基于双折减系数法的岩质边坡平面滑动分析

离散元强度折减法是在众多的结构面组合中通过不断地等比例折减结构面强度参数c、tanф来寻找最先造成边坡失稳的滑动面。事实上,边坡在渐进破坏的过程中,无论是岩体或是结构面的强度参数并不是同等程度地衰减,如何选择合适的衰减路径是强度折减法首要考虑的问题。基于以上认识,首先建立不同几何构型的岩质边坡模型,分析单平面滑动和双平面滑动两种情况下的结构面c-tanф曲线变化规律,发现其中仅有在双平面滑动破坏模式下不同的临界状态点会对应不同的临界滑动面,然后通过算例以η=R_1/R_2(R_1为单独折减c所得,R_2为单独折减tanф所得)作为配套折减比例,寻求边坡双平面滑动临界失稳状态,比较两种折减方法的差异,发现双强度折减法得出的滑动面范围更小,传统强度折减法偏向保守。     

机场堆石体道基边坡稳定性分析

针对某大型高填方机场堆石体边坡工程,研究了该堆石体路基边坡的稳定问题。根据堆石体材料的相关力学性质,确定其对应的强度参数,采用强度折减法和极限平衡法,建立有限元模型计算边坡稳定安全系数,获得了堆石体各材料参数和边坡设计条件对边坡稳定安全系数的影响。通过比较分析,强度折减法分析堆石体边坡稳定时,计算结果更为安全,并提出了针对该堆石体边坡设计安全符合控制要求的工况。     

基于强度折减理论对金工立交高填方边坡的稳定性分析

在边坡稳定性分析中,运用传统的条分法和有限元强度折减原理对金阳新区金工立交高填方边坡进行分析;通过约束剪出口的方式,采用有限元强度折减法能准确搜索出多级滑面的滑面位置和确定稳定系数。多滑面的确定克服了传统方法确定滑动面可能存在的错误或遗漏。两种方法的对比,得到的结果很相近,其稳定系数都大于规范要求的1.35,高填方边坡稳定。     

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。     

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。     

基于强度折减法的边坡安全系数分析

对具体边坡工程进行了基于强度折减法的有限差分分析,得到了迭代步数突变、计算不收敛、位移最大值突变以及塑性区贯通4种边坡破坏判据下的安全系数。结果显示不同破坏判据下的安全系数略有不同。最后通过基于Sarma法的极限平衡分析验证了强度折减法得到的安全系数的可靠性。     

打锣嘴大桥桥基边坡稳定性分析

利用有限元及离散元模拟荷载作用下桥基边坡稳定性,研究桥基边坡的位移、应力、节理特征及破坏模式。结果表明：采用强度折减法边坡的安全系数为1．21,边坡总体稳定,但局部岩体在荷载作用下存在沿层理向下滑动,最大位移约1．55cm。分析认为对2号基础下岩体应进行加固处理。     

基于双折减系数的强度折减法在边坡稳定性分析中的应用研究

在传统的强度折减法中,黏结力和摩擦系数均采用相同的折减系数进行折减,边坡处于临界状态的折减系数即为边坡的安全系数。但是,传统的单参数折减法仅仅是寻找临界状态方法中的一种折减形式,并不一定就是最优的折减方式。因此,本文提出了一种新的基于双折减系数的强度折减法分别对黏结力和摩擦系数进行折减。首先,基于极限定理的上限法,建立任意边坡处于临界状态时坡高、坡角、岩体容重、黏结力和摩擦系数应满足的临界曲线方程;其次,假设岩体的黏聚力和内摩擦系数在衰减破坏的过程中应沿着距离临界曲线最短的路径折减,进而建立黏聚力和内摩擦角的配套折减原则;最后,通过两个算例比较了传统单参数强度折减法与本文方法的差异,结果表明,传统的单参数折减法和双参数强度折减法得到的边坡临界状态并不相同,后者得到的临界滑动面更合理。     

修正重度增加法在边坡稳定中的应用

有限元重度增加法通过增大自重直至边坡破坏,此时重力增大的倍数即为安全系数,具有概念清晰、操作简便等优点。但在缓坡和内摩擦角较大时所得安全系数偏大,从而阻碍了该法的发展。文章提出修正的重度增加法,通过算例与简化B ishop法和强度折减法相较,以及在黑泉水库岩质边坡稳定中的应用,结果表明:修正的有限元重度增加法,在粘性土和岩质边坡稳定中的应用是切实可行的。     

加筋高填方路堤滑动面特性数值分析

基于强度折减法分析理论,采用有限差分软件FLAC3D对某高速公路典型高填方路堤进行建模分析,研究了高填方路堤加筋前后路堤边坡滑动面变化规律及其影响因素。分析结果表明:在高填方路堤中加入土工格栅可有效提高路堤边坡安全系数,并且边坡安全系数随着土工格栅界面参数、填土粘聚力及内摩擦角的增加而非线性增加,滑动面也随之由边坡浅层逐渐向深层发展,但随着填土粘聚力和内摩擦角的增大,土工格栅加筋效果呈逐渐减小趋势。     

基于强度折减法某公路加筋填方路堤高边坡稳定性分析

依托西南地区某公路改扩建工程,采用强度折减法基于有限元软件将加筋土路堤髙边坡和素填土路堤高边坡分层施工过程的稳定性演化历程进行对比分析,得到了对加筋土路堤高边坡设计的一些建议。对于路堤稳定性分析,无论计算所得最大塑性应变和最大位移所在的位置和大小如何,以计算终止时的折减系数作为稳定安全系数基本是可行的。采用素填土构筑高填方路堤.三种坡比方案(1:1.5,1:1和1:0.58)均不能满足稳定性要求,需要对填筑坡体采取加固措施。采用TDGD200土工格栅,竖向间隔2m满铺布置,在没有坡脚加强措施的情况下适中的坡比(1:1)相比较大(1:0.58)和较小(1.1.5)坡比的填筑方案效果更好。最后基于优化方案分析了道路交通荷载对高填方路堤边坡稳定性的影响,研究结果表明道路交通荷载对加筋土路堤高填方边坡稳定性的影响较小。     

基于Bishop法基础上的土质边坡有限元强度折减法的适用性探讨

利用有限元强度折减法对土质边坡稳定性系数进行计算.通过强度折减,当边坡出现塑性区贯通时,有限元程序不再收敛,此时的折减系数就应该是边坡的稳定性系数.另外,通过Bishop法得到的边坡稳定性系数和有限元折减法得到的稳定性系数非常接近.由此说明,有限元强度折减法在土质边坡稳定性系数确定方面具有一定的适用性.     

有限元重力加大法计算边坡安全系数

基于大型有限元通用软件ADINA,提出一种新的边坡稳定分析方法——有限元重力加大法。该法不需预先假定滑动面,也不需反复折减岩土体的强度指标c、φ,以真实的c、φ值进行稳定计算。通过迭代法不断增大重力,直至计算不收敛为止,此时重力增大的倍数即为安全系数。通过算例与传统极限平衡法和有限元强度折减法比较,表明有限元重力加大法在边坡工程稳定分析中应用是切实可行的。     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于双安全系数的边坡稳定性分析

在边坡稳定性分析时,为了更为准确地反映c、φ各自的安全储备,考虑了双安全系数或双折减系数,对强度折减法c、φ配套折减的基本原则、c、φ配套折减的物理机制和力学机制进行了分析研究。结果表明,强度参数中的粘聚力c衰减快于内摩擦角φ,根据土体c、φ的不同衰减速度和作用机理,提出了在边坡稳定性分析中采用c的折减系数大于φ的折减系数的双折减系数法,此方法能更为准确地反映c、φ各自的安全储备。并通过实例与传统的单一折减系数法进行了比较分析,同时,用有限元强度折减法作了印证,印证结果表明,双折减系数法折减结果比较合理,而传统的同一折减系数过高地评价了边坡的稳定性。     

节理发育反倾边坡模拟研究

根据离散单元理论和利用离散块体技术,用离散块体模拟节理发育反倾边坡破坏机理和加固变性过程.将此理论和技术应用于贵阳市乌开公路K44+340～K44+450段右侧滑坡工程,利用强度折减法分析边坡的稳定性;研究了塑性变化范围和发展趋势;同时还利用独有的离散滑动的优势分析软弱结构面上的块体滑移和节理张拉破坏的演变过程.研究结果表明:进行路基开挖岩石坡脚是造成这次滑坡的外因;岩体风化强烈导致节理发育所形成岩体内软弱结构面是边坡失稳下滑的内因;塑性范围随着预应力锚索的加入逐渐缩小范围,在锚索加固区基本消失殆尽;采用强度折减法分析边坡的稳定情况及预应力锚索加固过程中的稳定性变化情况,充分反映和验证了预应力锚索加固岩石边坡对整体稳定性起到了至关重要的作用.     

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.