基于边坡下滑方向的传递系数法

传递系数法是我国独创的计算下滑推力的极限平衡分析方法,因计算简便实用在边(滑)坡防治工程中得到广泛的应用,但该方法对相邻滑块夹角大于10°的复杂滑体有其局限性,计算结果误差通常较大。在边坡下滑方向的基础上,边坡下滑推力不再沿条块底滑面传递,而是沿着边坡下滑方向进行传递,提出一种改进的传递系数法。圆弧型及缓倾折线型滑面边坡算例结果表明:本文方法较严格极限平衡M-P法安全系数误差最大为3.73%,下滑推力曲线与规范传递系数法完全吻合,验证本文方法在常规情况下边坡稳定性分析中的合理性。复杂折线型滑面算例结果表明:规范传递系数法与本文方法相对M-P法安全系数的误差分别为21.66%,6.83%,且本文方法下滑推力整体上略大于规范方法结果。可见,本文方法适用于复杂滑坡体下滑推力的确定,可作为规范传递系数法的一种扩展和补充,为边(滑)坡防治工程提供有效设计依据。

基于矢量和方法的边坡稳定性分析中整体下滑趋势方向的探讨

矢量和分析方法是基于力是矢量这一基本概念的分析方法,其关键在于确定边坡真实应力分布状态及整体下滑趋势方向。在边坡一定的受力条件下,利用有限元方法得到边坡应力分布状态后,不同定义的下滑趋势方向就可以得到不同的边坡滑面位置及其对应的矢量和法安全系数,通过分析,提出了3种确定整体下滑趋势方向的方法并分别对固定滑面、非固定滑面及均质边坡圆弧滑面的搜索等进行了探讨,计算结果表明:由潜在滑面各点极限抗滑能力确定的边坡整体下滑趋势方向在临界滑面位置的搜索方面是合理的。最后给出了边坡矢量和分析方法平面问题与三维问题安全系数的统一表达式,公式简洁,容易编制程序并容易被工程技术人员掌握和应用。因此该方法在工程实践中有望得到广泛的应用。

求解三维边坡安全系数的最小势能法研究

为有效评价岩土体的稳定性,运用最小势能法进行三维边坡的稳定性分析。通过引入土弹簧模型、依据滑体整体静力平衡方程,计算滑体系统的弹性压缩势能以及剪切势能。基于物体在自重作用下沿斜面运动规律,确定微面下滑方向,将整个滑体的潜在运动方向视为微面滑动方向的矢量和。将边坡的安全系数定义为沿着滑动方向得到的抗滑力与下滑力的比值。为验证文中计算方法的合理性,计算了一个经典算例的安全系数。研究结果表明:文中计算方法得到的解答与其他算法的相对误差在10%范围内,表明文中计算方法可用于三维边坡的稳定性分析;随着土体抗剪强度指标的增大,边坡的安全系数呈现线性增大的趋势;当三维滑体的横向尺寸与纵向尺寸之比大于5时,可以将三维边坡的稳定性分析视为平面应变问题处理。

边坡和坝基抗滑稳定分析的三维矢量和法及其工程应用

在二维矢量和法的基础上提出三维矢量和法中整体下滑趋势方向的确定方法,需首先计算整体下滑方向的初值,然后进行投影计算得到其整体下滑趋势方向及矢量和法安全系数。运用该方法对几个三维边坡算例进行分析,结果表明矢量和法安全系数与三维极限平衡法结果基本一致,且对于滑移面单元尺寸不敏感。最后,以三峡大坝26#坝段抗滑稳定性分析为工程实例,针对通过详细勘察而指定的4种滑移面进行平面矢量和分析及三维矢量和分析,结果表明三维矢量和分析结果均较二维矢量和结果要大,且深层滑移面得到的安全系数比浅层滑移面稍大,其抗滑安全系数远大于1.0,说明坝基是安全的。该方法具有明确的物理和力学意义,只需一次弹性或弹塑性数值计算,不需过多的人为假设,即可得到三维矢量和法安全系数。该方法具有三维极限平衡法及强度折减法无法相比的优势,计算过程简单,便于在工程实践中运用。