结构面劣化特性对岩质边坡稳定性拟动力分析

考虑岩质边坡结构面震动劣化效应,采用拟动力方法,提出一种评估岩质边坡地震条件下边坡动态稳定性的分析方法。分析结果表明:考虑结构面震动劣化效应得出的边坡安全系数明显小于不考虑结构面震动劣化效应得出的安全系数;边坡安全系数由于震动劣化效应的影响随时间逐渐减小并最终稳定。地震烈度对边坡稳定性有显著影响,随着地震烈度增大安全系数波动程度增大,安全系数最小值减小。     

地震效应下二级边坡三维动态稳定性上限分析

为了给二级边坡的抗震设计提供参考,对其在地震力作用下的稳定性进行研究。基于三维破坏模型,采用拟静力法将地震力引入计算模型中,运用极限分析上限定理分析二级边坡破坏时的能量耗散,并根据虚功率原理推导稳定系数的解析解。利用穷举法优化计算,得到约束条件下稳定系数的最优上限解,并与已有研究成果进行对比。利用该方法,分析宽高比、内摩擦角、深度系数、上、下台阶倾角、地震力等因素对二级边坡稳定性的影响。针对不同的计算精度,给出二级边坡可简化为二维平面应变问题的最小宽高比。研究结果表明：该方法正确可靠;宽高比对稳定系数影响显著,随着宽高比的增大,二级边坡的三维效应逐渐弱化,最终转变为二维平面应变问题,内摩擦角、深度系数、上、下台阶倾角对稳定系数有较大影响;对边坡进行放坡时,应尽量减小上、下台阶的倾角,并增大上台阶边坡的高度,以提高二级边坡的稳定性;水平地震力与竖直地震力对二级边坡的稳定性有显著影响,如果计算中不考虑地震力,则稳定系数的相对误差分别高达40%和15%。     

考虑地震力效应的台阶式边坡可靠度分析

在地震多发地区,设计和施工都需要考虑地震力作用对边坡稳定性的影响。针对地震力作用下的台阶式边坡稳定性问题,结合极限分析方法和随机响应面法,建立了一种计算效率较高的边坡可靠度分析方法。首先,利用拟静力法将地震力效应转换为作用在边坡水平方向上的荷载,同时将地震力系数和土体特性均视为随机量;然后基于上限法原理和强度折减法,推导得到考虑了地震力效应的台阶式边坡稳定功能函数;由于该方程表达式是一个隐式函数,因此,利用随机响应面法得到原功能函数的近似显式表达式;最后,通过蒙特卡洛法模拟近似的显式函数,最终计算得到边坡的失效概率。通过工程实例的对比分析表明,该方法的精度与传统的蒙特卡洛方法相当,但是计算过程相对简易高效,可以有效地应用于考虑地震力效应的台阶式边坡可靠度分析。     

高速公路岩土边坡支护结构力学特征性分析

对高速公路岩土边坡支护结构的力学特征进行分析时,岩土边坡的稳定性受到各方面因素影响,导致计算得到的力学参数与实际参数不符,难以做出准确分析。对此,提出岩土边坡支护结构的震动力学有限元分析方法。运用有限元分析软件构建高速公路岩土边坡支护结构力学有限元模型。输入地震波求解,并观察边坡支护结构的受力、变形情况,根据拟动力法模拟地震波的传播,充分考虑纵波和横波从坡脚传播到坡顶的阻尼力对地震波的影响,获取地震作用下的动力响应规律,求出震动作用下的力学参数。实验证明:运用该方法能得到高速公路岩土边坡支护结构内摩擦角、粘聚力、横向地震加速度、最大震动系数对支护结构力学参数的分析,准确性较高。     

考虑植被因素的生态边坡浅层稳定性分析

随着经济的发展和对环境认识的提高,兼顾基本建设及保护生态环境的生态边坡工程已应用于实际工程中,因此开展生态边坡的稳定性研究具有重要的意义。该文首先简单分析生态边坡中存在的植被对生态边坡稳定性的影响,而后采用文献中介绍的基于极限平衡原理的浅层边坡稳定分析计算方法和无限长边坡计算方法,并通过一无限长边坡实例来对比分析并讨论植被存在等对生态边坡的浅层稳定性的影响。分析结果表明,植被对边坡的浅层稳定性有影响,在分析生态边坡稳定性时应考虑植被因素;考虑植被因素一般能在一定程度上提高边坡的浅层稳定性。     

二级岩质边坡稳定性的非线性上限解

岩土体强度具有明显的非线性特性,采用非线性的岩体强度准则对岩质边坡的稳定性评价具有重要的应用价值。以Hoek-Brown破坏准则描述岩体的强度特性,采用等效切线法获得该破坏准则的等效粘聚力和等效内摩擦角,以用于岩质边坡稳定性计算。此外,采用地震作用系数考虑水平地震力的影响,推导出二级岩质边坡的稳定性系数表达式和安全系数方程。在此基础上,运用数值优化方法,计算最优的临界解。通过对比分析,第一级边坡坡角越小,地震作用系数增大使边坡稳定性降低的程度越明显。综合考虑边坡安全性和工程量,优化了台阶边坡的设计方案,取得良好的应用效果。     

基于上限分析法的含夹层边坡地震稳定性分析

为了判断含夹层岩质边坡在地震荷载下的稳定性,丰富岩质边坡在地震荷载下的稳定性分析方法,探讨极限分析中的上限分析法如何应用于评价边坡在地震荷载作用下的稳定性,文中介绍了上限分析法在边坡稳定性判断中的应用和极限分析法的基本原理,并详述了如何基于波动理论计算地震波对边坡中滑动体的做功功率,针对能量系数随时间变化的特性,提出了以最小平均能量系数作为边坡稳定性的评价标准。最后结合室内振动台模型试验,通过计算最小平均能量系数判断的稳定性结果与模型的实际破坏结果进行对比,验证极限分析上限法应用于地震稳定性分析的合理性。研究表明:以正弦波代替地震波,基于波动理论可以求得该正弦波对边坡滑体的做功功率,该功率为一个随时间变化的函数,因此提出以最小平均能量系数作为评价标准,当最小平均能量系数Esmin 1时,消耗的功率大于外力做功功率,边坡处于稳定状态;当最小平均能量系数Esmin1时,消耗功率小于外力做功功率,边坡发生滑动破坏;当最小平均能量系数Esmin=1时,边坡处于极限稳定状态;应用极限分析上限法计算出的最小平均能量系数判断的模型边坡破坏状态与实际破坏基本一致,上限法求得的最小平均能量系数可作为含夹层边坡的稳定性判断标准。     

路堑土质边坡地震反应动力稳定性分析

基于 Geo-Studio有限元软件,考虑了边坡岩土体材料的动力特性以及地震特性,借助等效线性模型对土质边坡在地震动荷载作用下的应力、变形进行了二维动力反应分析。计算结果表明,在地震波作用下,土质边坡最大水平及竖向动位移均随深度的增加而递减,最大值都出现在坡顶处。采用平均小稳定系数对边坡稳定性进行了评价,并与拟静力法的结果进行了对比分析,证实了水平拟静因子取值范围的合理性。     

基于Spencer法边坡地震永久位移计算斜条分法

地震区岩土边坡地震永久位移是评价边坡稳定性的重要参量。根据Newmark地震永久位移分析理论,基于Spencer法,采用斜条分法以适应实际岩土边坡中可能倾斜的条块间界面,考虑滑面抗剪强度震动衰减影响,提出了一种适合岩土边坡地震永久位移计算新方法。通过与已有试验结果对比分析发现,与现有计算方法相比,本文方法不仅适应性强,而且计算精度更高。     

极端冰雪条件下边坡稳定性分析

极端冰雪天气可能造成边坡的稳定性下降。结合算例,分析了极端冰雪天气发生时,各个工况下边坡的稳定性。首先研究了气温开始下降时,边坡内部温度分布规律,并考虑冻融界面的强度损伤,计算了表面土体冻结时边坡的安全系数。接着,针对边坡融化过程,分析了坡面土体部分融化及全部融化后边坡的应力状态,孔隙水压力分布及安全系数。结果表明,边坡开始冻结和融化时,都能造成边坡的稳定性下降,但其发生原因和机理略有不同。     

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。     

漳永高速公路高边坡地震动力响应及稳定性分析

以福建漳州—永安高速公路某含断层的锚框支护边坡工程为依托,运用FLAC3D建立数值模型,采用强度折减法分别对该边坡的静力和动力稳定性进行了详细分析。在烈度为7度的地震波激励下,坡内和坡面各测点处加速度峰值放大系数均呈现出明显的高程效应,且坡顶处具有明显的鞭梢效应;锚索轴力也较静力时明显增大,且在潜在滑移面处达到最大;通过动强度折减法和失稳判据综合判断,其动安全系数为1.68。     

厦沙高速公路云母石英片岩边坡稳定性评价及加固效果分析

通过对厦沙高速公路ZK113+630～+805边坡工程地质特征分析，确定可能的破坏方式，通过Sarma法进行稳定性验算，得到潜在滑动面位置，决定采用锚索加固方案。运用软件3DEC对比分析施加锚索前后的边坡，结果表明，若采用锚索加固，边坡应力分布会得到改善，水平向位移明显减小，坡脚塑性区减少，稳定性会提高，加固效果明显。     

直线滑动面法分析路基边坡稳定性的探讨

直线滑动面法适用粘聚力小的土质路基边坡稳定性分析,一般通过假设几个典型滑裂面,计算最小稳定系数,确定边坡的稳定性。直线滑动面法最危险滑动面直接解法可直接确定路基边坡最小稳定性系数,简化了路基边坡稳定性分析的计算工作。文中通过算例分析了粘聚力、边坡率和摩擦角对路基边坡稳定性的影响,表明边坡率和摩擦角对路基最危险滑裂面位置影响较显著,而粘聚力对路基最危险滑裂面位置几乎没有影响;粘聚力、边坡率和摩擦角对路基稳定性系数影响均显著。     

某高原铁路桥隧过渡段穿越不稳定斜坡体整治技术研究

对某高原铁路桥隧相连工程穿越不稳定斜坡体进行研究,分析了斜坡体失稳的原因,基于传递系数法分别计算其天然工况下和地震工况下的坡体稳定系数以判定坡体的稳定性,并求得坡体推力。结合计算结果,对该斜坡体采取抗滑桩、桩间土钉墙和桩顶锚索等综合整治措施,有效提高了斜坡体的稳定性,保证了工程安全可靠,为工程设计和施工提供了经验。     

地震作用下的层状岩质边坡块状-弯曲倾倒解析分析

为了进行地震作用下块状-弯曲倾倒破坏边坡的稳定性评价,基于极限平衡理论,运用逐步分析方法,建立了地震荷载作用下块状-弯曲倾倒破坏的地质力学模型,并推导出了地震荷载作用下块状-弯曲倾倒破坏的解析公式,分析了地震荷载对岩质反倾边坡稳定性和破坏模式的影响。采用边坡几何力学参数、潜在破坏岩块编号及地震影响系数作为稳定分析中的变量,运用MATLAB编写了求解不同变量下的边坡安全系数和破坏模式的计算程序,此外,还将该方法与传递系数法、数值模拟结果进行了对比分析。研究结果表明：随着地震惯性力的增大,边坡稳定性逐渐下降;部分相邻块体的潜在破坏模式不同,滑移破坏和倾倒破坏交叉出现,但随着地震影响系数的增大,整体破坏模式逐渐由倾倒破坏转变为滑移破坏;随切坡角度增加,边坡的稳定性下降,较易发生倾倒破坏;不同地震影响系数下岩层厚度对边坡的影响不同。     

危岩带下锚碇高边坡稳定性研究

依托新田长江大桥上有危岩的岩质边坡重力锚碇基坑开挖工程,危岩处理后爆破振动速度需控制在1 cm/s。通过爆破振动场模拟分析,径向、切向、竖向振速数值计算值与现场实测值平均误差18.73%,优化后单响炸药量低于18 kg,危岩无破坏。综合非煤露天矿边坡和建筑边坡设计规范要求,考虑到临时边坡、爆破振动和边坡重要性等因素,锚碇边坡稳定性安全系数阈值设定为1.25;自重、爆破振动、降雨、地震各荷载组合工况下,三维边坡安全系数、最不利剖面二维边坡安全系数均大于规范值。     

金沙江特大桥桥址右岸岸坡工程地质问题研究

金沙江特大桥是丽（丽江）香（香格里拉）铁路的关键控制性工程之一,其桥基置于金沙江陡峻的峡谷岸坡上,岸坡是否稳定直接关系到桥址方案的可行性。从地形地貌、地层岩性、地质构造等方面对桥址方案右侧岸坡工程地质条件进行了分析,采用Sarma法、数值模拟方法,研究了桥基岸坡在自然状态、桥基开挖加载作用下、地震、水库设计蓄水等工况下的稳定性。研究结果表明:在考虑地震和水库设计蓄水影响下,岸坡将处于失稳状态,若作特大桥桥址必须对不良地质进行深入勘探,并进行切实可靠的工程治理。     

基于数值方法的高路堑边坡加固优化设计

锚杆框架梁预应力锚索是加固高路堑边坡的有效方式。采用差分软件对赣龙铁路上杭北站高路堑边坡稳定性、锚杆及锚索的加固效果、边坡加固设计参数进行了分析。结果表明:无加固措施条件下进行开挖,边坡安全储备较低,须进行加固处理;边坡稳定系数随着锚索锚固段长度的增加及间距的减小而增大。在数值分析的基础上,对边坡加固参数进行优化,采用锚杆及锚索加固后,边坡稳定性显著提高,加固效果较好。建议锚索锚固段设计长度为6m,锚索间距为4m。该分析方法可为类似工程的设计优化提供参考。     

地震边坡稳定性计算的时程分析方法研究

将结构动力学中的变截面剪切梁振动理论应用到地震诱发滑坡稳定性分析中，探讨了坡体横向地震反应、自振频率和振型方面的计算，结合工程算例，通过振型叠加的Duhamel积分法算出了坡体的振动变形和加速度，实现了对滑坡稳定性的时程分析计算，得到了滑坡体的最小安全系数。