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。

三维极限平衡法通用形式的建立及应用

在满足边坡整体力平衡、力矩平衡以及边坡微条柱力平衡的条件下,提出了一个综合各种三维极限平衡法的通用形式,该通用形式包含3个表达式。通过这3个表达式利用已有方法的假定条件就可以得到原方法的表达形式,并将他们解析化,不仅大大降低了传统三维极限平衡法的计算工作量,还使得具体实现各种方法时,编程变得更方便,计算更简便,提高了计算效率。最后,通过经典算例,利用通用形式导出的各种方法的解析形式,分析了滑体宽度、滑面强度参数以及滑面剪切力方向对稳定系数的影响。结果表明,该通用形式是正确有效的。

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。

边坡稳定的三维极限平衡分析法

提出一种边坡稳定分析的三维极限平衡法 ,用其对小湾左岸坝前堆积体边坡进行稳定性分析 ,所得结论与离心模型试验及三维非线性有限元计算结果基本吻合。由于该法需要较少的试验参数 ,适用于大面积复杂地形地质条件上的边坡稳定分析 ,全部计算过程可以编程进行 ,故有很好的应用价值。

三维极限平衡理论及其在块体稳定分析中的应用

岩体与土体失稳的滑裂面形状大多具有三维特征 ,用二维极限平衡理论难以得到与实际相应的分析结果。通过将滑动块体离散为一系列柱体 ,对每一条柱体 ,分析作用于条柱上的作用力和力矩平衡条件 ,提出块体稳定分析的三维极限平衡分析方法。该方法不需要对滑裂面作形状的假定 ,运用迭代解法 ,可以方便地求出可能滑动块体稳定系数。应用三维极限平衡分析方法对某电站坝基深层滑动块体的稳定性进行了分析 ,得到了一些有益的结论。

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。

基于Spencer法的三维极限平衡边坡稳定性研究

以改进的三维极限平衡法模型为基础,通过双二次贝塞尔曲面建立边坡三维滑裂面搜索模型,并采用遗传算法对最危险滑裂面进行搜索,计算边坡的安全系数。以渝昆高速公路某标段路基边坡为实例,分别从二维和三维角度对边坡稳定性进行分析,并进行对比。研究结果表明:三维极限平衡法模型计算得到的安全系数较二维极限平衡法偏大20%左右,可节省边坡防护投资。

玛尔挡水电站导流洞进口边坡三维极限平衡稳定性分析

针对高陡边坡的稳定性问题,以黄河玛尔挡水电站导流洞进口边坡中的随机块体为例,基于统计原理,采用三维极限平衡法对边坡岩体中的随机块体进行搜索,并对块体高度进行敏感性分析,得到块体在天然、暴雨和地震三种工况下的安全稳定系数,并对危险块体进行预应力锚索加固模拟,得到所需施加的锚固力。计算结果给出了导流洞进口边坡中可能存在块体的特征、规模及稳定性,以此提出危险块体加固建议,对实际工程的加固设计具有较大的参考价值。

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 。

三维极限平衡分析在排土场稳定性分析中的应用

边坡二维稳定性分析方法中,边坡的端部效应、滑面的侧向弯曲、边坡的平面弯曲以及侧向的非均质性等因素常常被忽略了。排土场边坡对于由排弃松软岩石软弱夹层或沿地基表面产生的滑坡其滑面具有不规则性,端部效应明显。为此,将二维简化毕肖普法扩展到三维进行排土场稳定性分析,由于该方法忽略了分条间垂向剪力的作用,对它进行三维扩展时也不需要采用多于其二维方法中所做出的假设,计算方法简单有效,适用范围较为广泛。计算表明应用三维稳定性分析方法求得的安全系数大于二维计算值,这是符合实际的。

三维极限平衡法边坡稳定性分析研究

该文提出了土坡稳定性分析的三维极限平衡分析方法 ,根据三维普通条分法的基本原理 ,推导了三维极限平衡法稳定安全系数的计算模型和计算公式。同时进行了工程实例验算 ,稳定安全系数两种方法计算结果对比发现 ,三维极限平衡法计算的稳定安全系数均高于二维平面法 ,三维法计算结果更接近真实性 (二维法偏于保守 )

边坡稳定性三维极限平衡分析的新探讨及其应用

边坡稳定性的评价 ,特别是对于具有复杂几何特征的问题 ,应作为三维问题处理。文中提出了一种评价边坡稳定性的三维极限平衡方法 ,并编制了相应的计算机程序。程序使用者可结合工程经验 ,方便地确定可能的滑面 ,对工程上可能的多个滑动方向进行计算、分析 ,并且能方便的计算出各种情况下的安全系数和滑动推力。同时可考虑地下水、地震等因素。最后 ,文中对宜宾翠屏山滑坡进行了稳定分析。

拱坝坝肩多块体滑动的三维极限平衡分析方法

多块体滑动是拱坝坝肩一种常见且重要的失稳模式,目前已建立的各种稳定分析方法,普遍存在一定的缺陷或局限性,如必须引入大量假定才能使问题变为静定可解,或仅讨论了各块体的滑动模式为沿底滑面与侧滑面交线的双面滑动的情况等,不适合拱坝坝肩多块体滑动问题的求解。提出了一种理论基础严格、计算步骤相对简单的三维稳定分析方法,即针对滑体中各块体的滑动模式分别为双面滑动与单面滑动两种情况,通过建立各块体在3个方向的静力平衡方程与相邻块体之间的位移协调方程,使安全系数的求解归结于一个含若干个自由度的极小值问题,结合全局最优化方法可获得较好的收敛性。将该方法应用于典型三维楔体与小湾拱坝坝肩的稳定分析,验证了其合理性与实用性。该方法是二维Sarma法在三维多块体领域的扩展,在理论上获得塑性力学上限定理的支持。同时,该方法还给出了三维多块体串联滑动问题的闭合解求解方法,可为各种三维边坡稳定分析程序的合理性验证提供考核算例。

基于空间三维极限平衡方法的滑坡危险性分析

滑坡体三维信息是进行滑坡危险性分析不可缺少的工程地质因子,三维滑坡体模型可以更加真实地反映边坡的实际形态,因此越来越多的实际工程要求采用三维理论方法进行稳定性分析。文章介绍了一种基于空间三维极限平衡法的滑坡灾害体危险性评价方法,即利用常规地形数据快速获取滑坡体的极限安全系数来分析灾害体发生失稳的概率,并通过空间信息技术实现灾害体影响区域的三维可视化,可为滑坡灾害的危险性分析提供有效、可靠的决策支持。

三维极限平衡法在不同滑动破坏模式下的边坡稳定性分析

结合双鸡沟边坡两种不同滑动破坏模式,基于三维Spencer法运用3D-SLOPE软件对边坡稳定进行分析计算。针对边坡变形体,分别拟定了八种计算工况,根据三维极限平衡分析,得到两种滑动模式在不同工况下,仅有一种滑动模式库水骤降时的边坡稳定性不能满足规范要求,其余均能满足规范要求,可以为工程实践提供依据。

某电站左岸坝头拉裂体稳定性三维极限平衡分析

某水电站左岸开挖边坡高度达500m,且存在变形拉裂岩体,边界条件复杂。根据边界条件,可能失稳的主要模式为楔体滑移破坏模式,存在模式A及模式B两种不同的滑块。计算分析合理选取参数,分别考虑了天然条件,降雨条件和Ⅶ度地震条件下滑体的稳定性,并对锚索的支护加固效果进行了复核。本次计算分析对边坡尤其是拉裂体稳定性计算分析具有指导性意义,对边坡的支护设计亦具有相当参考价值。

基于GIS的边坡三维极限平衡模型研究

自然界中发生的滑坡绝大多数呈三维形态,边坡稳定性分析应从三维的角度进行处理。在实际边坡工程作业中,科学地计算边坡受到边界条件约束、荷载作用、土体性质在空间上变异等实际形态的影响,同样需要进行三维稳定性分析。目前边坡稳定性分析仍以二维极限平衡法为主。当滑动面已经确定时,使用三维分析可以恰当地考虑滑坡的三维形态对安全系数的影响,同时可以避免二维分析时如何选择代表性横截面,计算结果是否合理等问题。

GIS数据用于复杂边坡三维极限平衡稳定分析

利用基于GIS(Geographic Information System,地理信息系统)栅格数据的三维极限平衡分析模型,可以充分考虑边坡的三维复杂空间特性。经过数据的获得、数据的处理、模型的建立和稳定性分析,不但给出了边坡的三维安全系数,而且给出了危险滑动面上的滑动力分布矢量图。结果表明,滑动面上力的分布极不均匀,呈现明显的复杂空间特性。

边坡稳定分析的三维极限平衡法及工程应用

对于具有复杂空间几何特征和地质构造的实际工程边坡,在进行稳定分析评价时,需对其进行三维分析。通过发展完善边坡稳定分析的三维极限平衡法程序CORE-lam3D,可模拟真实的坡面、地质界面、地下水位面、滑动面等复杂空间曲面,可采用3种三维极限平衡分析方法对潜在的滑动面及其可能多个滑动方向进行分析计算,可分析水荷载、地震荷载、加锚等因素作用的影响。通过对瀑布沟库首右岸拉裂变形体的稳定性进行研究,说明了CORE-lam3D的实用性和可靠性。