极限平衡法与FLAC^(3D)在边坡稳定分析中的应用对比

利用极限平衡法和FLAC3D对一边坡进行稳定性分析。对比两种方法求得的稳定安全系数,结果表明,FLAC3D计算安全系数的精确性与极限平衡法相当,FLAC3D考虑了岩体的应力应变关系,与极限平衡法相比,FLAC3D在边坡稳定分析中有明显的优越性。

多工况下花岗岩残积土边坡稳定性分析

分析边坡稳定性对保护人民财产生命安全至关重要。为探究某高陡边坡在天然、暴雨、地震3种工况下的稳定性,采用工程地质调查方法得到7个典型边坡剖面地质概化模型,通过对已发生滑坡的边坡剖面进行参数反演得到岩土体在天然状态和饱和状态下的力学参数,采用刚体极限平衡法与强度折减法分析了7个边坡剖面的在天然、暴雨、地震3种工况下的稳定性。计算结果表明:相比于极限平衡法,强度折减法得到的安全系数相对较低,计算结果偏安全;K-K′剖面在在天然工况下处于基本稳定状态,暴雨工况下处于欠稳定或是基本稳定状态,地震工况下处于不稳定或欠稳定状态,亟需采取防护措施,其余剖面在各工况下均处于稳定状态。

基于极限平衡法和FLAC^(3D)的排土场稳定性分析

排土场稳定性研究的关键是确定边坡岩土体的物理力学参数并寻找最危险滑动面。以远兴煤矿外排土场为例,利用极限平衡法对边坡的稳定性进行计算,同时利用FLAC3D软件对排土场进行数值模拟,分析排土场内部应力应变变化规律,明确边坡失稳的破坏机理。

基于三维激光扫描的尾矿库变化监测及稳定性分析

本文以金属非金属矿山可视化安全监测专项为依托,利用三维激光扫描技术对米易万年沟尾矿库进行安全监测,对2021年1月到2022年12月的库区进行了扫描监测。结果表明:现状干滩长度524.555 m,万年沟尾矿库万年沟库区面积增加14.5万m^(2),堆积坝高由1579.249 m增加至1589.09 m共增加9.841 m,筑坝速率为4.9205 m/a;新增堆排尾砂约1265.7万m^(3),堆排速率为660.365万m^(3)/a;尾矿库总库容较大,筑坝速率、堆排速率较快,为防止溃坝带来的严重后果,运用了三种极限平衡法,其计算结果表明尾矿库目前处于稳定状态。

吕梁机场黄土滑坡特征及其三维稳定性分析

吕梁机场滑坡是机场建设前期发现的一处大型黄土滑坡,由于滑坡的东北侧为机场主跑道,因此,该滑坡对机场建设以及建成后的运营存在较大的影响。在详细的工程地质勘察和测试分析工作基础上,首先,分析了滑坡的特征和形成机制,进而评价了滑坡的稳定性;其次,通过勘察认为该滑坡为黄土层内发育的多层滑坡,在地貌上呈3级台阶,主滑坡滑动面位于离石黄土的古土壤层内;最后,利用GIS建立了滑坡的三维地质模型,并采用极限平衡法和强度折减法分析,分别评价了吕梁机场滑坡不同滑体的稳定性。三维极限平衡结果表明:该滑坡大多数分级、分块滑体在天然状态下处于稳定、基本稳定状态,强度折减分析得到的整个滑坡的安全系数为1.26,最危险区域出现在II级滑坡后缘以及I-3滑坡,在上部加载或降雨情况下有可能再次发生滑动。总之,三维稳定性分析可以更真实地反映滑坡的真实状态,尤其是对于条件复杂的滑坡。

乌东德水电站左岸拱肩槽边坡稳定性

在对拱肩槽自然边坡工程地质条件详细调查的基础上,采用宏观地质分析和极限平衡法、数值模拟法相结合的研究手段,分层次对乌东德水电站左岸拱肩槽人工边坡整体稳定和局部稳定性进行了系统研究。研究表明乌东德水电站左岸拱肩槽边坡整体稳定性较好,三维离散元数值模拟结果显示,人工边坡变形以少量回弹变形为主,变形特征不突出,稳定性系数为1.4～1.6。在分析边坡开挖后可能形成的块体边界条件基础上,提出了人工边坡可能出现的块体失稳模式,以影响块体稳定性的结构面几何特征、结构面性状和结构面卸荷松弛张开特征入手,建立块体稳定性工程地质评价标准,对块体稳定性进行了宏观地质分析,并采用三维刚体极限平衡方法对可能产生的块体模型进行了计算分析,得到块体开挖后的稳定系数。结果表明,人工边坡可能出现块体多处于基本稳定状态。综合整体稳定性和局部稳定性研究成果,提出人工边坡加固方案建议。研究成果为工程设计与施工提供了重要依据,并对类似工程提供了可以借鉴的经验。

凹边坡稳定性三维极限平衡法研究与应用

为揭示拱形约束条件下凹边坡稳定性的三维效应,基于极限平衡理论,从定量认识土体环向侧压力角度出发,提出新的凹边坡稳定性三维计算方法。通过将该方法与经典三维极限平衡法进行对比,验证该方法的准确度。选取典型工程实例,采用该方法与数值模拟相结合,研究平面曲率对凹边坡空间滑坡模式与三维稳定性的影响。结果表明:该方法的精度较高;平面曲率对凹边坡的滑体空间形态、尺寸与稳定性有一定影响,即随平面曲率的减小,滑体走向长度与滑面深度均近线性增大,稳定系数呈指数型规律降低,工程中可通过增大凹边坡的平面曲率改善边坡稳定性和减小滑坡规模。

某反倾页岩边坡破坏面确定及其稳定性分析

破坏面确定是边坡稳定性分析的基础,存在各级滑动面。不同结构类型边坡,其确定方法也随之不同。对于反倾软岩边坡,不能通过不连续面空间展布分析确定其破坏面。联合FLAC3D和极限平衡方法分析具有节理块体切割破坏模式的某反倾页岩边坡稳定性。在野外调查基础上分析边坡的变形破坏机制,应用FLAC3D研究其应力、应变等值线及相应增量等值线图确定边坡潜在最危险滑动面和次级滑动面,计算其稳定性系数。在防护设计中考虑次级滑动面,针对边坡危险区域分析其防护效果。应用强度折减计算两危险区域稳定性系数,表明防护后边坡整体稳定性较好。该方法对反倾软岩边坡的稳定性分析有一定的借鉴价值,在防护设计中考虑次级滑动面的影响具有一定的实际指导意义。

基于GRASS GIS与TIN滑动面的边坡三维极限平衡方法研究

基于开源地理信息系统(GRASS GIS),建立三维极限平衡Hovland模型,研究了边坡稳定性计算方法。采用空间平面投影方法对椭球滑动面中各组成单元面积计算方法进行改进,提高了计算效率。考虑边坡主滑方向与各单元倾向之间的关系,给出了能反映正负变化的滑动面各单元安全系数表达式。通过引入约束Delaunay三角形剖分方法与网格优化算法来生成滑面不规则三角形格网(简称TIN)模型,弥补了Grid模型在滑动面边界准确表达方面的不足。相比Grid模型,在相同网格分辨率条件下,TIN滑动面获得的边坡整体安全系数更加接近正确解,能够有效提升计算精度。通过考题与工程实例,对所提方法与程序模块的正确性进行了验证。结果表明,通过分析滑动面上各单元的安全系数,可以进一步划分不稳定区域与阻滑区,能够为滑坡治理措施的制定提供重要参考。

锦屏一级水电站左坝肩边坡稳定性研究

从工程区的自然稳定斜坡调查入手,利用前期勘测的横剖面结果,获得工程区的砂板岩边坡和大理岩边坡的自然稳定斜坡的坡形数据；结合中国已建和在建水电边坡的开挖情况,采用自然斜坡比拟法和工程地质类比法综合确定拱间槽边坡的地质建议开挖坡比。在坝头深裂详细调查研究的基础上,分析拱间槽边坡开挖前后的可能失稳破坏模式及失稳块体的边界条件；通过采用三维极限平衡方法对可能失稳块体的计算模型进行分析,得到块体开挖前后的稳定系数；对失稳块体的稳定性进行详细评价,并提出块体加固方案建议,对类似工程提供可以借鉴的经验。

三维土质边坡稳定性分析方法研究现状与展望

回顾土质边坡稳定性分析3种主要方法(极限平衡法、极限分析法、数值分析法)的国内外研究现状,总结发现:(a)传统的极限平衡法和极限分析法在20世纪得到了快速发展;(b)21世纪以来随着计算机技术与数值方法的进步,数值分析法的优势越发显著,受到大家的认可与推崇;(c)尽管已有的三维分析方法被不断地改进与完善,但是依旧存在一些问题需要深入研究。在总结国内外研究进展的基础上,对已有的三维土质边坡分析方法研究存在的困难进行了分析。最后,针对三维土质边坡稳定性分析方法存在的问题和近些年的发展趋势,展望了未来的研究方向。

库区滑坡稳定性二维、三维分析与应用

库区滑坡的地形、滑床及其地下水位面等几何形状复杂,具有典型的三维特征,为了更合理地分析评价其稳定性,在同等条件下选取二维剩余推力法和三维极限平衡法同时进行计算对比分析。以某库区滑坡作为实例,分别运用二维、三维方法反演确定其强度参数,计算各典型库水位下的滑坡稳定系数,并对滑坡稳定系数在水库水位变化(包括上升和下降变化)的情况下进行了敏感性对比分析。结果表明,三维方法的计算分析结果更为客观、合理;而且综合二维、三维计算结果进行分析,可得到符合实际的结论,为分析评价库区滑坡稳定性提供了一条好的途径。

三维极限平衡法在原位水平推剪试验中的应用

原位水平推剪试验是一种常用的试验方法,但由于在对类似与土石混合体这类极度不均匀的岩土体进行试验时,其滑动面通常极为不规则。作者在三维极限平衡理论分析的基础上,推导出了野外大型原位水平推剪试验在考虑三维滑动面时的强度参数计算方法,并采用VC++.NET编制了相应的数据处理系统(HPT-3D),为原位水平推剪试样提供了新的处理技术。将该法应用于虎跳峡龙蟠右岸土石混合体的现场水平推剪试验中,得到了一些有益的结论。

小湾电站进水口边坡稳定分析与加固方案优化

采用三维刚体极限平衡法对小湾电站进水口边坡进行了稳定分析与加固方案优化.首先,采用三维块体系统的自动识别方法,找出了危险滑动块体组合,计算出不加固时的安全系数,并通过对地质参数的敏感性分析,找出了控制性的滑动面和块体组合.其次,计算了最小锚固力并指出了较优的加固范围,对纯锚固方案和联合加固方案(预应力锚索加抗剪洞)的加固效果进行了比较,得出了联合加固方案较优的结论.最后,根据开挖现场最新揭露的地质产状,对边坡的稳定性重新进行分析,并调整了加固方案.研究结果对设计和施工具有较大的参考价值,对其他工程也有一定的借鉴作用.

三峡库区塌岸预测评价方法初步研究

水库塌岸是影响三峡水库的重大地质灾害问题。作者在分析三峡库区塌岸类型和传统塌岸预测方法的基础上,提出塌岸预测应根据不同的塌岸类型,建立适合的塌岸预测模型。冲(磨)蚀型和坍(崩)塌型的塌岸预测可以用本文提出的岸坡结构法;滑移型的塌岸预测,应以本文提出的极限平衡搜索预测法和FLAC3D数值模拟预测法的预测结果为主要依据。通过对三峡库区重庆段的两个典型塌岸地段及代表性地质剖面的预测,验证了这种思路的正确性;并总结了适合三峡库区这种山区型水库的塌岸预测的原则和方法。

鱼洞河滑坡稳定性三维极限平衡分析

结合三维极限稳定性评价算法 ,选取一定的参数对鱼洞河滑坡整体滑体、下段滑体和东边湾次级滑体在不同地下水位情况下的稳定性系数进行计算 ,结果表明鱼洞河滑坡整体滑体沿底滑带滑动时 ,最小稳定系数为 1.130 ;下段滑体最小稳定数为 1.12 1,基本反映该滑体稳定状况良好。东边湾次级滑体稳定性系数在 1.0左右 ,稳定性较差 。

豫西高速公路滑坡成因分析

在豫西高速公路滑坡地质环境条件勘察的基础上,采用极限平衡法对公路边坡稳定性进行了计算,结果表明,岩土在非饱和状态下,边坡处于稳定状态,而在饱和状态下,边坡处于不稳定状态。采用FLAC3D数值模拟的方法,分析了不同水文地质条件下边坡的应变和位移,结果表明,岩土在非饱和状态下,边坡剪切应变增量集中区范围小,边坡位移量小,边坡处于稳定状态;在饱和状态下,边坡内形成了一个相对贯通的剪切应变增量集中区,边坡位移量较大,边坡处于不稳定状态。综合分析认为,在持续强降雨条件下,高速公路边坡水文地质条件恶化是产生滑坡的主要原因。

露天煤矿边坡稳定性评价方法的耦合应用

将有限差分法、极限平衡法(简化Bishop法)、可靠度分析法(简化一次二阶矩法)耦合应用于露天煤矿边坡稳定性评价,确定了可靠度法设计中的可靠度数值问题,并采用力学行为、稳定系数及破坏概率等3项综合指标分析了边坡稳定性,旨在建立一种有效的耦合方法,多角度分析边坡工程的即时状态。研究结果表明,该分析方法可行,结果可信。

前坪水库溢洪道高边坡设计方案优化研究

前坪水库溢洪道高边坡的初步设计方案中,开挖边坡坡度为1∶0.5,采用5 m长锚杆Φ25 mm@2×2 m加固支护。通过系统优化研究,调整开挖边坡坡度为1∶0.4,采用10 m长锚杆Φ25 mm@3×3 m加固支护。采用GEO-SLOPE软件对不同工况下前坪水库溢洪道高边坡的稳定性进行了极限平衡分析,并采用FLAC 3D软件计算了不同工况下边坡的应力和变形分布规律。计算结果表明:优化设计方案中溢洪道高边坡开挖后在无水、正常水位及相应地震工况下的安全系数均大于1.3,满足规范要求。按优化设计方案开挖后,边坡在无水、遭遇洪水及地震3种工况下,开挖面上的最大主应力均出现拉应力,3种工况下的最大拉应力为0.24 MPa,小于安山玢岩的抗拉强度。优化设计方案与初步设计阶段的方案相比,可减少土石方开挖量约5万m3,具有显著的经济效益。

金坪子Ⅱ区蠕滑边坡三维稳定性分析

针对金坪子Ⅱ区蠕滑边坡体三维形态显著问题,为获得稳定性评价,基于地质勘察资料构建了三维计算模型,采用三维极限平衡法计算了各工况下的安全系数,分析了各指标对安全系数的影响程度,并提出采取降低地下水位方法以提高边坡的稳定性。结果表明,该方法有效、合理,与实际相吻合。