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。

极限平衡条分法中边坡潜在滑动面搜索方法的改进

利用极限平衡条分法之瑞典圆弧滑动法原理，对边坡稳定性进行分析，一个重要的问用是确定潜在滑动面的位置。本文从数学角度出发，提供了一种搜索潜在滑动面的新方法。

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。

基于极限平衡法的三维边坡稳定性分析方法

提出一种新的求解三维边坡稳定性的极限平衡条分法。该方法根据滑裂面的几何特征,假定行方向的土柱条间力与水平面夹角和列方向的土柱条间力与水平面夹角为常数,根据每个条块力的平衡和稳定系数的定义,求出每个条柱的条间力、柱底法向力和剪力的隐式表达式。将柱底法向力和剪力代入3个方向的整体力矩平衡方程,利用迭代算法求出相应的稳定系数Fs。相较于其他三维边坡极限平衡方法,该方法考虑了尽可能多的条间力作用,并且满足每个条柱3个方向力的平衡,以及滑体绕3个轴的力矩平衡,更符合实际情况。算例计算结果表明,利用极限平衡条分法可以得到相对保守的稳定系数。

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。

考虑条间力合理性的不平衡推力法改进

不平衡推力法是我国独创的一种边坡稳定性分析方法,因其计算简单,并且可以计算边坡推力而被广泛运用。但传统不平衡推力法的条间力物理意义不明确,是剩余下滑力的简单代替,在特殊工况下可能出现条间剪力超出抗剪强度的不合理现象,无法满足边坡合理性条件,并且安全系数误差较大,偏于不安全。极限平衡条分法模型是一个静不定模型,力的解答有无数种可能,而不平衡推力法只是其中一种。该文在不平衡推力法的基础上提出一种改进方法,该法根据整体性安全系数在边坡任一点都相同的原理,令条间剪力取得条间抗剪强度,并按照滑动面抗滑力相同的折减系数进行强度折减,确保条间力始终满足合理性条件。通过理论分析和人工算例计算表明:改进方法的计算过程物理意义明确,相较于传统不平衡推力法,在多种不同角度变化的滑动面计算结果误差更小,可求得更大的滑坡推力,能够为边坡加固提供更为准确有效的参考。

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。

土压力计算中条间力函数的选取

极限平衡条分法计算挡土结构土压力时需要选取合适的条间力函数 ,目前采用的条间力函数具有理论缺陷 ,对此 ,选用 4种条间力函数进行了实例计算 ,表明 4种形式的条间力函数 ,可用于主被动土压力计算。研究还表明 ,只要满足端部条件 ,土压力值对条间力函数选取不甚敏感 ;另外 ,土压力合力作用点位置对主动土压力值影响较小 ,而对被动土压力值影响较大。

巫山神女峰机场高填方边坡稳定性分析方法研究

以西南地区巫山神女峰机场高填方边坡为例,文章采用不平衡推力法、简化Bishop条分法和有限元强度折减法对某典型剖面在天然、暴雨、清坡天然和清坡暴雨4种不同工况下的稳定性进行对比分析。分析结果表明:该典型剖面暴雨工况下所得的安全系数为1.163,小于建筑边坡工程技术规范规定的安全稳定系数值1.35,表明暴雨工况下存在边坡滑移的风险;其他3种工况下计算所得安全系数均大于规范值,表明边坡处于稳定状态。对于天然与暴雨工况,清表糙坡处理后3种方法下的安全系数较未清坡时分别增加了98%、88%、73%和118%、109%、118%。由此表明,在实际工程中,清表糙坡的工程措施能够显著加强高填方边坡稳定性。

高陡边坡的稳定性分析与综合评价

通过对206国道寻乌县滑坡的工程地质条件分析、滑坡形态分布特征分析其形成机制及稳定状况,建立稳定性计算模型,运用极限平衡条分法对边坡稳定性进行计算。运用传递系数法确定滑坡在不同工况下的安全系数。该研究为该滑坡的有效防治提供了重要依据,同时为边坡的后续研究提供有价值的参考。

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。

基于斯宾塞法假设的临界滑动场法的实现及应用

阐述了临界滑动场法理论及其数值模拟方法 ,将极限平衡条分法中的斯宾塞 (Spencer)法引入临界滑动场法 ,使之同时满足力和整体力矩的平衡条件 ,提出了具体求解方法 ,并将其应用于具体矿山的边坡稳定性分析。本研究成果对临界滑动场理论是一个有益的拓展 。

一种基于滑动带的土坡稳定分析方法研究

实际土坡发生失稳破坏时通常沿滑动带(剪切带)进行,而目前进行土坡稳定分析的方法几乎均仅考虑滑动面,这与实际有一定差别。为更符合滑坡的实际特点,提出了一种基于滑动带的土坡稳定分析新方法。该方法以黏性土坡为研究对象,基于土坡稳定分析的极限平衡条分法,认为土体沿滑动带发生的失稳破坏是以最危险滑动面为基础,多个非最危险滑动面共同作用的结果,通过模拟滑动带并筛选满足特定要求的滑动面,对其安全系数进行加权处理,计算最终安全系数。通过几个算例对新方法进行了验证,研究表明:新方法的计算结果较基于滑动面的Morgenstern-Price法结果、基于滑动面的Bishop法结果及有限元法结果偏小,偏于保守,新方法有一定合理性,可为以后的研究提供参考。

土质斜坡存在唯一最小安全系数的数据作图论证及原因分析

本文通过数据作图法揭示了土体黏聚力和内摩擦角对斜坡安全系数作用的不同规律,并论证了一般土质斜坡存在唯一最小安全系数及其原因。本文在土质斜坡中划分了大量的潜在滑移面,并定义了每一个潜在滑移面所拥有的4类安全系数FOS^(c×φ)、FOS^(c)、FOS^(φ)和FOS^(c+φ)。基于极限平衡的条分法计算了滑移面的4类安全系数,并使用数据作图法揭示和确定了这4类安全系数值随潜在滑移面深度d变化的4条特征和规律。由土体黏聚力和内摩擦角共同作用的安全系数FOS^(c×φ)包络线随d的增加先单调下降,到达一段最小值区间后,再单调上升。因此,它必然存在一个总体最小值。仅由土体黏聚力贡献的FOS^(c)包络线随d的增加先快速、再缓慢单调下降。仅由土体内摩擦角贡献的安全系数FOS^(φ)包络线随d的增加线性上升。FOS^(c)与FOS^(φ)之和FOS^(c+φ)数值几乎等同于FOS^(c×φ)数值。这4条规律揭示了土体黏聚力和内摩擦角对斜坡安全系数作用的不同规律,并论证了一般斜坡存在最小安全系数及其原因。本文进一步论证和揭示了这4条特征和规律适用于5种经典有限条分法的计算结果,适用于考虑地下孔隙水压强作用的计算结果,和考虑斜坡土体分层不均质影响的计算结果。特别地,地下孔隙水会加深拥有最小安全系数的潜在滑移面深度。土体黏聚力对斜坡安全系数贡献随潜在滑移面深度增大而减小,土体内摩擦角对斜坡安全系数贡献随潜在滑移面深度增大而增大。这两种强度随深度的相反贡献规律导致了一般土质斜坡存在唯一最小安全系数。

地震对边斜坡稳定性的影响研究

地震作为一种突发式的自然灾害,对边斜坡稳定性的影响是显著的,因此研究边斜坡稳定性在地震动力作用下的变形、破坏具有重要的理论和现实意义。笔者在总结了地震边斜坡稳定性常用的分析方法的基础上,提出了刚体极限平衡法中地震力的确定方法及考虑地震力作用的计算模式,为地震边斜坡的稳定性评价提供了途径,为该类项目防治工程设计提供了科学的依据,值得同类工程借鉴和推广。

基于FLAC^(3D)强度折减法的某水电站明渠边坡稳定性评价

与传统的边坡稳定性分析研究方法相比,利用有限差分法,通过强度折减来求得边坡的稳定性系数,更加方便合理,更能够真实地反映边坡的实际情况,对天然边坡、填筑边坡和开挖边坡均适用。文章运用有限差分强度折减法,借助FLAC^(3D)分析程序,选择理想弹-塑性模型、合适的屈服准则和流动法则,评价某大型水电站导流洞明渠边坡的稳定性,并与传统的极限条分法等对比,得到了良好的效果,进一步证实有限差分强度折减法在工程中的实用性和可靠性。

复合加筋格宾挡墙的工程应用研究

以8 m高加筋陡坡设计为例,介绍了复合加筋土结构形式和单元组成。利用极限平衡条分法和有限元技术分别分析了两种方案的安全稳定性和变形特征,得出了复合加筋土结构与传统加筋土结构相比,性能等效、造价更经济的结论。该结构在温福铁路DK246+300^+360右侧滑坡治理工程中的首次成功应用证实,结构稳定、施工简便,墙体美观。

邓上银矿采选矿厂边坡稳定性评价

拟建的承德邓上银矿采选矿厂依山傍坡 ,边坡稳定性是该场地的主要工程地质问题之一。本文采用“简布极限平衡普通条分法”对稳定性较差的边坡的典型剖面进行稳定性评价 ,不仅可对边坡进行整体稳定性验算 ,还可对划分的每一条块进行稳定性计算。计算结果表明 ,该边坡的整体稳定性较好 。

基于非线性Barton-Bandis准则节理软岩边坡锚杆加固研究

采用Barton-Bandis准则可简便获取岩体的力学参数并能较好地反映节理岩体力学性质的非线性。通过回弹法量化Barton-Bandis准则参数以及得到等效的Mohr-Coulomb准则参数,并基于极限平衡条分法推导出Barton-Bandis准则下的节理岩质边坡的稳定性分析及锚固设计。通过采用内含Barton-Bandis准则计算程序的软件SLIDE对某节理软岩边坡的稳定性分析及锚固设计,验证了采用Barton-Bandis准则进行节理岩坡分析的可行性与正确性。