利用有限元法分析路堤边坡稳定性

由于传统方法计算边坡稳定系数的假定条件太多 ,有时与实际情况并不相符 ,而且计算过程比较复杂。本文通过有限元法将问题大大简化 ,计算出每个单元高斯点上的最大、最小主应力 ;每个节点的位移 ;每个高斯点上的安全系数和强度发挥系数 ;利用 Winsurf画出各种参数的等值线 ,从而更加形象地解决了边坡稳定问题。     

基于模糊数学和粒子群算法的边坡参数反分析

传统的利用边坡位移进行力学参数反分析的方法构造的目标函数较为简单.为了体现滑坡土体的不同性质,文中在传统优化方法的基础上,分析了滑坡体内部土体的位移特点,并将滑坡土体分为滑坡床、滑坡面和滑坡体3个类别.然后分别利用模糊数学和粒子群算法求得不同位置土体对3个类别的隶属度以及3个类别的位移权重,并根据土体的隶属度和3个类别...     

硬粘土开挖边坡的位移场计算

本文从硬粘土的主要工程特性之一的超固结特性出发,采用有限单元法计算开挖边坡的位移,计算中采用分级开挖、线性弹性模型及以先期上覆土层厚度H_0代替通常所采用的超固结比OCR,同时也考虑到其它的变形参数:侧压力系数k_0、泊桑比μ及回弹模量E_0讨论了这些参数对水平位移及垂直位移的影响及边坡的变形规律     

边坡初始地应力场位移反分析初步研究

建立了一种边坡初始地应力场位移反分析模型。该模型抛弃了常规位移反分析模型中一步开挖完毕假定，反分析的基础位移资料可以是某阶段开挖位移增量。提出了一种反分析目标函数优化算法，该优化算法利用线弹性问题的尺度特性减少了一个优化变量，同时反演结果稳定。通过算例，文中对反分析模型和算法进行了验证。     

复变量求导法灵敏度分析及弹塑性参数反演

提出了灵敏度分析和弹塑性参数反演的一种新方法.针对非线性参数反演过程中灵敏度计算困难的问题,利用复变量求导法,把隐式函数的求导过程转化为函数值的计算,进而高精度地计算出参数灵敏度.相对于常规的基于有限差分的灵敏度数值计算方法,该方法更为高效.以岩土工程中弹塑性参数反演问题为背景,给出了基于复域位移分析的参数反演过程,对弹性模量、泊松比、粘聚力以及内摩擦角进行了反演.数值算例表明,所提出的方法对单一参数和耦合参数的非线性反演问题均有效可靠,解决了参数反演时位移对反演参数不敏感问题.     

边坡岩土参数的改进分析方法

针对高边坡稳定性计算过程中岩土参数选取问题,基于锚索基本试验和声波测试,提出岩土参数的改进计算方法.通过将数值计算和边坡位移观测结果比较,发现利用改进岩土参数数值计算结果与实际观测结果更加接近,验证了边坡岩土参数改进方法的可行性.     

三峡工程永久船闸高边坡岩体力学参数的敏感度分析

利用监测信息(如位移)进行优化反演是确定模型参数的有效方法,针对三峡永久船闸高边坡,通过对一组参数基准值加入一定的扰动量以观察相应的计算位移的变化,分析了不同的岩体力学参数对边坡监测点计算位移的敏感度及测点的布置对敏感度的影响·敏感度较大的参数可以通过优化反演求得,测点的位置不同,该处的计算位移受参数的影响也不同,为提高参数的敏感度,应对测点进行合理的布置·     

考虑降雨与坡脚采石影响的海岛岩质边坡稳定性分析

基于海岛岩质边坡实际监测位移,利用有限元强度折减法,研究降雨与坡脚采石对海岛岩质边坡稳定性的影响.在降雨因素影响下,采用等效折减的办法,即以监测位移统计为依据的"日降雨量与日位移增量关系"和以有限元计算结果为依据的"折减系数与位移关系",以位移为中间变量,把日降雨量引起的边坡位移增量等同于因边坡强度参数降低引起的位移增量,从而建立了日降雨量与边坡强度等效折减系数的对应关系,提出了降雨导致边坡失稳的预警值.在坡脚采石因素的影响下,对坡脚开挖进行了11种方案的计算,通过对计算结果的对比分析,得出坡脚采石量对安全系数的影响程度与规律,提出了坡脚开挖对海岛斜坡稳定性的预警值.     

边坡工程中的PSA-ANFIS反演设计方法

边坡工程反演设计方法的提出,对于解决岩土工程设计工作中所面临的实际工程问题具有重要的现实意义.针对边坡工程反演设计工作的特点,首先采用正交试验设计法和模式搜索算法(PSA)研究了自适应神经模糊推理系统(ANFIS)的训练参数和模型结构的优化方法,提出和建立了基于模式搜索算法的自适应神经模糊推理方法(PSA-ANFIS).进一步地,对一多峰函数Peaks进行离散,构建了训练数据对、检测数据对和预测数据对,并对PSA-ANFIS的拟合能力和预测能力进行了研究.结果表明,无论是在拟合精度和预测精度上,还是在训练参数的调整、模型结构的建立和训练过程上,PSA-ANFIS均适合于解决边坡工程反演设计这一高度非线性的映射问题.最后,还将该新方法应用于边坡工程的边坡设计问题中,对实例边坡的角度和高度进行了反演设计,从而证实了该方法具有较强的非线性处理能力,适用于处理边坡工程中的具有高度复杂的不确定性问题,是一种优异的反演设计新方法.     

高陡边坡滑坡的潜在影响因素分析及安全评价

针对厂坝露天矿高陡边坡滑坡的可能性和影响因素的不确定性,根据现场调查资料及监测数据,首先分析了影响边坡滑坡的五个潜在影响因素,并通过正交实验找出了关键影响因素,分析了影响滑坡的关键作用路径;然后进行回归分析,获得了影响因素与位移矢量间的拟合函数,并在极限状态下数值计算得出一系列岩体强度参数及其对应的位移和安全系数.最终获得了岩体参数和位移矢量之间以及安全系数和位移矢量之间的拟合函数.研究表明,该边坡安全系数在1左右,处于较不稳定状态,应加强监测.     

基于Matlab的土坡稳定分析的解析计算

采用精确积分代替有限条块的求和,得到土质边坡稳定分析的瑞典法和毕肖普简化法的积分表达式,有效地避免了条分法中由于土条数目与宽度的选择所带来的误差.在程序编制过程中,除了考虑土质的非均匀性外,还考虑到实际工程中坡顶及土层面往往呈非水平状态,采用折线型坡面和土层面来模拟实际边坡,利用Matlab语言的内置函数,极大地简化了程序的编制,扩展了积分法在边坡稳定分析中的应用.并利用横向和垂向相结合的二维搜索算法搜索临界圆弧滑动面.通过算例表明,此方法的计算结果是正确合理的,可用于土质边坡稳定分析.     

基于颗粒流的局部强度折减法在边坡稳定分析中的应用

岩土边坡稳定问题是土力学中仍未圆满解决的重要课题,边坡的渐进破坏过程是数值分析中的难点。颗粒流方法的特质是模拟大变形、可破坏的问题,用于边坡失稳破坏研究能获得该过程的时空演化规律。边坡失稳往往是由于局部土体的强度降低造成的,为此,运用颗粒流程序建立边坡模型,采用传统的强度折减法获得滑裂带土体区域,通过对滑裂带区域内土体强度的折减实现局部强度折减,以此进行边坡稳定分析。研究表明采用颗粒流结合强度折减法开展边坡稳定分析,通过数值双轴试验建立试样宏观力学响应与颗粒流细观参数之间的联系,不断折减宏观强度参数直至边坡破坏得到的安全系数与极限平衡法结果基本一致,并且能直观地显示边坡破坏的渐进过程及滑移面位置和形状。局部强度折减得到的边坡位移变化较传统强度折减略小。     

基于反应谱分析的边坡动力响应与地震稳定性数值模拟

针对地震作用下的边坡稳定性分析,基于反应谱理论,提出了一种同时考虑了地震动力特性的反应谱法动态分析方法。该方法通过震动峰值加速度和边坡各岩土体单元的节点地震响应加速度谱值,计算出单元的地震影响系数,进而进行强度折减,得到滑动面的安全系数。在此基础上,对某边坡进行了动力稳定性分析,首先采用ANSYS分析地震作用下的边坡模态和反应谱,结合FLAC~(3D)计算弹塑性变形下的边坡稳定性,得出不同工况下边坡稳定性安全系数。实践表明,反应谱法动态分析对地震作用下边坡稳定性具有较好的理论与应用价值。     

土与强风化岩双元边坡圆弧-平面破坏模式与支护设计方法

为了探究土与强风化岩边坡中强风化岩不破坏的临界坡率及稳定性判断方法,基于济南地层,得出适用于数值模拟的土层参数,并利用强度折减法求出边坡的临界坡率,为施工提供参考。针对强风化岩不破坏的边坡,运用改进的瑞典条分法求出边坡安全系数解析解,并利用滑移线场法求出滑移线,为安全系数解析解的应用提供依据。结果表明,岩层厚度超过边坡高度1/2或坡率大于1:0.5时,强风化岩一定破坏;解析解得出的安全系数偏小,有利于工程安全;针对土与强风化岩边坡,文中结果可确定边坡破坏区域,设计支护方案。     

黄土边坡稳定性计算方法研究

目的目前对于多土层、多台阶的边坡进行稳定性分析时,大多对土性参数、坡率进行加权平均来对边坡进行稳定性分析,没有考虑到大部分坡顶都有一定倾斜,这必然会产生一定的误差。为了克服这些问题,我们对边坡作进一步的研究。方法考虑边坡土体分层情况、坡顶坡率、防护力的大小(无防护时为零)及作用点高度,做出边坡的受力模型图,求导出能够反映黄土边坡实际情况的稳定性表达式。结果通过对该方法求导的稳定性表达式进行计算机VB编程,能够简单方便的求解出边坡的稳定性状况及间接求导出使边坡达到稳定时所需防护力。结论该方法取代对坡体土性加权平均,考虑了不同土层的情况,同时考虑坡顶倾斜的情况来对边坡进行稳定性分析,所得结果能够进一步接近黄土边坡的实际情况。     

软夹层参数对边坡动力特性的影响分析

采用动力有限元分析了软夹层厚度、倾角、埋深等参数对边坡的位移、加速度等动力反应的影响.研究表明:软夹层对边坡动力特性影响显著,在边坡设计和边坡稳定性分析中不能忽视;软夹层越厚滤波和放大效应越明显;软夹层埋深越大,滤波效应越明显;软夹层倾角对滤波效应影响不显著,但对峰值有影响,而逆边坡角的软夹层可以减小边坡表面位移和加速度峰值.研究结论可应用于边坡设计中.     

季节性冻土地区根-土复合体土质边坡稳定性分析

为了研究季节性冻土地区根-土复合体土质边坡稳定性,通过分析土体强度参数、融化层深度、融化层重度及坡度对根-土复合体土质边坡稳定性的影响,模拟了春融期土坡温度场及水分场的变化特征,运用强度折减法计算了春融期素土及根-土复合体边坡的安全系数。结果表明：春融期,素土及根-土复合体边坡在冻融界面处剪切塑性应变集中,呈条带状分布,沿着冻融界面发生平面状热融滑塌;相比素土边坡,根-土复合体边坡安全稳定系数明显增大。由此可得,植物根系穿过冻融界面处时,增加了根系周围土体强度,提高了边坡安全稳定,为季节性冻土边坡工程的设计、施工和维护提供有效的科学依据及必要的数据参考。     

高速公路拓宽新路基差异沉降计算分析

高速公路拓宽过程中,由于新老路基固结程度不同,路面荷载作用下新填路基会产生较大沉降,导致路面破坏;甚至会引发交通事故。基于土的孔隙介质特性,考虑路基边坡对路基沉降的影响,采用修正的分层总和法和ABAQUS数值模拟来计算新填路基路面沉降规律。计算结果表明修正的计算方法得出的路面沉降曲线与实际现场观测结果有明显的相似性,能够比较准确地反映路面不同位置的变形规律,可用于软土路基沉降计算及预测预报,为路基工程设计施工提供参考。     

有限元强度折减法在膨胀土堑坡滑坍分析中的应用

由于膨胀土路堑边坡滑坍机理复杂，用传统分析方法难以作出合理的分析和解释．有限元强度折减法采用土的非线性弹塑性本构模型，考虑膨胀力的作用，通过对坡体的应力、应变分析计算，可获得其变形过程和潜在滑面，还能采用安全系数来评价边坡的稳定性．为此，在合理考虑边坡土体强度参数取值的基础上，以面力方式引入膨胀力，尝试用有限元强度折减法和Ansys软件，分析了广西南宁-友谊关高速公路膨胀土堑坡滑坍规律，所得结果令人满意．     

边坡稳定性预报的MEP分类预测算法

鉴于传统方法和数值分析方法的局限性,引入了密切影响边坡稳定性的若干参数,运用多表达式程序设计方法建立边坡稳定性评价模型.基于已有的边坡事例,对该模型进行训练和自我学习,然后用样本训练后的优化模型对新的土质边坡数据集进行预测评价.数值实验表明:多表达式程序设计算法在建立边坡稳定性评价模型中具有较高的可信度.