渗流条件下具有张裂缝边坡的稳定性分析

针对渗流条件下具有张裂缝边坡的稳定性,将流网合理简化,采用以土体(总应力法)或土骨架(有效应力法)为研究对象的2种方法,基于直线、圆弧和任意曲线3种滑动面型式,推导出折线型和台阶型边坡的安全系数计算公式.通过算例分析比较这些方法的异同,并研究张裂缝位置与张裂缝水位对边坡稳定性的影响.研究结果表明:从计算所得的安全系数来看,直线滑动面最大,任意曲线滑动面与圆弧滑动面相接近,但比之较小,说明任意曲线滑动面所得结果更偏于安全;当采用同种类型滑动面时,以土体和土骨架为研究对象的2种计算方法所得的安全系数和临界滑动面均接近,但以土骨架为研究对象的计算方法所得结果偏小一些,因而,以该种计算方法分析所得边坡状态更偏于安全;曲线滑动面(包括圆弧和任意曲线)计算认为张裂缝位置离坡顶距离越近,边坡稳定性越小,而直线滑动面计算认为张裂缝对边坡稳定性影响最大的位置存在特定值;当张裂缝水位升高时,各方法计算所得的安全系数均减小,说明张裂缝水位越高,边坡状态越不稳定.     

确定多级多层边坡临界滑动面的改进策略

为了提高多级多层边坡临界滑动面搜索的效率,针对多级多层边坡的特点,提出了确定多级多层边坡临界滑动面的改进策略.采用滑出点和滑入点归一策略,将滑出点和滑入点的搜索范围映射到(0,1)区间;采用一系列点的顺序连接来模拟任意滑动面,利用不平衡推力传递系数法计算其安全系数;采用简单易实现的和声搜索算法来确定临界滑动面.对4个典型边坡进行了边坡稳定性分析,结果证明所提策略的搜索效率比常规策略高.     

对称边坡三维临界滑动面的确定

文章运用对称边坡三维安全系数显示解,确定三维对称边坡的临界滑动面.假设对称边坡的滑动面是椭球面,改变滑面入口点位置和椭球的中心点位置,应用对称边坡三维安全系数显示解,计算得到对应最小安全系数的滑动面,即为三维临界滑动面.算例表明:初始正应力的假设对最终安全系数的结果影响不大,从而保证该方法的合理性与有效性;当边坡宽高比...     

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.     

基于能量原理的均质土坡临界坡高计算

针对黏聚力较小的均质黏性土坡有可能产生沿直线滑裂面及沿对数螺旋滑裂面滑动的情况,利用能量原理和土坡极限分析的上限定理,推导了坡顶倾斜的土坡沿直线滑裂面滑动的临界坡高,得到黏聚力较小的黏性土均质边坡产生沿直线滑裂面的破坏,其临界坡高与坡顶面倾角α无关,只与土体的抗剪强度c,ψ及密度ρ和坡体倾角β相关的结论.将该结果与同类...     

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。     

边坡稳定分析中圆弧与折线滑动面对比分析研究

以分析圆弧和折线两种滑动面以及简化Bishop法和通用条分法两种方法对边坡稳定分析结果的影响为目标,基于极限平衡理论,采用边坡稳定分析软件Zslope,以均质边坡、加筋边坡以及成层土非均质边坡为例,计算中采用圆弧和折线两种滑动面,以及简化Bishop法和通用条分法两种极限平衡方法,分析比较其安全系数和临界滑动面的差异.研究结果表明,当滑动面为圆弧滑动面时,简化Bishop法与通用条分法计算得到的安全系数和临界滑动面位置基本相同;与圆弧滑动面相比,折线滑动面得到的安全系数偏小,对于加筋边坡以及非均质边坡,折线与圆弧滑动面搜索到的安全系数差别可能会较大,圆弧滑动面容易陷入局部极值,而折线滑动面则更有利于搜索到全局极值.研究成果对于边坡工程设计具有一定的参考价值.     

教与学算法在复杂边坡临界滑动面搜索中的应用

在边坡稳定性分析中,临界滑动面的确定是评估边坡稳定性的关键问题.本文引入一种新型智能优化算法——教与学算法(TLBO),并结合以简化Bishop法为基础的滑动面安全系数计算模型,实现对复杂边坡临界滑动面的有效捕捉.借助Matlab软件编写算法程序,完成对4道经典算例的计算分析.结果表明：教与学算法具有良好的全局优化性能,能够快速有效地搜索出复杂边坡的最危险滑动面.     

尖点突变模型在平板荷载试验中应用及预测研究

根据静力荷载试验曲线的特点,定性地分析了利用尖点突变模型表达荷载-沉降曲线的可行性. 通过坐标变换导出平板荷载试验的荷载-沉降曲线方程在沉降量、施加荷载及承载力因子三维空间中的表达式. 根据土的破坏条件,确定出相应参数并建立其尖点突变模型. 利用该突变模型对已有的试验进行了预测,预测结果和试验结果吻合较好.     

船舶抛锚过程中落锚贯入深度研究

落锚作业是船舶抛锚定位过程的第1个环节,在落锚过程中,船锚不仅可能直接撞击海底管线造成危害,而且船锚的贯入深度会影响拖锚的运动轨迹,从而间接影响海底结构物的运行安全,可见确定船舶落锚阶段船锚的最终贯入深度十分重要.为此,首先开展一系列小比尺落锚模型试验,分别研究在黏性土和无黏性土中船锚质量和落锚高度对霍尔锚和大抓力锚最终贯入深度的影响,发现贯入深度随船锚质量和落锚高度的增加而呈非线性增加,但增幅不断减缓.然后,结合小比尺模型试验,采用能量法和太沙基极限承载力公式拟合船锚贯入深度的计算公式,并确定式中的经验系数.另外,在小比尺模型试验的基础上,验证船舶落锚的数值模拟方法,并对原型船锚的贯入过程进行分析,讨论贯入过程中船锚姿态变化的过程和规律,以进一步揭示落锚贯入深度与船锚触底动能之间的关系.最后,开展现场船舶落锚试验,对比分析本文公式、Young公式、DNV坠物公式、DNV落管公式与现场实测数据之间的差异,发现试验结果和本文公式吻合良好,在验证本文公式正确性的同时阐明了其他理论算法的适用条件与局限性.     

实验室用小型单桥静力触探探头的标定

为了测试实验室模型试验土的力学性质,制作了小型化单桥静力触探探头,对其进行了量测系统的标定试验,比贯入阻力与土的不排水抗剪强度统计关系研究,并与生产用静力触探测试结果和现有经验公式作了对比分析.试验和研究结果表明:本静力触探探头量测系统标定曲线呈线性,其灵敏度为262×10-12 Pa-1;本静力触探与生产用静力触探测得的比贯入阻力接近,且前者的灵敏度高于后者;得出的饱和重塑黏性土比贯入阻力与不排水抗剪强度统计关系公式与交通部一航局的经验公式很接近.本静力触探探头可用于实验室饱和重塑软黏性土力学性质的比较及不排水抗剪强度值的测试.     

基于临界滑移场技术的排土场边坡稳定性分析

应用临界滑移场技术,对排土场边坡进行临界滑动面搜寻.结果证明其边坡滑动面并非圆弧滑面;再应用临界滑移场技术的扩展方法进行反向搜寻,不仅可以得到排土场边坡的安全系数,还能求得边坡的最佳设计坡角.     

基于Bishop法假定的边坡临界滑动场方法及应用

针对边坡临界滑动场方法一般选取剩余力作为控制指标的局限,基于简化Bishop法假定,在给定安全系数下,对圆弧滑动面和非圆弧滑动面分别选用剩余力矩(滑动力矩与抗滑力矩之差)和剩余法向力力作为控制指标,从众多的可行滑动面中选择控制指标最大的那个滑动面作为给定安全系数下的危险滑动面,不断变化安全系数直至找到控制指标最大值等于零的危险滑动面作为边坡临界滑动面,形成基于Bishop法假定的边坡临界滑动场方法。将该新方法应用于2个典型土坡的稳定性分析中,通过比较分析证明该方法与常规的Bishop法得到了一致的结果。     

露天采矿边坡临界滑动面搜索蚁群算法研究

基于蚁群算法并通过改进蚁群算法结构和蚂蚁转移概率确定的方法 ,构造了一个适应复杂边坡临界滑动面搜索的启发式蚁群算法 (HACA) .研究了极度干旱地区露天采矿场岩体的物理力学特性 ,探讨了 HACA在采矿边坡临界滑动面搜索和稳定性分析评价中的应用 .结果表明 ,与传统方法相比 .其方法具有明显的优越性 .图 2 ,表 1,参 10     

Hoek-Brown准则下岩质边坡的GSI反演

利用极限分析上限定理,基于Hoek-Brown准则,求出边坡的临界滑动面的方程.并研究Hoek-Brown各参数的性质,将岩体地质强度指标(GSI)作为反演对象.通过研究,分析GSI与潜在滑动面深度的关系,绘制不同坡率下滑动面深度随重度γ及边坡高度H的变化规律.研究结果表明:对于岩质边坡,可以各位置的滑动面深度对GSI进行反演.最后,通过算例证明利用本文方法获得GSI反演值与既有结果符合较好,证明了本文方法的可靠性.     

砂土中单桩承载特性室内试验分析

针对不同砂性地质条件和工况,通过室内模型试验,研究了砂土中桩基的承载力性状.研究表明:砂土在自重条件下发生自密实,并将影响到室内模型基桩的承载性能,承载力随砂土密度的增大有增长的趋势;试验孔道位置和贯入深度的改变诱发极限承载力值发生改变,模型桩承载曲线表现出明显的边界效应和深度效应;贯桩速度的增大也引起模型桩极限承载值的相应增加.模型试验结果可以定性分析砂土中桩基的承载特性,为桩基设计提供指导.     

坡面形态和含水率对三维细砂边坡失稳影响的模型试验研究

受周围土体约束的空间效应,边坡破坏常呈现三维特征。采用模型试验对顶部压载下三维边坡的破坏机制和滑动面特征进行研究。试验考虑了坡面形态(平、凸、凹)和坡体初始含水率的影响,通过坡顶加载分力板,触发边坡模型失稳破坏。采用位移计和土压力盒分别记录坡顶位移和坡内土压力的变化。利用白砂层测量方法找到临界滑动面位置,获取滑面立体形态,分析了边坡破坏的产生、发展、失稳。试验结果表明:坡面形态对滑动特性影响很大,相同坡角下凹坡能承受最大的顶部荷载,平坡次之,凸坡最小。边坡均为浅层破坏,凹坡滑面深度最浅,平坡最大,破坏有明显的三维效应。含水率高的边坡承受的顶部荷载和滑面深度均小于含水率低的边坡。     

遗传算法在边坡稳定分析中的应用

边坡稳定性的关键问题是确定最危险滑动面和边坡的稳定系数.本文探索利用遗传算法搜索最危险滑动面,并得到最小稳定系数及对应的最危险滑动面曲线,取得了较好的效果.     

抗滑桩加固土坡效果及合理桩位的三维有限元分析

基于ABAQUS有限元软件,采用弹塑性有限元强度折减法对抗滑桩加固的土坡进行三维数值分析.考虑桩-土相互作用,探讨强度折减法中以迭代不收敛和特征点位移拐点作为边坡失稳判据的局限性.对于抗滑桩加固的边坡,提出采用特征点位移拐点并结合水平位移限值作为边坡临界破坏的评价标准,分析边坡潜在最危险滑动面和安全系数随抗滑桩桩位变化的规律,从数值模拟角度探讨边坡加固中桩位的合理设置位置.     

竹锚杆—木框架梁支护边坡的数值模拟

为了对竹锚杆和木框架梁的支护作用进行分析,运用Midas GTS/NX软件对竹锚杆—木框架梁支护边坡进行了数值模拟,研究了竹锚杆的轴力、剪力、弯矩以及木框架梁的弯矩。最后分析了有无竹锚杆—木框架梁支护的边坡对边坡安全系数和边坡塑性区的影响。结果表明:竹锚杆–木框架梁对黏性土边坡能够起到良好的支护效果,不会在黏性土边坡中产生潜在的滑动面,从而导致边坡发生滑动。没有竹锚杆—木框架梁支护的边坡安全系数为1.05,而有竹锚杆—木框架梁支护的边坡安全系数为1.51,竹锚杆—木框架梁对边坡的能够起到良好的加固效果,有利于边坡的稳定。