复杂受力状态下岩体抗滑移空间稳定性分析

在三维弹塑性有限元计算基础上引入动态规划理论来解决在复杂受力状态下岩体的总体稳定性分析 ,确定各个剖面的滑面形状 ,从而判断总体空间滑面的形状 .采用有限元与动态规划相结合的方法 ,可以在不同工期分别计算岩体的稳定性 ,可对工程进行有效的指导 .复杂受力状态下岩体抗滑移空间稳定性分析@冯紫良 @梁朝霞 @戴建国     

索风营水电站Dr2危岩体稳定安全度有限元分析

采用边坡稳定分析的非线性有限元混合解法对索风营水电站Dr2危岩体的稳定性进行了分析,即由强度折减法搜索其可能滑动面,确定危岩体最可能的破坏方式和滑动面位置,然后重新建立模型,加入搜索得到的滑动面和加固措施,由有限元迭代解法求得其滑动面的安全系数.通过该法确定了Dr2危岩体最危险滑动面,并计算得到了每项加固措施对危岩体抗滑稳定安全性的贡献度,为加固措施的优化提供了一个很好的参考依据.     

用变尺度法求解圆弧滑坡的最危险滑面

本文给出了均质圆弧滑动面稳定系数的精确解,提出了用非线性规划中的变尺度(DFP)法求解圆弧滑坡最危险滑面的方法,并作了实例计算,编制了煤系岩体边坡的计算算图.     

软土地基上填土土坡滑动颗粒流模拟

采用颗粒流方法的基本理论,结合软土地基上填土土坡稳定工程实例,利用二维颗粒流程序(PFC2D)对土坡的接触应力场和位移场进行了模拟。根据土坡位移场的变化来确定滑动面的位置和形状,克服了传统连续介质力学的宏观连续性假设,这比传统土坡临界滑动面搜索方法更加合理。颗粒流方法模拟的滑动面近似为对数螺旋面,这与滑坡后实测的滑动面形状比较吻合。基于瑞典圆弧滑动法和颗粒流位移场得到的滑动面,计算和比较了土坡稳定的安全系数。     

格构锚杆组合加固技术在高边坡治理中的应用

以贵州省思南县宏达山水家园工程拟建场地内的高边坡为例,针对该边坡的工程地质、水文地质、岩体结构特征及变形破坏迹象,通过边坡中层面和节理面的空间组合关系确定了边坡潜在滑动面,并以此建立了边坡推力计算模型.在此基础上,通过边坡稳定性评价计算结果确定了该边坡的典型计算剖面,并以此作为边坡设计计算模型.在治理设计过程中采用格构锚杆组合加固技术,系统阐述了其基本设计思路、设计计算过程,并编写了相应的计算程序.工程实践表明,该组合加固技术既能加固深层岩体,又能浅层护坡,同时还能美化环境,具有一定的工程实用价值.     

基于倾斜变形的边坡临界滑动面确定方法研究

采用强度折减法寻找三维边坡临界滑动面是边坡稳定性分析工作中的重要问题。本文基于对边坡临界状态位移场的分析,提出一种三维边坡临界滑动面的确定方法,即认为当边坡处于临界状态时,滑动面上的点是空间倾斜角度最大的位置点。通过强度折减计算使边坡达到临界状态,沿边坡表面及坡体内部等距布置测线和离散点,并计算各离散点的空间倾斜角度,提取每条测线上离散点空间倾斜角度最大值的坐标点;然后利用局部加权回归散点平滑方法做平滑处理,并将曲面在边坡范围外的多余部分进行裁剪即可得到三维边坡的临界滑动面。最后,探讨了倾斜变形计算长度大小和离散点布置的疏密程度对滑动面的影响,结果表明,倾斜变形计算长度对滑动面形状影响较小,离散点间距对滑动面形状存在一定的影响。     

基于遗传算法的边坡稳定有限元分析

提出了一种边坡稳定计算的新方法,该方法采用Marc有限元软件计算边坡的应力,考虑了几何和材料非线性.采用一条折线模拟边坡滑动面.根据遗传算法原理编制程序,搜索对应最小安全系数折线上的节点,从而确定最危险的滑动面.与通常的边坡稳定计算方法相比,该方法摈弃了圆弧滑动面的假定并考虑了边坡的应力分布,可以更好地反映实际情况.算例比较表明,该方法计算结果更为合理.     

高速公路路堑边坡施工过程动态稳定性分析

结合某山区高速公路路堑边坡工程实例,采用相当抗剪强度和相当剪应力之比值作为边坡稳定系数Ks,通过有限元方法对施工过程中的边坡变形和稳定系数变化规律进行研究.研究结果表明：根据边坡稳定系数Ks最小原则计算得到的最危险滑动面与现场勘探的边坡岩体内贯通结构面的位置基本吻合;不同施工阶段的边坡稳定系数Ks表明,需要对边坡的四级台阶均进行加固,才能保证该边坡的稳定.     

钻孔侧斜仪的原理及在边坡监测中的运用

钻孔测斜仪是目前最常用的测定岩体、土体水平位移的仪器之一,通过监测可以确定岩体、土体滑动的大概位置、方向及滑动距离,对边坡的动态监控起着重要的作用.本文介绍了钻孔测斜仪的组成、工作原理及测斜管埋设技术,并结合工程实例进行分析,应用.     

岩体隧道施工诱发的关键块体三维模型及其验证

在岩体隧道工程岩体结构面的观测基础上,研究了结构面三维模型及网络模拟技术,通过不连续面网络图模拟真实岩体的几何特征,讨论了两种块体搜索方法,即根据确定结构面参数搜索确定块体和根据节理面网络图搜索随机块体的方法.引入概率理论对被节理切割的岩体中关键块进行了分析,采用蒙特卡罗法和面向对象的编程技术,给出了基于统计原理的岩体不连续面三维计算机模拟方法.建立了岩体工程适用的块体搜索和计算模型,实现岩体隧道工程的关键块体计算机搜索、三维显示和旋转等.     

屈服后钢筋黏结锚固性能试验研究

为研究屈服后钢筋黏结锚固性能,采用钢筋表面开槽埋置电阻应变片的方法测量钢筋的应变分布,以钢筋强度等级、混凝土强度、钢筋直径、保护层厚度、配箍率、锚固长度等为变量,完成了15个梁端式黏结锚固试验. 试验结果表明：钢筋屈服后,加载端相对滑移显著增加,钢筋屈服段黏结应力明显减小,最大屈服渗透深度与钢筋所受约束和钢筋直径等因素...     

饱和开挖土坡稳定性状的流固耦合有限元分析

以Biot固结理论为基础对饱和开挖土坡的稳定性进行非线性有限元数值分析，通过有限元分析可以较准确地求解土坡内部的有效应力场、位移场和孔隙水压力场；可以确定土坡的安全系数及相应的临界滑动面随时高的变化；能够对开挖土坡变形和稳定性的长期性状进行预测。     

土坡稳定滑移线数值分析法

结合有限元法、极限平衡理论和常微分方程的数值解法等，提出用于土坡稳定的滑移线数值分析法．该方法考虑土的应力应变关系和土坡失稳的破坏形式，从分析土坡应力分布的变化入手，直接确定临界滑裂面的位置，进而计算土坡总体安全系数     

基于应力场的土坡临界滑动面的遗传算法搜索

为快速而准确地评价复杂土坡抗滑稳定性状,采用非线性有限元法分析土坡的应力场,根据应力场定义和计算土坡的稳定安全系数,再将安全系数与遗传算法的适应度函数相联系,从而利用遗传算法优化技术搜索土坡内对应最小安全系数的临界滑动面。给出了遗传算法搜索中的滑动面基因表达、适应度函数、滑动面形状合理性约束等关键实施技术。通过经典算例分析,证明这种基于应力场的临界滑动面遗传算法搜索方法具有可行性、高效性和鲁棒性。     

基于滑移线场理论的边坡稳定性有限元分析

依据统一强度理论和潜在滑移线理论,引入统一材料参数定义,建立适合数值计算的全区域滑移线场方程,根据有限元计算得到的应力场,在弹性区域和塑性区域,分别数值模拟滑移线场,由滑移线场追踪临界滑动面,计算安全系数,解决边坡稳定性分析问题.结果表明,该方法是有效的,可在此基础上分析不同的屈服准则下安全系数和临界滑动面位置的差别.     

遗传算法在边坡稳定圆弧滑动面搜索中的应用

将遗传算法应用于边坡工程的分析和设计,若边坡滑动面为圆弧状,可搜索出圆弧形临界滑动面的圆心及滑出点坐标,从而确定了临界滑动面的位置,并利用简化毕肖普法和瑞典法求出对应的抗滑稳定安全系数,实现了遗传算法在边坡稳定分析中的应用.通过计算实例证明,遗传算法在边坡稳定分析中具有一定的适用性及优越性.     

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.     

砌块专用砂浆与钢筋黏结性能试验研究

通过12组试件的拉拔试验,建立黏结应力与滑移(τ S)关系曲线,确定了锚固钢筋受力破坏的各个阶段(微滑移、内裂滑移、劈裂、下降和残余五个阶段),综合分析了砂浆强度、锚固长度和钢筋直径对黏结锚固性能的影响·试验结果表明:在给定的l/d的条件下,黏结强度随砂浆强度增加而提高,随相对锚固长度和钢筋直径的增大而降低·最后,考虑砂浆的劈拉强度和相对锚长,利用最小二乘法,通过统计回归提出了黏结特征强度的统计公式·     

基坑土钉支护边坡有限元稳定性分析方法探讨

针对基坑土钉支护开挖边坡的稳定性,应用强度折减法和滑面应力法2种有限元法对基坑边坡是否采用土钉支护获得的安全系数和滑动面形状进行了分析.采用土钉支护的基坑边坡,由于在强度折减时,仅仅对土体强度参数进行了折减,未考虑土钉自身的强度降低,因而,采用2种有限元方法得到了不同阶段下虽然安全系数一致,但滑动面形状和位置不同的结论.提出了将土钉支护对土体以及边坡的作用考虑进去,以实现土钉支护技术在项目工程施工中更具现实的理论意义的意见.     

平面应变条件下两类有限元边坡稳定分析方法比较研究

对有限元边坡稳定分析方法中滑面应力分析法和强度折减法的安全系数定义进行了探讨,指出这两类方法的安全系数定义都是从强度折减的概念出发,与极限平衡方法中的安全系数定义概念上是一致的.在算例对比分析中,基于非关联流动法则,采用与经典摩尔-库仑准则相匹配的等效D-P准则,在平面应变条件下,对天然边坡(均质边坡、有下卧软弱层、有软弱夹层带)的稳定性进行了对比研究,并同传统极限平衡方法进行了比较.研究表明,两类有限元方法得到的安全系数大小以及相应滑动面形状和位置均十分接近,滑面应力分析法不适于计算失稳边坡的安全系数.