软土地基沟渠开挖诱发远处围堰失稳的实例分析

以福建滨海软土地基上因地基处理需要修建的临时围堰局部失稳垮塌的工程为例,通过围堰破坏段与远处沟渠施工段的时间、空间对应关系,推断远处沟渠开挖是造成围堰失稳的主要因素。然而围堰与沟渠间隔相对较远,且沟渠开挖规模较小,两者间的相互影响在施工期间没有得到关注。为了验证事故原因,分别采用考虑偏心荷载的条形基础圆弧滑动解析解、极限平衡条分法和数值分析法计算了沟渠开挖前后的最危险滑动面安全系数,同时分析了沟渠开挖对总位移场的影响。结果显示:3种方法在最危险滑动面安全系数计算结果上具有一致性。沟渠开挖对围堰整体稳定性有显著影响,沟渠开挖后位移场出现贯通,最危险滑动面呈现圆弧+长直线组合滑动形态。由于上覆土无法有效发挥抗滑作用力,安全系数明显小于常规圆弧滑动面。结果表明:尽管围堰与沟渠间的净距达20 m,净距与围堰平均宽度比达3.3倍,但从围堰失稳的现场特点和计算分析两方面,均证实远处沟渠开挖是造成围堰失稳的根本原因。本案例围堰失稳垮塌值得软土地区工程界重视。

基于通用条分法的滑坡稳定性计算收敛性问题及解决方法

通用条分法是滑坡稳定性分析的常用方法之一,然而在实际应用中常存在迭代计算求解过程无法收敛的问题。选取某典型滑坡实例,对通用条分法迭代过程不收敛的成因进行剖析,并给出相应的解决方法,采用该方法处理后通用条分法计算过程很快得到收敛,证明该方法有效。

基于极限平衡原理的地震边坡浅层和深层耦合滑移分析

边坡地震位移是评价边坡地震稳定性的重要指标,现有的地震位移分析方法主要针对单一滑动面边坡。基于Spencer极限平衡分析原理,提出了一种滑面为非平面的双滑面土质边坡地震位移计算方法。该方法基于考虑惯性力的极限平衡条分法建立双滑面滑块体系在地震过程中的动力平衡方程,考虑地震引起两个滑动面滑移变形过程中浅层和深层滑体之间的相互影响。将研究方法的结果与有限差分软件FLAC的数值模拟结果进行对比,证明了方法描述地震引起边坡浅层和深层耦联滑移变形模式的合理性和正确性;并将建立的方法分别用于分层土堆积层边坡以及川藏俄岗公路老折山边坡,阐明了该方法用于实际双滑面边坡地震位移计算的可行性。

断层作用下隧道掌子面突水力学机理研究及工程应用

本文采用极限平衡法、条分法和弹性力学方法研究了断层作用下隧道掌子面突水力学机理,推导了防突层最小安全厚度的半解析表达式。将防突层安全厚度预测方法应用到齐岳山隧道实际工程案例中,通过对比实际开挖结果,验证了所提新方法的准确性和有效性。在以上案例研究的基础上,进一步分析和讨论岩溶水压力、断层倾角、破碎带宽度和破碎带抗剪强度指标对防突层最小安全厚度的影响,结果表明:1)防突层最小安全厚度随着岩溶水压力的增加而逐渐增加;2)随着断层倾角的增大,防突层最小安全厚度呈先增大后减小的趋势,且当断层倾角在45°~60°之间时,隧道掌子面易发生突水;3)随着破碎带宽度的增加,防突层最小安全厚度呈线性增大趋势;4)随着破碎带抗剪强度的增大,防突层最小安全厚度呈线性减小趋势;5)随着破碎带垂直压力的增大,防突层最小安全厚度增大。研究结果为隧道突水计算方法与理论研究提供了一种新的思路,对类似工程具有一定的借鉴意义与应用价值。

降雨入渗非饱和黏土边坡稳定性的极限平衡条分法研究

考虑非饱和黏土边坡的基质吸力和渗流力,根据水位线位于滑面上、下的临界平衡状态,分别建立了滑体条块极限平衡状态下力和力矩平衡式,获得了降雨条件下非饱和黏土边坡稳定性的极限平衡条分法计算式。通过试验、参量变换以及作用力的位置关系可以确定相关参量,并采用数值计算求解临界平衡状态下滑体条块的相互作用力系数和非饱和边坡安全系数。案例结果表明:考虑渗流力时的非饱和黏土边坡安全系数比不考虑渗流力的安全系数降低约13.8%,且考虑渗流力作用的条间力作用系数变化率明显大于不考虑渗流力的结果;当降雨强度超过一定值时,坡面径流很快形成,边坡出现不稳定的时间基本相同。

边坡稳定性分析方法简述

对边坡稳定性的极限平衡法与有限元方法进行了对比分析,并将这两种方法相结合考察边坡的稳定性,这是边坡稳定性分析的一个重要发展方向。根据有限元计算得到的近似真实应力场,利用数学手段(如动态规划法)计算得到边坡的最小安全系数及其相应的临界滑裂面的确切位置,还有待推出较成熟的商业计算软件。

边坡稳定性极限平衡条分法的探讨

系统分析了常用的边坡稳定性极限平衡条分法，在任意滑面条件下，推导了瑞典条分法；讨论了它们的适用性与极限平衡条分法的发展方向，具有一定的理论和实践意义。

条分法的统一公式及其分析

本文将非严格平衡条分法与严格平衡条分法中的各种方法都综合成统一公式。统一公式是两个代数方程 ,非严格条分法只需解一个方程 ,严格条分法解两个方程 ,不仅便于编程 ,而且计算简单、准确。通过分析比较 ,说明瑞典法、不平衡推力法都是极小值解 ,稳定安全系数最小 ;简化Bishop法稳定安全系数高出瑞典法 6～ 7% ,而严格条分法中的Spence法的稳定安全系数高出简化Bishop法的 2～ 3%。

土石坝抗震稳定性分析的极限平衡水平条分法

在土石坝的抗震稳定分析中常采用拟静力法。地震动态分布系数沿坝高呈非线性分布,因而采用竖向条分法将造成水平惯性力计算误差,在分析产生误差机理的基础上,尝试将极限平衡水平条分法应用于土石坝抗震稳定分析中。根据极限平衡法的基本原理,推导了满足力和力矩平衡的水平条分法计算公式。运用0.618多变量轮换优选法,实现了坝体边坡分层自动搜索最危险滑动面。算例分析表明,极限平衡水平条分法对于土石坝抗震稳定分析更为合理,其计算结果可以为土石坝的抗震稳定分析提供参考依据。

土石坝边坡稳定性分析的应用研究

极限平衡法结合有限元强度折减法分析、计算边坡稳定是一种趋势,对两种方法进行了比较计算,有限元强度折减法是基于真实应力场的计算方法,能够自动寻找最小安全系数以及相应的滑动面。

土坡稳定分析普遍极限平衡法数值解的理论及方法研究

现有的普遍极限平衡法沿用Morgenstern-Price法的条间力假设作为补充原则,然后分别求得整体力矩平衡和力平衡的安全系数分布图形,两者的交点即为边坡的安全系数。为改变这种求解方法,从更普遍和广义的角度着手,将条间力关系与安全系数的定义紧密结合,使条间力关系与安全系数融为一体,以此建立更为严格的普遍极限平衡法(GLE法)的理论及方法。同时,针对该理论及方法,构筑适用于任意滑裂面的数学模型和有效的数值模拟过程,从而给出普遍极限平衡法(GLE法)数值解的更为严格的数值方法。若干实例的分析证实所建立的理论及数值方法的正确性和可行性。

水平条分法在贴坡高填方路堤稳定性分析中的应用

结合山区高速公路建设的实践,采用足尺模型试验,得出荷载作用下斜坡地基上高填方路堤滑动破坏面出现的位置及形态,并测定了其相应的极限承载力。通过对层状边坡稳定性计算方法的研究,提出了斜坡地基上高填方破坏面为折线时的极限平衡水平条分法,并推导了计算其安全系数和极限承载力的理论公式。结果表明:利用极限平衡水平条分法分析斜坡地基上高填方路堤稳定性不仅简单可行,且具有较高的可靠性和计算精度。

加筋土边坡安全评价的简化水平条分法

对于加筋土填方边坡圆弧滑动安全系数的计算,传统垂直条分法难以合理考虑水平向加筋力和地震力,造成计算结果偏保守;而基于Morgenstern-Price假设的水平条分法在验算加筋土边坡稳定性时,虽严格满足极限平衡条件,但需进行双重迭代,使计算过程过于复杂,不适合工程应用。本文参考Janbu假设来定义条间切向力Xi,简化了法向条间力Ei的计算,重新推导出只需单个迭代的加筋土边坡水平条分法安全系数计算公式,使计算过程更简洁。采用Bishop垂直条分法和简化水平条分法分别计算了某工程的两个实例,并进行了比较和分析,证明本文提出的方法合理易行。

刚性挡土墙非线性主动土压力分析

挡土墙后土压力分布受许多因素影响,多数情况下为曲线型。墙后土楔体达到极限平衡状态时,滑裂面形状一般也不是平面。作者运用条分法分析曲面滑裂面下墙背直立刚性挡土墙上主动土压力分布,并同库仑土压力计算结果进行比较。可以看出,库仑主动土压力偏小,只有当挡墙面光滑时,分布才为直线型。

关于边坡稳定性分析中几个问题的讨论

通过对极限平衡分析方法发展过程的回顾,总结了条分法的基本思路和普遍共识。在此基础上,通过推导建立"不平衡推力法"的显式解和隐式解,以实例的对比计算分析,讨论了该方法与极限平衡方法因假定条件不同所导致的计算结果差异,分析讨论了不平衡推力法及其安全系数的适用合理性。最后简要分析了边坡外侧水位骤降对边坡稳定性的重要影响。

一种边坡稳定分析的新方法

结合有限单元法和极限平衡法,提出了一种边坡稳定计算的新方法,介绍了该方法的基本理论和公式推导。与边坡稳定经典计算方法的不同在于,不需要对条间力等条件进行人为简化和假定,且严格满足所有的平衡条件。数值算例分析表明了该方法的正确性和有效性,适用范围广,且计算公式相对简单,易于编程,收敛速度快。

边坡各种极限平衡条分法对比分析

对条分法作了简单概述,就基于不同假设条件下的各种极限平衡条分法进行了对比分析,同时对各种条分法的计算精度作了分析,最后总结出极限平衡条分法的局限性,以期为边坡的稳定性分析奠定基础。

基于附加应力扩散效应的新型预应力路堤稳定性分析

稳定性分析是路堤设计中的关键环节。针对新型预应力路堤,提出一种基于极限平衡状态计算其边坡安全系数的新方法。该方法主要包含滑动面附加应力计算法与等效条间力计算法。基于弹性理论近似推导预应力路堤内潜在滑动面上的附加应力解析公式,并通过应力状态分析得到滑动面上任一点处的法向和切向附加应力计算式。结合滑动面附加应力计算法、条分法及等效条间力计算法,并考虑铁路路基受荷特点,提出新型预应力路堤稳定性分析的极限平衡法。该方法适用于任意形状滑裂面,计算公式简便,且分析过程无需迭代试算。算例分析表明:预应力在路堤潜在滑动面上引起的附加应力并非全部起抗滑作用,局部小区域存在促滑效应。相较于传统极限平衡法对预压应力的处理方式,提出的方法考虑了预应力的连续扩散效应,所得安全系数偏于安全。最后,采用数值方法进一步论证了方法的可靠性。

边坡稳定分析中瑞典条分法的改进

边坡稳定分析中常用的方法有极限平衡法和有限元法,而瑞典条分法由于其原理简明、公式简单而成为应用广泛的边坡稳定分析方法之一。但瑞典条分法忽略了土条侧面的作用力,并不能满足所有的平衡条件,由此算出的稳定安全系数比其他严格的方法偏低。本文是基于瑞典条分法做了适当的改进研究,从而提高了其计算精度。

防波堤抗滑稳定性分析

基于极限平衡理论的瑞典法和简化的Bishop算法,是计算边坡抗滑稳定安全系数最有效和最直接的方法。对比较均匀的边坡,采用圆弧滑裂面假设,可使用简单的模式搜索法自动搜索出边坡的最小安全系数和与之相对应的临界滑裂面的位置。用极限平衡方法分析了海洋红中心渔港防波堤在施工阶段和使用阶段的抗滑稳定性,表明了该方法在实际工程中应用的有效性。