极限平衡法与有限元强度折减法对某公路边坡挡土墙稳定性分析

针对边坡稳定性分析的极限平法和有限元强度折减法的特点进行了讨论,并结合一具体挡土墙的工程实例,采用极限平衡法和有限元强度折减法对该挡墙的整体稳定性进行了计算分析。分析结果表明：采用极限平衡法和有限元强度折减法均可以得到边坡的安全系数,且采用极限平衡法得到的安全系数值偏安全,可满足工程设计要求。采用有限元强度折减法可以得到边坡体的应力-应变,可作为极限平衡法的补充设计依据。     

基于有限元强度折减法确定某隧道的安全系数

有限元强度折减法在确定边坡安全系数中得到了广泛应用,其基本原理为：同时折减土体材料强度参数c、φ值,找到边坡濒临破坏时的折减系数,此折减系数即为安全系数。对于隧道结构可采用类似的方法：折减土体的材料强度,将隧道濒临破坏时的折减系数定义为隧道的安全系数。通过有限元强度折减法计算得到算例隧道的安全系数。     

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。     

爆破堆石体填筑机场道基结构稳定性分析

围绕堆石体强度特征、压缩特性及边坡稳定开展了初步分析。依托工程堆石体颗粒岩性主要为安山岩,材质强度高,为极硬岩。600kPa设计控制荷载条件下,堆石体结构不会发生蠕变,道基沉降主要由地基沉降产生。通过汉森公式分析和孔穴扩张理论反演分析,可以得出堆石体摩擦角φ>40°。安山岩体爆破堆石体边坡稳定分析表明,边坡坡度1∶2.0时,整体滑动稳定安全系数满足设计要求,同时基岩表面坡度等边界条件对边坡稳定影响相对很小。     

基于强度折减法的均质高边坡稳定性分析

通过建立有限差分数值模型,采用强度折减法对临离高速公路均质高边坡稳定性进行了系统分析。将强度折减法计算得到的边坡安全系数与传统的有限单元应力法计算结果进行对比,结果表明:两者安全系数基本相同,从而验证了该计算方法的合理性。最后,分析了粘聚力、内摩擦角以及剪胀角等重要参数对边坡安全系数的影响。     

边坡安全系数的有限元计算方法对比研究

强度折减法和重力比例加载法是计算边坡安全系数的两种有限元方法。文中介绍了上述两种方法的基本原理,分析了两种方法的关系,并采用ABAQUS软件建立不同坡角的边坡模型,对两种方法的计算结果进行了对比。之后针对特定坡度的边坡,分析了两种方法对于材料参数的敏感性。结果表明,"重力比例加载法相当于折减黏聚力值的强度折减法"的观点是不成立的,两种方法之间并不存在此种关系。相比较而言,强度折减法的适用范围较广,对于材料参数的变化,计算结果的稳定性相对较好。     

隧道群整体安全系数计算方法与应用分析

为解决地下相邻多隧道和多洞室的整体稳定性评价这一难题,吸收边坡强度折减有限元的优点,提出了基于强度折减技术的相邻隧道群的整体安全系数求解方法.该方法采用Mohr-Coulomb屈服准则,以洞间等效塑性应变贯通作为隧道群整体失稳的临界判据.洞群整体安全系数计算是通过搜索折减系数F,将岩土材料的力学强度参数(粘聚力c和内摩擦角ψ)按F值折减代人数值计算中,使计算模型的隧道洞间正好出现明显的贯通性等效塑性应变来实现.陕西牛角坪分离式双洞隧道按该法进行整体安全系数计算表明,该方法可以便捷客观地获得隧道群结构的整体安全系数,极大地方便了多洞结构的稳定性评价和开挖与支护设计优化.     

节理岩质边坡稳定性数值模拟分析

将通用有限差分法与强度折减法结合,对含结构面的岩质边坡稳定性进行了分析。通过对节理岩质边坡的块体单元和接触面单元的强度参数进行折减,当模型失稳时,其折减系数就是边坡的安全系数。由对应的边坡块体的速度矢量可以确定滑动面和边坡的破坏形态。通过与传统的极限平衡法的结果比较,表明基于有限差分的强度折减法是一种可靠、有效的方法,为节理岩质边坡的滑动面确定与安全系数计算开辟了新途径。     

某岩质边坡工程稳定性的有限元分析

阐述了有限元强度折减法的基本原理,采用二维弹塑性有限元法分析了某岩质边坡的稳定性,通过强度折减计算其安全系数,并与传统的极限平衡方法得到的结果对比,结果证明,有限元强度折减法求解岩体参数相对于传统极限平衡方法有诸多优点,适用于边坡稳定性分析。     

高原冻融环境公路边坡稳定性分析

针对高原地区边坡冻融灾害,运用有限差分法对高原地区公路边坡进行数值建模,对冻融情况下边坡的破坏形态与失稳机理进行了模拟和解析,利用强度折减法计算分析了不同冻融影响深度及土体抗剪强度变化对冻融边坡安全系数的影响。研究发现:冻融边坡的失稳属于浅层坍塌式的滑坡;随着冻融影响区域加深,边坡坡体受冻融循环的破坏作用范围越大,从而会导致边坡安全系数明显的下降;而冻融造成土体强度参数粘聚力的降低也会影响边坡安全系数。最后,根据冻融边坡的失稳破坏形态与机理,提出了针对性的工程防范措施。     

FLAC强度折减法在开挖边坡稳定分析中的应用

FLAC强度折减法将强大的数值计算能力与强度折减技术进行结合来描绘边坡的失稳形态及受力状态,判定边坡的稳定性。文中利用FLAC强度折减法对西南糯扎渡电站尾水出口边坡的稳定性进行分析,结果表明:强度折减所确定的边坡安全系数与极限平衡最危险滑面搜索所得的结果十分接近,滑面的形状及位置也很相似。     

大型岩质高边坡稳定性分析与综合设计

以福建省某市政公路龟山高边坡为例，对大型花岗岩质高边坡的地质条件与变形破坏模式进行了分析，并采用赤平投影法和强度折减法对边坡的稳定性进行了综合性评价。分析表明:受弱、微风化花岗岩岩体与结构面强度控制，该边坡的破坏形式以楔形体破坏与浅层失稳掉块为主；不同优势结构面组合对边坡稳定性的影响较大，其中，受D3优势结构面组合控制的边坡稳定安全系数最低。基于分析结果，提出了边坡设计时应综合考虑坡体开挖、坡面防护、危岩落石防护与动态设计，以确保设计措施安全可靠。     

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。     

边坡开挖分级对有限元强度折减法计算结果的影响

在边坡开挖稳定性分析计算中,针对开挖分级选取的比较少,而每级开挖深度比较大,经常造成计算结果有一定误差的情况,选用了ANSYS软件,利用有限元强度折减系数法,开展了有限元数值计算。根据具有代表性的实例计算结果可以知,在有限元强度折减法分析边坡开挖时,不同的分级对稳定性安全系数的影响相差可达5%以上。分级越多,稳定性安全系数越大。而塑性应变区域的大小也随着分级的增大有稍微变大的趋势。因此在模拟边坡开挖的计算时,应该有足够的分级,以保证计算结果达到稳定的收敛状态。     

树根桩和气泡轻质土修复公路路基边坡稳定性研究

针对重庆山区某公路路基塌方段的加固工程,将气泡轻质土和树根桩两种技术有机结合,是一种修复塌方路基的新手段。根据气泡轻质土和树根桩的工作原理,运用FLAC3D有限差分软件对"气泡轻质土和树根桩"修复垮塌路基的效果进行模拟。结果表明:用强度折减法计算出树根桩加固气泡轻质土路基边坡的稳定安全系数满足路基边坡稳定性要求,优化后的树根桩群设计参数可简化路基边坡支护方案;使用树根桩群支护气泡轻质土路基边坡可以快速修复垮塌路基。     

锚杆对某公路边坡稳定性的影响分析

结合某公路均质土边坡支护实例，运用大型有限元软件MIDAS/GTS建立边坡的平面应变二维模型，基于有限元强度折减法，研究锚杆的锚固长度、锚杆间距、倾角等因素对边坡整体稳定性的影响。结果表明:锚杆穿过边坡滑动面后，继续增加锚杆长度对提高边坡安全系数效果不大，在锚杆倾角和锚杆间距不变的情况下，随锚杆长度增加，边坡安全系数变化较小；在保证边坡稳定性的前提下，锚杆倾角可在25°~35°范围取值；在保持锚杆倾角和锚杆长度不变的情况下，随着锚杆间距的增加，边坡安全系数出现先增大后减小的趋势。     

边坡坡形对公路土质边坡稳定性影响分析

影响公路土质边坡稳定性的坡形要素主要为坡度、坡高和断面几何形状,文章根据国内外理论研究和公路路基设计规范将每个坡形要素分为若干个水平标准,基于Flac3D建立三维公路边坡模型,讨论三维模型建模尺寸等问题,采用强度折减法计算边坡安全系数,并通过观察塑性区贯通以及边坡整体位移情况分析不同坡形要素与边坡稳定性的变化关系。结果表明:土质边坡稳定性随着坡度的增大、坡高的增大而逐渐减小;当边坡坡高大于8m后需要对其进行分级处理,稳定性随着分级台阶宽度的增大、分级坡率的放缓呈现不同程度的增大。     

微型桩-香根草协同护坡试验与计算研究

单一的香根草护坡或微型桩护坡在边坡加固与防护工程中均得到了广泛应用，但针对两者协同护坡的研究和相关工程应用相对较少。边坡安全系数作为评判边坡稳定性的重要依据之一，其计算分析结果的准确程度高，可提升滑坡灾害的预测水平，从而降低损失。通过室外大比例尺模型试验，采用坡顶分级堆载对植被与微型桩协同护坡的效果进行试验，并对采用多种理论与数值方法求得的边坡安全系数进行了比较，分析了香根草及微型桩对边坡安全系数的影响。试验与计算结果表明：采用三维有限元分析得到的安全系数略高于二维有限元分析；相比于素土边坡，微型桩-香根草协同护坡能极大地提高边坡安全系数，有效提高坡体稳定性，而且能够提高边坡承受荷载能力，研究结果可为生态防护与工程加固措施协同护坡工程设计提供理论依据。     

基于颗粒流的强度折减法分析匀质土坡稳定性

将颗粒流方法与强度折减法结合,对匀质土坡稳定性进行了分析。通过对颗粒间的接触强度和摩擦系数同时进行折减,直到土坡破坏,此时的折减系数即为土坡安全系数。另外,由土坡颗粒的位移矢量图确定了滑裂面的位置。