基于极限平衡法的危岩倾覆稳定性三维计算方法

目前危岩防治工作中,危岩稳定性评价主要以简化后的二维剖面作为计算模型。由于自然界中的危岩形态极不规则,采用二维剖面计算模型并不能真实反映危岩受力情况。为了研究危岩稳定性三维计算方法,在前人研究基础上,基于极限平衡理论,提出了由后缘裂缝抗拉强度控制的危岩倾覆稳定性三维计算公式,采用数值积分和空间几何方法给出了在危岩单体三维模型基础上求解危岩后缘岩体抗拉力、水压力及其力矩计算公式和实现流程。以三峡库区瞿塘峡吊嘴危岩为实例开展了应用,并通过数值分析进行了验证。通过不同形态危岩的三维稳定性分析,讨论了三维与二维稳定性计算结果的关系,对比发现危岩形态对稳定性计算结果有明显影响,三维计算较二维计算更准确和实用。

基于改进极限平衡原理的膨胀土边坡稳定性计算分析

为了研究膨胀土边坡的稳定性计算方法,基于极限平衡原理,考虑膨胀力并推导4种不同计算模型对于膨胀土边坡稳定性计算的理论方法。结果表明,4种不同计算方法得到的边坡稳定性系数在考虑膨胀力和不考虑膨胀力的工况下,稳定性系数变化趋势基本一致;考虑膨胀力时均比不考虑膨胀力所得到的边坡稳定性系数的结果更小,膨胀力越大,边坡表层发生滑动的概率越大。

基于双折减系数法与极限平衡法的顺层滑坡稳定性分析

以四川省布拖县龙潭乡冯家坪滑坡为例,利用FLAC3D软件设计了基于双折减系数法的滑坡稳定性分析程序,应用“GIS-Rhino-FLAC3D”耦合技术建立三维地质体模型。考虑黏聚力和内摩擦角在滑坡失稳过程中衰减速度和弱化程度的不同,以及非饱和土中基质吸力对土体抗剪强度的影响,提出一种以黏聚力和摩擦力的衰减权重定义综合安全系数的双折减系数法,并采用极限平衡法作对比计算,研究分析了顺层滑坡的稳定性。结果表明:设计的抗剪强度参数双折减程序可以得出安全系数云图,直观地反映滑坡安全系数的空间分布特征;与传统强度折减法相比,所提出的双折减系数法计算的滑动面分布范围和综合安全系数更精确,较极限平衡法误差更小,可以准确地反映滑坡的稳定状态。研究结果可为双折减系数法应用于滑坡灾害的防治提供参考。

滑面极径-应力-强度耦合关联下非线性破坏特征边坡稳定性极限平衡分析方法

非线性强度准则下边坡破坏模式、滑面应力以及岩土剪切强度参数存在耦合关联,从而加大了边坡稳定性分析与最可能破坏模式揭示的难度。为此,以滑面应力计算模式代替条块划分下条间力假设模式,并嵌入非线性Mohr-Coulomb(简称M-C)强度准则以及引入滑面端部应力约束条件。在此基础上,结合滑体整体力学平衡条件,建立滑面应力计算模式下非线性破坏特征边坡稳定性极限平衡解答。与此同时,依据现有滑面模型,将滑面概化为旋转中心点下极径与极角所表征的曲线,以此构建通用型滑面生成模型。进一步,针对分层边坡,提出合理的“应力连续+最不利剪切方向”层间滑面连接模式。随后,采取滑面极径-应力-强度联合迭代法,整合滑面应力计算模式下边坡稳定性极限平衡解答与通用滑面生成模型,实现非线性强度准则下边坡稳定性有效分析与最可能失效模式可靠揭示。通过多个边坡算例对比分析,此方法的可行性得以验证,而且当前研究工作将有利于进一步探明非线性强度准则下边坡破坏机制。

基于GIS 和极限平衡法的区域斜坡稳定性分析

区域斜坡稳定性分析是进行斜坡风险评价的重要前提。为了快速和准确地评价区域斜坡稳定性,开发了一种基于GIS和极限平衡法(LEM)的GIS-LEM工具箱。首先,基于所获取数据的分辨率和区域工程地质条件,将研究区离散成标准的斜坡单元体。其次,通过二维边坡模型确定斜坡潜在的滑动面,并利用多种极限平衡法计算区域稳定性系数。最后,基于GIS和Python开源语言,开发了GIS-LEM工具箱以实现极限平衡法在区域斜坡稳定性系数中的求解。将所开发的工具箱应用于汶川区域斜坡稳定性分析和风险评价中,并与无限斜坡模型的计算结果进行对比。结果表明约50%的同震滑坡分布在极高和高危险性区域,57%的非滑坡分布在低和极低危险性区;基于GIS-LEM工具箱所计算出的斜坡稳定性系数相对于无限斜坡模型平均预测准确率提高了16%。

基于极限平衡法的某露天采场边坡稳定性分析研究

边坡稳定性直接关系到露天矿山的安全开采,为分析露天矿采场边坡稳定性,本文以西藏某露天铜矿采场高陡边坡为研究对象,根据矿山边坡现状、边坡岩体结构和结构面发育特征等因素对现状边坡进行地质分区,通过岩石室内物理力学试验获得坡体岩石物理力学参数,利用两种不同的极限平衡法方法计算各分区在3种荷载工况下现状边坡稳定性系数。计算结果显示,该各地质分区现状边坡所有荷载组合下的安全系数均满足规范要求,可为矿山安全生产提供参考。

基于极限平衡法和强度折减法的危岩稳定性分析

为了分析评价陡倾结构面相互组合切割形成的危岩体的稳定性,本文以龙寺CIV-1边坡危岩体为例,根据地质调查数据,建立了危岩体的简化地质模型、失稳概化理论模型以及在冻胀、地震、水力等因素影响下的力学分析模型,利用极限平衡理论推导出了危岩体的滑移稳定性系数和倾覆稳定性系数的无量纲表达式,重点分析了不同工况下危岩体的稳定性,并借助UDEC强度折减法对危岩体的形成、破坏机理进行分析研究。结果表明:不同工况下的危岩稳定性为天然工况>地震工况>暴雨工况>组合工况;层面与陡倾结构面的组合关系以及陡倾结构面的贯通程度直接控制着危岩体的稳定性和破坏模式。通过极限平衡法和UDEC强度折减法相结合的危岩体稳定性评价方法,不仅可以通过简单的数学公式高效地获取危岩体的稳定性,还可以通过力与变形的信息,直观的辨别出危岩体易失稳的部位,为陡倾结构面切割形成的危岩提供防治参考。

基于极限平衡法的小窑采空区地基稳定性评价方法研究

在煤矿采空区地表进行城镇建设开发利用已成为国内矿业城市解决建设用地指标不足的有效途径。为了给城镇建设规划提供依据和保证拟建建筑的安全,首先必须对采空区场地进行地基稳定性评价,然后根据评价结果有针对性地采取建筑、结构、地基基础及采空区处理等治理措施。其中,小窑采空区往往因其开采面积小、顶板垮落不充分而成为悬顶区,悬顶区在地表建筑荷载作用下,有可能发生突发性的采空塌陷地质灾害,从而危及地表建筑及人员安全。极限平衡法是小窑采空区地基稳定性评价常用的方法之一,该方法通过建立采空区顶板压力、建筑基底压力、上覆岩层自重及岩体摩阻力四者之间的平衡方程而得到临界埋藏深度。但对于小窑采空区临界埋藏深度计算公式中基底压力p和埋深H参数概念的理解尚存在分歧,从而造成在评价工作中计算结果和评价结论的不唯一。针对该公式存在的问题进行了剖析,建立了与不同概念理解相对应的两种修正计算模型。研究对比分析后,建议采用以适用性更强的第二种修正计算模型为准,并明确了参数p和参数H的基本概念,即参数p的意义为建筑物基底平均压力,参数H的意义为自建筑物基底起算的采空区埋藏深度。在此基础上,又分别针对裸露型基岩场地和覆盖型基岩场地的情况,对第二种修正计算模型的采空区临界埋藏深度计算公式进行了改进和扩展,从而为更好地指导小窑采空区地基稳定性评价工作提供了参考。

深刺焦氏晕听区结合化瘀通督方对脑卒中后平衡障碍患者动态平衡、步态速度和稳定性极限的影响

目的 观察深刺焦氏晕听区结合化瘀通督方对脑卒中后平衡障碍患者动态平衡、步态速度和稳定性极限的影响。方法 选择2021年3月至2022年10月于河北省人民医院治疗的脑卒中后平衡障碍患者89例作为研究对象,采用随机数字表法将患者分为方剂组和针剂联合组。方剂组患者44例,给予化瘀通督方治疗;针剂联合组患者45例,给予深刺焦氏晕听区结合化瘀通督方治疗。检测两组患者治疗前、后血清神经元特异性烯醇化酶(NSE)、脑源性神经生长因子(BDNF)水平,大脑中动脉、基底动脉血流速度,Berg平衡量表(BBS)及Fugl-Meyer平衡量表(FM-B)评分,患者移动速度、反应时间、最大偏移、端点行程、方向控制水平,测试稳定极限时间及范围,记录患者步频及步速,比较两组临床疗效。结果 针剂联合组NSE水平较方剂组低,BDNF表达水平、大脑中动脉、基底动脉血流速度、FM-B、BBS评分、患者移动速度、最大偏移、端点行程、方向控制水平较方剂组明显升高,反应时间短于方剂组;针剂联合组患者稳定极限时间长于方剂组,稳定极限范围大于方剂组,步频及步速高于方剂组。针剂联合组患者总有效率(97.78%)高于方剂组(81.82%)。结论 深刺焦氏晕听区结合化瘀通督方治疗脑卒中后平衡障碍患者,可改善其脑血流动力学和姿势控制力、步态及稳定性极限,提升其动态平衡能力,提高临床疗效。

基于极限平衡法与强度折减法的某高寒高海拔矿山边坡稳定性分析

为验证西部高寒高海拔地区某露天矿山设计边坡稳定性是否满足现行规范要求,并分析露天开采导致的位移变化规律,本文参考矿区终了境界平面图选取具有代表性的典型剖面,结合矿区实际情况、工程地质条件、室内物理力学试验,利用H-B准则等,综合确定矿区边坡的岩土体物理力学参数;采用极限平衡法中的不平衡推力法和M-P法及有限差分强度折减法,以安全系数为指标,验证了设计边坡的稳定性。通过极限平衡与强度折减计算结果的对比,验证了强度折减法计算潜在滑动面形态及安全系数的可靠性。在此基础上,分析强度折减前,在岩体开挖、施加爆破及地震荷载下矿山边坡的位移显现规律。研究结果可为露天矿山设计中的边坡稳定性定量分析提供参考。

基于赤平投影法与极限平衡法的某矿山边坡稳定性研究

露天矿山高陡边坡稳定性已成为人民和国家关注的矿山安全问题之一。该研究根据边坡坡向、边坡岩体结构特征、结构面发育特征和岩体产状对矿山边坡地质工程分区,利用赤平投影法对3个分区进行边坡稳定性研究,选取3个典型剖面基于Slide软件利用极限平衡法对矿山高陡边坡进行稳定性研究。研究结果表明,该矿山边坡发生滑动、楔体破坏的可能性较小,且在3种工况下的安全系数均大于许用安全系数,该矿山边坡处于稳定状态,可保证矿山生产的安全。

基于强度折减法与极限平衡法的边坡稳定性分析

露天采场的安全稳定运行直接受边坡稳定性的影响。以南方某大型钽铌矿露天边坡为研究对象,结合现场工程地质调查和岩石力学试验确定的参数,采用有限元分析软件建立边坡剖面计算模型,利用强度折减法与极限平衡法分析在不同工况条件下的边坡稳定性。得到以下结论:采用强度折减法与极限平衡法计算边坡稳定性系数的结果相近,滑面位置基本相同,均为“圆弧形滑动”;边坡在不同工况条件下的塑性破坏都以拉剪破坏为主,其中拉应力破坏主要出现在坡顶和采空区,剪切破坏主要出现在坡顶、坡面中部以及坡脚,需采取合理的边坡局部治理措施;现状条件下各工况整体边坡处于稳定状态,B-B'剖面局部稳定且该局部矿区需选用更合适的爆破方式开采以防止边坡失稳。研究结果可为类似露天边坡的稳定性分析提供参考。

基于极限平衡法的弃渣场稳定性分析

随着基础设施建设的不断发展,弃渣场作为废弃土壤、垃圾等的处理场地,扮演着至关重要的角色。随着弃渣场的不断增多,其边坡稳定性问题也逐渐成为业界关注的焦点。本文以某弃渣场为案例,利用极限平衡法对该弃土场在不同工况下的边坡稳定性进行深入研究,指出该弃土场边坡处于稳定状态,能够满足规定要求,整体稳定性较好,发生失稳破坏概率低。但其局部区域在地震或集中降雨等不利工况下仍然存在小型滑塌风险,建议对评估区内有威胁对象的地质灾害点开展系统的长期监测工作。

基于极限平衡法与有限元法的非均匀边坡稳定性对比分析

为研究具有不同强度材料或倾斜地层的非均匀性边坡稳定性问题,本文应用极限平衡方法(LE)和有限元分析方法(FE)对一系列的案例进行对比分析。结果表明,对于复杂边坡,临界滑动不太可能是圆形的,典型的LE分析会高估安全系数(FoS),FE分析则可以更好地演示破坏表面的几何形状。LE方法在非圆形滑移面分析中确实产生了与有限元方法相当的结果,但需要大量的手工迭代和人工判断。

边坡稳定性的三维极限平衡分析方法及应用

边坡稳定性评价，特别是对于具有复杂几何特征的问题，应作为三维问题来处理。文中提出了一种评价边坡稳定性的三维极限平衡方法。该方法中滑面可采用４ 种类型：天然不连续面，剪切作用形成的球面，剪切作用形成的旋转椭球面和组合面。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。同时可考虑地下水作用、地震等因素。水库库岸滑坡区分析算例表明，该方法及ＳＳＡ３Ｄ 程序适合处理三维边坡稳定性评价问题。

三维边坡稳定性极限平衡分析系统软件SLOPE^(3D)的设计及应用

为了拓展三维极限平衡法在实际工程中的广泛应用,边坡稳定性分析可视化系统软件SLOPE^(3D)被研制和发展。它由前处理、极限平衡分析求解器和后处理3部分组成,前处理核心是构造三维边坡地质模型,后处理主要是计算结果分析和可视化图形显示。该系统将边坡工程地质信息三维可视化技术和稳定性分析有机地结合起来,由于其良好的用户界面和高质量的三维图形显示能力,使人们能够容易地将其应用到实际边坡工程问题中。

一种边坡稳定性分析的三维极限平衡法及应用

将离散后的条柱间作用力等效成滑面正应力,依据整个滑体的平衡条件,提出一种适用一般空间形态滑面的边坡三维极限平衡法。首先通过类比经典土压力理论和Spencer的条间力假定,提出了条柱间作用力假设模型,由典型条柱的平衡条件得到滑面正应力的分布函数(含3个待定参数),再根据整个滑体的4个主要平衡条件建立平衡方程,采用数值方法和解析法求解平衡方程组获得三维安全系数。算例验证研究结果表明:该方法计算结果与已有方法相印证,其精度与严格三维极限平衡法相当,适用于任意空间滑面形态。最后,应用该方法初步评价金坪子II区边坡的整体稳定性,取得较理想的效果。该方法理论严谨,结果可靠,计算过程简单且易于编程,可在边坡工程设计及滑坡治理中推广应用。

极限平衡分析中加固力对岩质边坡稳定性的影响

分别对考虑加固力作用边坡稳定性分析的Morgenstern-Price法、严格Janbu法和Sarma法,推导了安全系数的计算过程。在不考虑力矩平衡的情况下,分析加固力对条块抗滑力和安全系数的影响,然后在考虑力矩平衡的情况下,分析Morgenstern-Price法中加固力对条块安全系数的影响。结果表明,边坡的安全系数随着加固力和内摩擦角的增大而增大。当滑裂面与水平面的夹角小于某一角度时,条块的安全系数随着加固力与水平面的夹角的增大首先呈现先增大的趋势,在达到极大值后呈现减小的趋势。当滑裂面与水平面的夹角大于某一角度时,条块的安全系数随着加固力与水平面的夹角的增大而减小。最后通过一个边坡稳定性分析的简单算例,说明本文理论分析是正确合理。且在同等条件下,加固力作用在边坡下部比作用在上部的效果要好。

基于极限平衡法原理的下游法堆筑尾矿坝稳定性分析

以湖北省龙会冲尾矿库为工程背景,运用极限平衡法和土力学边坡稳定分析原理,对采用下游法堆石堆筑尾矿坝的稳定性和安全性进行科学分析与研究。

边坡稳定性分析的三维极限平衡法及应用

将二维Janbu条分法进行拓展,给出了一种三维极限平衡边坡稳定性分析方法。该方法对所有条块满足力与力矩平衡关系,可适用于任何形状的滑面,包括地质分层和水压力等复杂条件。该方法发展了传统条分法中只给出坡体总体稳定性系数的作法,根据滑面的几何特征,进一步分析了各条块独立的稳定性系数及各条块的潜在滑动方向。另外,该方法承袭了用二维Janbu法分析的优缺点。最后对一个实际滑坡进行了稳定性分析。