最后利用JC法,经过若干次迭代求得该锚框支护边坡的可靠指标为2.035 9,其失效概率为2.09%。将有限元强度折减法与可靠度方法相结合,可较全面地反映岩土体参数变异性对边坡稳定性的影响。     

基于滑动面深度的地震作用下边坡强度参数反分析

边坡参数反演是获取边坡强度参数的重要手段.与传统的安全系数及位移反分析不同,提出了基于滑动面深度的边坡参数反演方法.基于极限分析上限定理,利用拟静力方法,计算了地震力作用下边坡的外力功率与内能耗散表达式,并结合强度折减法,推导了简单边坡在地震力作用下的安全系数公式.利用优化算法得到边坡的最小安全系数后,可以求出边坡在地震力作用下临界滑动面的方程,得到边坡不同位置的滑动面深度.并利用滑动面深度对强度参数进行反演.计算结果表明,随着地震加速度的增大,边坡的滑动面深度逐渐增大.通过数值计算与工程实例的对比,证明新方法是有效可靠的.     

基于位移信息的均质土坡动态稳定性分析

现场位移监测是获得边坡体位移信息的直观手段,但据此不能判断边坡的动态稳定性。为此,基于FLAC3D内置的摩尔-库伦模型,建立典型均质土坡的数值计算模型,采用强度折减法模拟边坡变形发展的全过程,获得均质土坡失稳过程中的变形演化规律,并根据关键点的位移变化过程划分为三个阶段,即匀速变形,加速变形和剧烈变形阶段。最后,从关键点位移变化形态以及空间位移特征分析各变形阶段的特点,进行边坡动态稳定性评价。     

多元边坡抗剪强度参数协同反分析研究

针对由多种土层构成的复杂边坡抗剪强度参数的反分析取值问题,基于协同优化的层次性和并行性思想,建立了具有多元结构的复杂边坡抗剪强度参数的协同反分析模型,提出了边坡抗剪强度参数的协同反分析方法和具体步骤。以某实际工程边坡为例,采用边坡安全系数的敏感性分析手段,结合边坡反分析状态指标,获取各计算剖面土体抗剪强度参数备选值。将不同剖面反分析得到的抗剪强度参数进行交叉组合,利用协同优化方法,获得了合理可行的实例边坡土体抗剪强度参数。     

基于FLAC3D的软岩边坡开挖变形稳定性研究

为了研究软岩边坡在开挖过程中的变形及稳定性,基于FLAC3D软件对算例边坡在开挖过程中的变形、塑性区分布、安全系数的变化进行了研究。结果表明,随着开挖的进行,边坡铅直、水平位移逐渐增大;边坡开挖过程中,边坡表面出现张拉塑性区,内部逐渐形成具有连通性质的剪切塑性区。基于强度折减法与极限平衡法计算表明,边坡安全系数随着开挖的进行逐渐降低,边坡采用边开挖边支护的施工形式是十分必要的。     

基于离散元的顺层岩质边坡加固及稳定性分析

为研究顺层岩质边坡加固机理及稳定性问题,基于离散元方法,利用FLAC 3D软件建立二维模型,对岩体参数敏感性进行了分析,同时得出抗滑桩加固机理。主要得到以下结论：岩层倾角、坡角、内摩擦角和黏聚力对顺层岩质边坡稳定性影响显著,边坡安全系数对坡角和内摩擦角的改变更为敏感;内摩擦角以及黏聚力的增大会导致边坡抗剪强度增大,使抗滑力大于下滑力,进而使顺层岩质边坡安全系数增大;通过研究抗滑桩的布设以及桩间距,发现桩间距为2D~3.5D时,桩位5号时为最优布设位。     

利用能量法的边坡强度参数反演研究

强度参数反演是获取岩土工程参数的重要手段之一。传统的位移反分析方法需要对岩土体进行位移监测,耗费较多的时间和资金。本文在极限分析上限定理的基础上进行安全系数的求解。并分析边坡的几何及参数连续性,将边坡破坏断面两侧的断面的安全系数视为1。通过做出不同断面的c—φ曲线,其曲线的交点即为反演所得的参数值。结果表明,其结果与试验值符合较好,效果较好。     

基于锚杆轴力监测的楔形体结构面抗剪强度参数反演分析

岩体结构面抗剪强度参数的确定是岩土工程研究的难点之一。通过正交试验、极限平衡理论反演了结构面抗剪强度参数,借助Surfer软件绘制了楔形体安全系数等值线图。利用楔形体锚杆轴力现场监测数据超过轴力警戒值,建立了楔形体处于临界状态下结构面抗剪强度参数c、φ函数关系式。采用FLAC~(3D)对该楔形体进行数值模拟计算锚杆轴力,借助c、φ函数关系式建立了锚杆轴力监测数据与数值计算锚杆轴力的目标函数,通过遗传算法对其进行优化反演,得到结构面抗剪强度参数c=6 680Pa,φ=5.837°。     

干湿循环作用下公路边坡稳定性离散元分析

针对边坡体内部含软弱夹层及潜在裂隙的岩质边坡,通过UDEC离散元软件构建边坡数值分析模型,重点分析不同干湿循环条件下边坡的稳定性状态变化。首先利用主成分分析法对影响边坡稳定性的多种因素进行筛选,并根据强度折减法的原则,通过对粘聚力、内摩擦角的参数弱化实现边坡稳定性分析。由室内不同干湿循环条件下的三轴压缩试验,确定抗剪强度参数劣化规律,并根据UDEC离散元模型分析边坡的安全系数变化规律,对边坡的安全状态进行定性、定量分析;根据抗剪强度参数与边坡安全系数的三维变化图,可知:相比于内摩擦角,干湿循环对粘聚力的损伤劣化对岩质边坡的稳定性影响更大。研究成果可为受库水位循环变化影响下的含未知裂隙的库岸边坡稳定性分析提供有益思路。     

边坡点安全系数计算方法比较及应用研究

运用有限差分软件FLAC3D,以ACADS边坡考题为例,对比模拟了几种点安全系数计算方法;对边坡局部稳定性进行评价,分析了边坡的滑动机理。结果表明:点安全系数反映了坡体局部的稳定性,其分布特征能够揭示边坡的失稳机理;对比各计算方法,得出基于位移等值面的点安全系数计算法的计算结果中位移等值面上点安全系数成带分布,直观揭示了滑带位置,具有较为明显的比较优势。     

基于FLAC3D强度折减理论的边坡稳定性分析

将强度折减理论与FLAC3D软件相结合,分析土质边坡的稳定性,以静力平衡计算收敛、边坡塑性区的贯通性及边坡坡脚位移的突变性作为边坡失稳判断依据,求得边坡的安全系数,并搜索到土坡的临界滑动破坏面,进而评价边坡的稳定状态。     

软弱夹层岩质边坡长期稳定性研究

为了研究软弱夹层对岩质边坡长期稳定性的影响,以炭质泥岩软弱夹层为例,基于Cvisc蠕变本构模型,采用强度折减法对所研究的岩质边坡的长期稳定性进行了FLAC3D分析,并与相同条件下弹塑性模型FLAC3D计算结果进行了对比。结果表明:考虑软弱夹层的蠕变特性与否,对边坡的长期稳定性影响很大,当考虑其蠕变特性时,软弱夹层中监测点最终位移量是不考虑蠕变特性时的2~2.5倍;考虑蠕变特性时的边坡安全系数为1.26,不考虑蠕变特性时的边坡安全系数则为1.43,相比之下,前者比后者的边坡安全系数降低了15%,充分表明了炭质泥岩软弱夹层的蠕变特性对边坡稳定性的影响。     

水作用下红砂岩抗剪强度衰减规律试验研究

通过长时间浸水条件及干湿循环条件下的红砂岩抗剪强度试验,对醴茶（醴陵—茶陵）高速公路某边坡红砂岩水作用下抗剪强度衰减规律进行了研究。根据不同浸水时间、不同干湿循环次数条件得出的试验结果,分别研究了岩体在不同试验条件下的抗剪强度变化规律,并对长时间浸水条件下岩体抗剪强度衰减规律与干湿循环条件下岩体抗剪强度衰减规律进行对比,得出干湿循环对岩体强度的破坏要比长时间浸水对岩体强度的破坏大。