强度折减法与重度增加法对边坡稳定安全系数的影响

针对重度增加法计算结果相对强度折减法偏大的问题,以某均质土坡为分析模型,分别采用强度折减法、修正泊松比的改进强度折减法、重度增加法及改进重度增加法对边坡进行稳定性分析,并研究了土体强度参数对安全系数的敏感性。结果表明,保持内摩擦角为定值时,四种算法的安全系数均随粘聚力变化拟合为线性函数;保持粘聚力为定值时,除重度增加法外其他三种算法计算结果仍可拟合为线性函数;改进后的强度折减法与重度增加法计算结果与传统强度折减法十分接近,但数值相对保守。研究结果为边坡稳定分析提供了参考。

颗粒流强度折减法和重力增加法的边坡安全系数研究

将强度折减法和重力增加法的思路引入离散单元法,对土坡安全系数的评价作尝试性研究。运用颗粒流软件,采用强度折减法和重力增加法对边坡进行稳定分析。结果表明颗粒流计算得到的结果与有限元和条分法计算结果比较接近,为计算边坡稳定开辟了一条新的途径。采用颗粒流求解边坡的安全系数不需要条分,也即不需要对条间力做假定,同时不需要假定滑移面的位置和形状,颗粒根据所受到的接触力调整其位置,最终从抗剪强度最弱面发生剪切破坏。最后对强度折减法的不等比例折减提出了不同观点,为今后的研究提供思路。

基于重度增加法的边坡稳定性三维有限元分析

提出了分析边坡稳定性的三维非线性有限元重度增加法。利用ANSYS软件,基于D-P准则,考虑了关联的流动法则,先保持土体强度指标粘聚力和内摩擦角不变,通过逐步增加重度的方法使土体达到临界状态,采用坡顶水平位移与重度增加系数关系曲线上位移陡然增大作为边坡的破坏标准。充分考虑了土体的空间作用机制和变形协调机制,通过计算得到可能的半球形或复合形滑动面的位置和形式,而不是事先去假定,得到的安全系数也与其他方法相近。该方法可以更好地模拟土坡的破坏,有助于了解土坡的破坏机理,其结果对工程实践具有指导作用。

重度增加法确定边坡潜在滑动面

边坡稳定性分析的关键是如何确定最危险滑动面。传统的方法是根据经验,人为地确定最危险滑动面,而有限单元法无需事先假定滑动面的位置和形式。边坡的破坏往往伴随着很大的位移和塑性应变,因此,采用传统的小变形有限元方法计算无疑误差较大。在平面应变条件下,基于弹塑性大变形理论,用力控制方法来控制其收敛性,用有限元重度增加法对一均质边坡稳定性进行了有限元分析,通过土体的变形位移场来确定边坡潜在滑动面。再用刚体极限平衡法来计算其潜在滑动面上的安全系数,并将计算结果与传统的极限平衡法的计算结果比较,发现如果采用合适的土体本构模型,潜在滑动面上的安全系数与传统方法计算结果比较接近。

基于有限元重度增加法计算边坡稳定系数

近年来,有限元分析方法在边坡稳定分析中的应用日益广泛,其具体方法分为强度折减法与重度增加法。与强度折减法相比,重度增加法在边坡平缓或者土体摩擦角较大时,很难得到边坡的稳定系数。文中对重度增加法进行改进,采用调整重度增加法的土体剪切屈服强度进行边坡稳定性分析,通过算例对比改进后方法与强度折减法计算得到稳定系数差别。进一步进行了实际工程算例分析,并与规范方法计算结果进行对比,验证文中方法在实际工程应用中具有可行性。

重度增加法在某公路边坡稳定性分析中的应用

基于D-P准则,采用关联流动法则,用非线性有限元重度增加法对一非均质不规则公路边坡进行了分析。其原理是保持粘聚力c及内摩擦角φ不变,通过逐步增加土体重度的方法使土体达到临界状态。采用坡顶水平位移随重度增加系数变化的关系曲线上位移陡然增大作为边破的破坏标准。有限元重度增加法事先无须对滑动面的位置和形式做出任何假定,同时考虑了土体的材料非线性和几何非线性,因此利用二维有限元重度法能更好地模拟土坡的破坏,有助于了解土坡的破坏机理。其结果不仅对工程实践具有指导作用,而且对研究土体的破坏机理,探索分析边坡稳定的适用计算方法都有现实意义。用重度增加法得到的安全系数与传统方法的误差在9%左右,因此重度增加法可以用于边坡稳定分析。

基于强度折减和容重增加法的三维边坡稳定性分析

利用以变形变化趋势为边坡破坏判别标准的强度折减法和容重增加法,对某水电站高边坡进行了三维稳定分析,得到了三维最危险潜在滑动块体及相应的安全系数。同时与广义楔形体法二维计算结果进行了比较。计算结果表明,以边坡变形变化趋势为破坏判别标准,基于强度折减法和容重增加法的三维边坡稳定分析是合理可行的。

容重增加法在边坡稳定性分析中的应用

通过逐步增加容重的方法使边坡达到极限平衡状态,基于D-P准则,采用关联流动法则,用非线性有限元法进行数值模拟.将坡顶水平位移随容重增加系数的变化关系曲线上位移陡然增大作为边破的破坏标准,用一个区间描述边坡稳定安全系数.该法无须事先对滑动面的位置和形状作出任何假定,能够考虑土体的材料非线性和几何非线性,有助于了解边坡的破坏机理.同时由于用一个区间描述边坡稳定安全系数,避免了数值计算中真实安全系数的丢失.算例分析表明,用容重增加法得到的安全系数与传统方法相近,并建议安全系数区间的长度取为0.03.

改进的容重增加法原理及离心模型试验数值模拟

容重增加法作为一种边坡稳定分析方法本身具有一定的缺陷,计算结果常常偏差较大,甚至可能无法得出结果。针对容重增加法的缺陷,定量分析了容重增加法的误差来源,并通过公式推导对改进容重增加法的原理进行了分析。针对改进的容重增加法,设计了不同参数的边坡模型,将容重增加法、强度折减法与改进的容重增加法进行对比分析,研究改进方法的改进效果。然后,利用ACADS边坡稳定分析例题,验证了改进方法在非均质边坡中的应用效果。最后,将改进前后的容重增加法运用到土工离心模型试验的结果分析中,并将试验结果与模拟结果进行对比分析,验证了用改进的容重增加法分析离心模型试验结果的可行性。本文的研究为容重增加法改进方法的应用提供了理论依据,并为土工离心模型试验的相关分析提供了参考。

基于重度增加法的岩坡破坏过程流形元分析

考虑岩体边坡滑动大变形破坏特性和现有研究分析手段,提出利用第一作者团队开发研制的Geo SM A-3D,在现场岩体结构信息采集的基础上,建立岩体边坡空间数值模型,实体表征岩体三维模型;利用现代数值流形法(NMM)模拟岩体大变形破坏分析手段,在块体理论的基础上,运用有限元分析中经常用到的重度增加法,不断增加岩体的重度,直到岩体边坡中的"关键块体"产生滑动,使边坡发生大变形破坏;同时以最危险"关键块体"水平位移随重度增加发生突变为破坏依据,对边坡的安全系数进行评定.实例分析某边坡工程的破坏过程,实现了岩体边坡大变形数字表征,为边坡支护提出解决方案,为工程施工和边坡灾害的处置提供参考和借鉴.

基于重度增加法的大冶铁矿边坡稳定性分析

结合大冶铁矿东露天采场F9断裂带内的边坡实际情况,借助大型有限元软件ANSYS,采用重度增加法对大冶典型地段的边坡进行了稳定性分析及评价,最后应用有限元强度折减法进行验证,并对两种方法进行分析和比较.结果表明,基于重度增加技术的ANSYS程序用于高陡岩质边坡稳定性分析是可行的,与实际情况较为吻合,能合理简便地确定边坡的稳定性系数,是进行高陡边坡稳定性评价的有效方法之一,对工程实践具有一定的指导意义.

重度增加法与强度折减法的应用对比分析

基于ANSYS有限元软件,通过实例将重度增加法应用到边坡稳定分析中,发现得出的边坡安全系数比运用有限元强度折减法计算所得的结果偏大.然后对影响计算精度的因素包括粘聚力、内摩擦角和坡角进行了敏感性分析,结果表明粘聚力、内摩擦角和坡角对重度增加法计算精度的影响均高于强度折减法,说明强度折减法计算结果较为可靠,而重度增加法的应用具有一定的局限性.

有限元重度增加法与刚体极限平衡法在边坡稳定分析中的对比研究

在介绍边坡稳定分析的有限元重度增加法与极限平衡法基本原理及比较其优缺点的基础上,分别采用有限元重度增加法与极限平衡法,对某电站坝肩覆盖层边坡进行稳定分析,比较了其稳定安全系数和可能最危险滑裂面位置。计算结果表明:2种方法所得到可能最危险滑裂面的形状和稳定安全系数基本一致;同时,论证了采用有限元静力平衡计算不收敛作为边坡整体失稳的破坏准则是合适的,初步验证了有限元重度增加法对边坡稳定性分析具有一定的可行性。

基于改进有限元重度增加法的抗滑桩加固边坡稳定性分析

针对目前抗滑桩设计中存在的计算结果主观性较大,且常规的有限元重度增加法的计算结果偏大的问题,基于理论推导对常规有限元重度增加法进行了改进,并将该改进方法应用于某边坡工程中,建立了自然边坡三维有限元模型,计算了该自然边坡的整体安全系数,并与极限平衡法和强度折减法进行对比分析,验证了改进方法的有效性,进而将其应用于抗滑桩加固边坡稳定性分析中,通过与相同安全系数下通用理正软件的计算结果相比,表明该改进方法在计算抗滑桩加固边坡稳定性中具有可行性。

容重增加法分析边坡稳定性的研究

考虑岩土变形的影响,岩土体的本构关系采用完全弹塑性模型,强度采用修正的Drucker-Prager屈服准则,以边坡最大水平位移增量与计算重力加速度增量之比达到极值作为边坡破坏的标准。文中对一工程边坡的稳定性进行了分析,并利用临界破坏状态时边坡的等效塑性应变图来确定潜在滑动面,为工程设计提供了依据。

基于容重增加法的FLAC3D软件在求解边坡稳定安全系数中的应用

利用容重增加法进行三维边坡的非线性稳定分析,通过FLAC3D软件,基于D-P准则,保持粘聚力c及内摩擦角φ不变,通过逐步增加土体重度的方法使土体达到临界状态。边坡的破坏往往伴随着很大的位移和塑性应变,因此采用坡顶水平位移在重度增加系数达到某一值发生突变作为边坡的破坏标准。不需要事先进行假定,得出的结果与强度折减法计算的结果非常接近。该方法可以很好地模拟土的破坏,对工程实践有一定的指导作用。

颗粒流重力增加法的改进研究

针对土坡安全系数数值分析中运用颗粒流重力增加法计算结果偏大的问题,对颗粒流重力增加法进行了改进,即通过降低颗粒摩擦系数,抵消土体抗剪强度因重力增加而提高的不利影响,使计算出的土坡安全系数更加合理。计算结果表明,采用改进的重力增加法计算的土坡安全系数与其他方法计算结果相近;同时结合模型颗粒间的接触和作用力的变化,可以准确确定粘性土坡的滑动面。可见改进的重力增加法有效改善了重力增加法的不足,在计算粘性土坡的安全系数中具有一定的参考价值。

修正重度增加法在边坡稳定中的应用

有限元重度增加法通过增大自重直至边坡破坏,此时重力增大的倍数即为安全系数,具有概念清晰、操作简便等优点。但在缓坡和内摩擦角较大时所得安全系数偏大,从而阻碍了该法的发展。文章提出修正的重度增加法,通过算例与简化B ishop法和强度折减法相较,以及在黑泉水库岩质边坡稳定中的应用,结果表明:修正的有限元重度增加法,在粘性土和岩质边坡稳定中的应用是切实可行的。

基于重度增加法在土坡稳定性计算上的改进

结合极限平衡法和有限元重度增加法,指定重度增加法确定的潜在滑动面为滑弧,计算了土坡极限平衡状态下的安全系数,并与其他方法的结论进行了比较,证明了该方法的合理性和准确性,同时提高了边坡稳定性分析的效率。

基于重力增加法的边坡失稳破坏全过程模拟

边坡失稳破坏是渐进积累的过程,采用基于重力增加法的连续-离散耦合分析方法弥补了传统边坡稳定分析方法无法反映边坡岩体启动-滑动-堆积的渐进破坏全过程的缺陷。以红石岩边坡工程为实例,在边坡模型的表层岩体中引入界面单元,建立连续-离散耦合的边坡计算模型,模拟边坡临界破坏状态,得到安全系数和滑裂面,并将计算结果与刚体极限平衡法的分析结果进行对比。通过增加重力加速度,获得边坡失稳破坏的渐进破坏全过程。结果表明:2种方法得到的安全系数一致,最危险滑裂面的位置和形状基本吻合,证明基于重力增加法的连续-离散耦合分析方法用于边坡失稳破坏具有可行性。极限平衡法仅用于分析临界失稳状态,不能预测后续滑块的形成,而连续-离散耦合分析方法能进一步模拟边坡临界失稳状态后的边坡破坏全过程,为边坡治理提供有效参考。