基于矢量和方法的边坡动力稳定性分析

边坡矢量和方法是基于力的矢量特性和边坡体真实应力场的分析方法,动力有限元法可模拟得到边坡体在天然地震动荷载作用下每一时刻的应力状态,在此基础上采用边坡矢量和法进行动力稳定性分析,可得到边坡体在地震动过程中的安全系数时程曲线,进而对其动力稳定性进行评价。针对一高陡边坡,在静力稳定性分析的基础上,针对软弱结构面控制的深层滑移面采用矢量和法进行动力稳定性分析,计算中考虑小震(50 a超越概率63%)和大震(50 a超越概率2%)作用下的动力响应。计算结果表明,在小震和大震作用下的动力安全系数分别为1.86,1.66。矢量和法能够较真实地模拟边坡在地震动过程中的动力特征和稳定性状态,为边坡动力稳定性分析提供一种切实可行的分析途径。

矢量和方法在重力坝深层抗滑稳定评价上的应用

以向家坝坝基工程为例,采用矢量和方法研究不同滑移面状况下矢量和安全系数的变化趋势,并与刚体极限平衡方法计算结果进行比较。结果表明,矢量和安全系数受滑移面因素影响的变化趋势与刚体极限平衡方法一致,但整体比刚体极限平衡安全系数偏小,最大偏差达9.0%。

基于矢量和安全系数法的乌东德拱坝坝肩稳定性分析与评价

针对影响拱坝坝肩稳定性因素诸多问题,以乌东德高拱坝为例,采用非线性有限元数值分析法与矢量和安全系数法,分析了影响拱坝坝肩稳定的因素。计算结果表明,不同工况和影响因素下,坝肩岩体具有较高的矢量和安全系数;相对于比较方案,可研方案建基面的选择更合理;当裂隙连通率达到30%以上时,坝肩岩体不满足稳定性要求,需进行加固处理;拱端与上、下游基岩采用摩擦连接对拱端的受力更有利。

考虑地震荷载的边坡矢量和法研究及应用

针对边坡在地震荷载作用下的动力稳定性问题,将边坡矢量和分析方法与动力有限元法相结合,对边坡进行动力稳定性分析,并依据边坡的安全系数时程曲线,评估边坡在地震荷载作用下的稳定状态。采用均质边坡进行了算例验证,检验了方法的合理性,最终用其对一个高陡边坡进行了动力稳定分析,计算结果表明:动力矢量和法可合理地评估边坡的动力稳定性状态。

工程荷载作用下缓倾角反倾似层状岩质边坡变形稳定性分析

在反倾层状边坡的破坏机制和稳定性分析方面,由于其稳定性一般较好,系统深入地研究其破坏机制和稳定性的反而不多。以火山岩地层多次火山喷发旋回形成的缓倾角反倾似层状岩质边坡为研究对象,利用有限元分析其位移矢量图,揭示边坡的变形破坏机制和稳定性控制要素,利用极限平衡法、矢量和法,评价其稳定性,利用强度折减法分析塑性区的扩展规律,揭示滑动面发展的时间空间规律,结果表明,(1)类似层状反倾岩质边坡的潜在破坏模式为剪切–张拉破坏,滑面形态表现为近似折线状:顺坡向穿过凝灰岩夹层和强风化岩体,后缘通过陡倾结构面;(2)极限平衡法、矢量和法的边坡稳定性综合评价表明边坡浅层稳定性不满足工程稳定性要求,深层稳定性满足工程稳定性要求,且三维矢量和安全系数大于二维结果,是三维效应造成;(3)塑性区扩展揭示滑面的空间发展序列为滑面4、5、3。文中的技术路线和分析方案可用于缓倾角反倾层状岩质边坡稳定性评价。

基于聚类分析的边坡稳定性研究

在边坡稳定性分析中,滑面搜索方法对于得到边坡的稳定性系数至关重要。现今两种常用的边坡稳定性分析方法,极限平衡法以及强度折减法,可以得到极限应力状态下边坡的潜在滑面。而为了评价边坡在当前应力场下的稳定性,提出一种基于聚类分析概念的滑面搜索方法。这种方法综合考虑了边坡各点的位移以及点安全系数,采用K均值聚类法将具有相近性质的点进行分类,把边坡体分为潜在危险区以及稳定区。潜在危险区的边界即为边坡在当前应力状态下的潜在滑面,并运用矢量和方法计算得到其稳定性系数。采用上述方法对3个算例进行验算,并与极限平衡法以及强度折减法进行对比。结果表明:(1)基于聚类分析的边坡稳定性评价方法具有较好的合理性和可靠性;(2)当边坡处于临界状态附近,通过聚类分析得到的潜在滑面与其他两种方法得到的滑面基本一致;当边坡处于较稳定状态时,当前应力状态下的潜在滑面要比强度折减法得到的滑动带范围要更深更广,但求出的稳定性系数也较高;当存在软弱夹层时,矢量和计算出的滑面更为陡峻,稳定性系数比其他两种方法的结果要小。