Fellenius法的解析解法

Fellenius法是一种经典的边坡稳定性分析方法。由于此法更加安全,故而在工程施工中被广泛应用。现行方法多为数值计算方法,通过大量分条和滑弧的遍历来确定最小安全系数Ks和最危险滑弧的位置(圆心横坐标x_0,圆心纵坐标y_0,半径R)。但数值计算方法计算量浩大且精度不及解析计算方法。通过对Fellenius法的连加形式的数学模型进行分析,得到了Fellenius法积分形式的数学模型,进而得到了安全系数的表达式K(x_0,y_0,R)。然后,将求解最小安全系数Ks的问题转化为K(x_0,y_0,R)求极值问题,并导出了K(x_0,y_0,R)取最小值Ks的时候须满足的方程grad K=(0,0,0)。最后,基于grad K=(0,0,0)无根式解这一基本事实,利用麦克劳林展开将K(x_0,y_0,R)简化,并利用费拉里法对grad K=(0,0,0)进行解答,得到了最危险滑弧的位置(xs,ys,Rs)的表达式。将(xs,ys,Rs)代入K(x_0,y_0,R),得到了最小安全系数Ks=K(xs,ys,Rs)。继而,只需要得知土坡的相关参数,便可得到Ks,无需试算与解方程且具有较高的效率。

Fellenius法的一种新的解法

Fellenius法作为一种经典的边坡稳定性分析方法,由于此法更加安全,故而在边坡工程中被广泛应用。为提高Fellenius法分析边坡稳定性的计算精度,避免得到局部最优解的缺陷,同时降低计算量,提出了Fellenius法的一种新的解法。通过引入竖向中心角,将安全系数表示为关于竖向中心角的解析表达式,将优化问题转换为多维有约束优化问题,利用MATLAB中专门求解该优化问题的Fmincon函数,编制了相关的程序,对边坡稳定性问题进行了优化。通过静力条件和动力条件下的算例分析,研究表明:解析法是条分法的下线解,新的解法具有更强的全局搜索能力和收敛能力。

基于C++的Fellenius法土坡稳定性分析改进计算方法

文章在传统土坡稳定性分析Fellenius条分法的基础上做出改进,结合泰勒图表确定土坡圆弧滑裂面的圆心,利用几何关系构建各参数变量的关系,基于计算机语言C++,设计了土坡稳定安全系数的简单程序,并采用教材经典例题进行验算,通过改变参数变量获得不同条件下土坡的安全系数。计算结果简明、可靠,程序设计思想可为更复杂的土坡稳定性计算提供参考。

岗南水库大坝安全稳定分析

为了保证岗南水库大坝的安全运营 ,采用Fellenius圆弧法对整个岗南水库大坝断面的安全稳定性进行了分析 ,确定了不满足稳定性要求的断面的最小稳定安全系数及其最危险滑弧位置 ,并对其可能的原因进行了分析评价 。

反坡对边坡稳定性分析的影响探讨

在对边坡进行条分法稳定性分析时,一般情况下滑动面形状是复杂的。根据底滑面倾斜方向的不同,在条分后会出现顺坡条块和反坡条块。依据二者对边坡稳定性的作用效果不同,顺坡条块和反坡条块也可称为致滑条块及阻滑条块。虽然人们承认反坡条块的阻滑作用,但传统条分法在求解过程中并未对这2类条块进行区分,求解公式中反坡条块重力分力仍作为分母下滑力项计算。若对2类条块有所区分,将反坡条块重力分项作为分子中阻滑力项计算,显然会有不同的计算结果。对于2种计算方式的差异程度及其对计算结果的影响,进而对边坡稳定性评估的影响,至今缺乏理论上的分析。本文通过对传统条分法安全系数求解公式中2类条块进行区分,分析将反坡条块重力作为阻滑力的计算结果与传统公式的计算结果的差异,并通过推导获得2种计算方式之间的规律和特点,探讨2种计算方式对滑动面含反坡的边坡稳定性分析的适用性。研究结果可为传统条分法忽视正、反坡差异的计算方式提供有益的补充。

风化堆积体边坡稳定性分析方法探究

首先从理论上归纳总结了Fellenius条分法、Janbu条分法和传递系数法的特点和适用性。然后以黄陵二号矿高位水池边坡治理项目为计算实例,分别采用极限平衡法中的Fellenius条分法、Janbu条分法和传递系数法进行了稳定性计算,得出如下结论:在天然状态工况下,Janbu法和传递系数法的计算结果相对接近,Fellenius条分法计算的结果偏于安全。在风化堆积体边坡稳定性分析计算时,可以将采用传递系数法计算出的结果作为参考依据。

无水均质边坡全局最优化稳定性分析——圆弧滑面积分法

传统的条分法,每次搜索滑面都需要重新计算土条的几何量,计算工作量大,搜索得到的滑面也难以保证是全局最危险滑面。以1stOpt全局最优化软件为工具,以圆弧滑面积分方法为基础,对无水均质边坡使用Fellenius及简化Bishop分析方法搜索边坡全局最危险滑面,获得了非常好的效果。

膨胀土边坡稳定性理论计算方法对比研究

膨胀土边坡是工程实践中经常遇到的一种特殊土质边坡,该边坡的土质具有良好的亲水性,主要表现为失水收缩、吸水膨胀的物理特性,这使得膨胀土边坡成为岩土工程界的热点研究课题。本文通过引入膨胀力来对膨胀土边坡进行受力分析,总结了Fellenius法、Bishop法、Morgenstern-Price法和Spencer法4种极限平衡法的计算原理,并结合国内某实际工程案例对4种方法分析讨论,对比在引入膨胀力前后边坡的安全系数,搜索计算膨胀土边坡的最危险滑动面和稳定性系数K值。研究结果表明:(1)采用Fellenius法对边坡的稳定性进行分析时边坡更偏于安全;(2)考虑膨胀力的作用对边坡的稳定性计算更加偏于安全;(3)边坡中膨胀土的膨胀力越大,在其浅表层发生滑坡的几率越大。

西湾露天煤矿首采区东端帮边坡稳定性分析

针对露天煤矿开采期间的边坡稳定性分析,开采领域的相关学者及技术人员进行了多方面的研究,并对露天煤矿边坡稳定性进行了判定及优化方案的设计。本文以西湾露天煤矿为研究对象,结合东端帮实际工程地质条件,建立了边坡稳定性计算模型,并基于Slide软件分别采用简化Bishop法、Janbu法与Fellenius条分法对东端帮边坡稳定性进行计算。结果表明,稳定系数分别为0.737、0.733、0.736,得出西湾露天煤矿东端帮上部由风化岩组层构成的台阶存在滑坡危险的结论,并提出了优化方案。具体方案为调整上部风化岩组台阶高度为9 m,台阶坡面角为60°,保安平盘宽度为6 m,最终端帮稳定系数达到1.2以上,为类似条件的露天煤矿提供了借鉴。

圆弧滑动的稳定性分析及软件实现

圆弧滑动边坡的稳定性验算最大的困难是寻找最危险的滑动圆弧,也就是确定最危险滑动圆弧的圆心位置。基于圆弧滑动面的假定,提出了一种运用模式搜索法确定边坡最危险滑动面及其对应的最小安全系数的方法。以Felle-nius条分法和简化Bishop法为基础,运用VB结合CAD的二次开发功能,编制出程序来搜索圆弧滑动边坡最危险滑动圆弧的圆心,并用实例验证了该程序的可靠性,同时将两种不同方法的分析效果与FLAC进行对比,为圆弧滑动边坡稳定性分析和处理提供了重要的依据。

基于极限平衡理论的边坡稳定性分析方法对比研究

详细阐述了极限平衡理论在边坡稳定性分析中的基本原理。着眼于边坡安全系数的分析计算,系统总结了边坡稳定性分析软件SLOPE/W中基于极限平衡理论的几种分析方法的基本假设、计算原理、内在联系及方法的局限性,并运用这几种方法对同一案例进行了稳定性计算,对比分析了相关计算结果。最后针对极限平衡法的局限性提出了改进措施。

等厚抛石护坡时土坡临界坡度的判定

本文系根据Fellenius的土坡稳定理论分析的基本假设为基础,即假设土坡滑动曲面为圆弧面,并简化为平面问题,用静力平衡方法,按照土坡的主要特征条件,引入土坡临界坡度的概念,推求等厚抛石护坡适用与否的简易判别计算式。