基于网格化应力场的边坡滑移面搜索模型及应用

为了将数值计算方法有效地应用于边坡稳定性分析,建立一种基于应力场的网格式边坡滑移面搜索模型.首先,通过建立有限元分析模型求得边坡应力场,并提取单元坐标及各应力计算结果;其次,根据边坡模型几何尺寸建立直角坐标系,将边坡在平面内按网格式离散为n个方格,使每个网格内可包含一个或多个原有限单元网格;再次,通过编制程序提取边坡应力场,在每列网格内依据C-M屈服准则搜索出最可能达到屈服条件的有限单元并标记;同理依次搜索出各列潜在滑移单元并串联,即实现基于应力场的网格式边坡滑移面搜索模型.最后,选用国际经典边坡案例,依据矢量和法安全系数表达式,基于应力场网格式边坡滑移面搜索进行边坡稳定性分析与计算,并与传统方法进行对比分析,证明该方法可行性和优越性.该方法适用于非极限状下边坡稳定性的评价与分析,计算结果更为合理.     

高陡岩质桥隧工程边坡稳定性评价及工程支护措施

依托大理—瑞丽铁路澜沧江大桥桥隧工程边坡,通过大量的工程支护处理措施研究,探讨桥遂工程边坡稳定性分析及工程支护处理方法.在查明坡体结构、建立坡体地质模型的基础上,利用三维数值模拟和强度折减法对桥遂边坡进行稳定性分析评价,同时考虑桥梁结构建设和两岸遂道开挖施工对坡体稳定性的影响.对岩质边坡存在的受软弱结构面控制的整体稳定性问题和浅表层局部碎裂岩体的稳定性问题,分别采用不同的支护措施.岩质边坡稳定性分析应以建立工程地质模型为基础,边坡支护设计应与工程结构建设相结合,信息互馈,动态设计,以确保工程边坡的稳定性.     

层次分析法-可拓学模型在岩质边坡稳定性安全评价中的应用

为解决境界外驻留矿体的开采技术难题,综合运用物元概念的可拓学理论与层次分析法,建立多层次多指标的岩质边坡稳定性综合评价模型,对边坡稳定性进行评价,得出安全等级标准及评价指标量值.运用层次分析法确定影响边坡稳定性的安全评价指标的权重系数,根据可拓学理论构造经典域物元、节域物元和可拓集合中的关联函数,建立岩质边坡稳定性安全评价的层次分析法-可拓学模型,得到岩质边坡稳定性安全评价结果.经计算,岩质边坡稳定性综合安全评价的级别特征值为2.19,安全等级为Ⅰ级,边坡稳定性处于极稳定状态.研究结果与矿山以往运用RMR法和BQ法计算的评价结果一致.     

大型露天终了边坡稳定性分析与加固方案优化

基于正交试验设计、有限元分析与RBF神经网络理论建立露天边坡岩体力学参数反演模型,形成露天边坡岩体力学参数分析方法;基于MIDAS/GTS大型数值计算平台建立露天边坡三维稳定性分析模型,形成露天边坡稳定性分析方法。选择典型矿山,对露天矿山终了边坡的岩体力学参数和边坡的稳定性进行分析,提出可行的加固方案,并通过数值计算分析与经济效果评价提出合理的加固措施。研究结果表明:该研究方法对类似工程研究有借鉴意义。     

边坡在降雨条件下的稳定性分析

介绍了渗流与应力耦合的基本原理,以及边坡降雨入渗的过程。根据工程地质条件及岩土的特性建立边坡数值模型,运用ABAQUS进行降雨条件下的有限元分析,观察边坡土体孔压场、位移场等的变化规律.最后对边坡稳定性进行评价。     

基于遗传-神经网络的边坡稳定性评价模型

针对影响边坡稳定性的因素较多,其变形破坏机理复杂,边坡稳定性难以控制等问题采用非线性理论和方法来研究边坡的变形破坏机理,并建立稳定性评价模型,用遗传-神经网络从中获取稳定性评价和判断的知识,进而构建系统,从而对各类边坡稳定状态做出分析评价.本模型对解决边坡稳定性很高的可靠性.     

基于属性数学和联系数学的边坡稳定性评价模型及应用

鉴于边坡稳定的不确定性,本文将属性数学和联系数学理论引入边坡稳定性评价.建立了基于属性数学和联系数学的边坡稳定性评价模型,并应用于边坡评价,取得了较好的效果,为边坡稳定性评价提供了新的方法.     

间歇性强降雨下基于Green-Ampt入 渗模型的边坡稳定性分析

研究了间歇性强降雨作用下边坡稳定性.间歇性强降雨下湿润锋以上土体将会经受干湿循环作用,考虑干湿循环对边坡土体渗透特性及土水特性的影响,改进了传统GreenAmpt入渗(GA)模型;考虑干湿循环对土体强度的劣化作用,建立间歇性强降雨下边坡稳定性表达式.对于不考虑间歇性强降雨作用的边坡,改进GA模型可简化为传统GA模型,说明传统GA模型是改进GA模型的一个特例;利用改进GA模型和稳定性评价方法得到的结果与工程实际情况基本吻合,证明了该方法的可靠性;根据降雨入渗速率的变化特征,降雨过程可分为稳定阶段、持减阶段和突变阶段等3个阶段;传统GA模型与改进GA模型相比在失稳深度和时间上有较大延缓;仅改进稳定评价方法的传统GA模型与改进GA模型相比在失稳深度上一致,在失稳时间上有延缓.     

基于神经网络的多参数露天边坡稳定性分析

针对分析露天边坡稳定性的参数的不确定性和不完备性,精确分析方法在表达边坡系统各组成部分之间的非线性关系上有其局限性问题,依据神经网络建立的数学模型,采用神经网络的学习方法,对露天边坡进行稳定性评价。计算结果表明:边坡实际状态和预测结果十分相近,因此运用神经网络模型评价黄土地区边坡的稳定性有较好的适用性,该方法对露天边坡稳定性预测预报具有重要的理论意义和实用价值.     

坡脚处基坑开挖边坡稳定性数值分析

坡脚处基坑开挖会降低边坡的稳定性.文章以某船闸边坡工程为例,采用有限元软件Midas/GTS建立计算模型,对坡脚处基坑开挖边坡稳定性进行数值分析,并采取了削坡这种边坡治理措施,将施工过程中土体变形的监测数据与数值模拟结果比较,探讨数值模拟分析的可行性以及削坡对提高坡脚处基坑开挖边坡稳定性的合理性.     

基于改进粒子群算法的BP神经网络在边坡稳定性评价中的应用

边坡稳定性分析与评价是边坡工程的核心内容,具有高度非线性和不确定性特征。首先,选取了多个边坡工程实例构成学习样本集,以土体重度、内摩擦角、粘聚力、坡角、坡高、孔隙比六个主要影响因素作为土坡稳定性的评价判别指标;然后,采用改进的粒子群算法优化BP神经网络模型,将网络权值和阈值粒子化,通过引入粒子群进化度和粒子群聚合度实现惯性权重的动态变化,利用粒子群算法的全局搜索性实现网络权值和阈值的更新,从而增强算法对非线性问题的处理能力,加快了收敛速度;最后,通过与其它边坡稳定性评价算法进行比较分析,表明了本文研究算法的可行性与合理性。     

原位钻孔剪切试验在优化边坡稳定性评价中的应用

岩土边坡结构的复杂性一直影响工程建设中对边坡稳定性的准确评价,反之,边坡稳定性评价结果准确与否制约工程建设。基于极限平衡理论,根据原位钻孔剪切试验特征,运用slope/w对传统计算模型进行探讨、优化,最终得出:(1)原位钻孔剪切试验反映出坡体结构中岩土体的各向异性,数值水平高于室内实验值;(2)传统计算模型+室内试验参数方案计算结果偏于保守,传统计算模型+单一原位参数计算结果存在偏大或偏小的可能性;(3)优化分层计算模型+分层原位参数方案切实可行,提高边坡稳定性评价的准确性,对工程边坡评价意义重大。     

露天煤矿边坡稳定性的随机森林预测模型

 边坡工程是露天煤矿中的重点工程,边坡的稳定性关系着煤矿的安全生产。边坡稳定性预测是边坡防治工作的前提,针对煤矿边坡工程稳定性预测的复杂性,为了快速、有效地判别煤矿边坡稳定性,利用随机森林算法建立煤矿边坡稳定性预测模型。通过选取与煤矿边坡工程密切相关的岩石重度、黏聚力、内摩擦角、边坡角、边坡高度、孔隙水压力6 个指标作为边坡稳定性的影响因素,即为随机森林预测模型的输入,边坡稳定性状态作为随机森林预测模型的输出,通过随机森林算法建立边坡稳定性影响因素与边坡稳定状态之间的非线性关系。利用煤矿实测30 组边坡稳定性数据作为随机森林预测模型的训练数据集,进行模型的学习训练;另用12 组边坡稳定性数据作为预测模型的测试数据,通过训练好的边坡稳定性预测模型进行测试;为了验证随机森林预测模型的准确率,同时与SVM 和BP 神经网络的测试数据进行比较。结果说明,选取煤矿边坡稳定性的6 个指标建立的随机森林预测模型,人工控制参数较少、结构简单、容易实现,且具有较高的准确度,边坡稳定状态预测结果与煤矿边坡工程实际状态相吻合,能有效预测边坡稳定性状态,指导煤矿边坡防治工作的开展。     

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。     

广东地区花岗岩风化残积土路堑边坡的冲刷稳定性模糊评价

广东省境内花岗岩分布广泛,风化残积土路堑边坡坡面冲刷严重．文中分析了广东省境内花岗岩风化残积土路堑边坡冲刷稳定性的影响因素,据此选定坡面冲刷稳定性模糊评价的评价因素及其隶属函数,建立合理的模糊评价模型．采用模糊评价方法对广东省英德地区典型花岗岩风化残积土路堑边坡工程实例进行坡面冲刷稳定性评价,以验证所提出的方法的有效性．结果表明：花岗岩路堑边坡未经加固处理时,坡面冲刷稳定性差;通过坡面土质改良和坡面框架植草防护后,抗冲刷稳定性显著提高;路堑边坡冲刷稳定性的模糊评价方法具有较广的适用性．     

基于FLAC3D的寒旱环境植被根系分布形态对边坡稳定性的影响

随着生态护坡技术的不断发展,植被根系固土护坡作用越来越受到重视。为研究寒旱环境的霸王植被根系分布形态对边坡稳定性影响,同时减少试验成本和挖掘根系对环境的破坏,将根系简化为主根型,通过数值模拟根-土复合体直剪试验,获得与室内根-土复合体直剪试验基本吻合的抗剪强度参数,采用无限边坡理论模型,对不同分布形态根系穿过滑裂面的边坡进行稳定性影响分析。研究发现：不同垂直压力作用下,土体进入塑性剪切阶段时,素土剪切应力均小于根-土复合体;随根截面比增加,土体黏聚力增加幅值大于内摩擦角;当根截面比为0～0.88%时,根系穿过边坡潜在滑裂面时,边坡稳定系数增幅显著,但大于0.88%时,边坡稳定系数增幅较小。因此,在植物固坡工程设计中应找到最优根截面比,以满足寒旱环境边坡的稳定性要求。     

土坡各参数对土坡稳定性的影响研究

建立了边坡稳定性分析的平面直角坐标系,得到了该坐标系下的边坡稳定分析瑞典圆弧法的积分表达式。以简单均质黏性土坡为研究对象,结合 Matlab 遗传算法工具箱,建立了基于瑞典圆弧法的遗传算法优化模型,实现了边坡稳定分析最小安全系数的自动寻优。通过实例进行验证和对比,表明该方法是行之有效的,经大量实例计算,得到了土坡参数对土坡安全系数 Fs 、滑移体断面面积 A、滑移体周长 L 的影响的规律。     

降雨渗流场分布下边坡稳定性影响因素的探究与分析

针对降雨入渗条件下的边坡稳定性问题,采用非饱和土理论进行了降雨入渗过程的数值计算研究,围绕降雨强度、渗透系数对边坡稳定性的影响进行了4个算例的计算与分析.利用Geo-Studio软件进行了数值模拟,主要研究结论为:(1)土体的基质吸力有利于边坡的稳定,忽略基质吸力得到的结果会严重偏小;(2)降雨强度对低渗透性模型的影响不明显,对于高渗透性模型的影响较大;(3) 坡角处以及坡顶处会出现应力集中,且土体在该位置处的强度较低.上述研究能够为实际工程中边坡的防治提供一定的技术支持.     

基于粒子群优化算法的相关向量机边坡稳定性分析模型

为快速获取边坡稳定性系数,及时对边坡进行稳定性评价,提出一种基于粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)的相关向量机(relevance vector machine,RVM)边坡稳定性分析模型。该模型通过选取影响边坡稳定性安全系数的6个主要因素,并对这6个主要影响因素产生的30组数据进行拟合训练,利用粒子群算法对相关向量机模型参数进行优化,选取最优参数值,根据这30组训练样本来对剩余4组样本进行精准预测。结果表明：与实际值进行对比,基于PSO-RVM模型预测的平均相对误差仅为5.64%,且建立的PSO-RVM预测模型的边坡稳定性安全系数的平均相对误差均明显优于利用BP(back propogation)神经网络和协调粒子群(coordinated particle swarm optimization,CPSO) -BP模型预测得到的平均相对误差,进一步为边坡稳定性预测及评价提供一种新方法。     

持续暴雨作用下排土场层状碎石土边坡稳定性

为了研究排土场层状碎石土边坡在持续暴雨条件下的入渗过程及稳定性,推导了土体天然含水率、天然重度与天然体积含水量的换算公式,作为快速确定边坡土体初始基质吸力分布的依据。建立算例排土场有限元分析模型,进行降雨条件下饱和-非饱和渗流、孔压-应力耦合以及边坡稳定分析。结果表明：持续暴雨作用下排土场会在透水性最强的边坡浅层形成集中渗流通道,当坡底存在弱透水性土层时会切断渗流通道,导致雨水从坡脚涌出;排土场边坡位移在降雨期间不断增长,但增长速度越来越慢,雨后边坡位移立即开始减小;降雨初期边坡稳定性系数下降较快,边坡浅层渗流稳定后基本保持不变,雨后缓慢增大。排土场层状碎石土边坡在持续暴雨作用下容易在降雨中后期失稳。