非线性M-C强度准则下预应力锚索加固边坡时效稳定性分析M-P法

拓展传统极限平衡方法在复杂条件下边坡稳定性分析中的适用性一直是岩土工程界的研究热点。众所周知,边坡岩土体剪切失效一般服从于非线性强度准则,而传统极限平衡方法仅适用于线性强度准则下边坡稳定性分析。此外,预应力锚索作为一种主动防护措施,可极大地即时提高边坡稳定性而被广泛应用于中、大型边坡工程加固。然而,在应力松弛、蠕变效应以及腐蚀环境影响下预应力锚索加固边坡稳定性时效特征往往被忽视。由此,基于Morgenstern-Price(M-P)法,嵌入非线性Mohr-Coulomb(M-C)强度准则,并融入应力松弛与蠕变效应下锚索预应力损失模型以及腐蚀环境下锚索性能劣化模型,从而,建立非线性强度准则下预应力锚索加固边坡安全系数时程表达式。进一步,为了解决非线性强度准则下隐式嵌套公式难以求解的问题,归零化条间法向力初始值,并应用迭代循环求解策略,在引入循环终止允许误差判别条件后,可实现边坡稳定性理论真实结果的逼近求解。经过后续算例对比分析,验证了所提方法的可行性和合理性,与此同时,还研究了不同预应力损失速率和不同锈蚀环境下预应力锚索加固边坡稳定性的时效变化规律。

基于Bishop法的边坡稳定性分析——以准东煤田西黑山露天矿为例

为评价准东煤田西黑山露天矿边坡稳定性,确定合理的露天开采边坡参数,基于该边坡的工程地质条件以及边坡形态等,运用Bishop法确定边坡的安全系数,判断边坡的稳定性。根据边坡失稳的主导因素,建议矿山开采中北帮、西南帮、东帮矿山最终边坡角均为33°,开采较为安全,在煤矿设计、开采过程中,必须遵循该边坡角,并建立实时的动态监测,为矿山安全生产和防灾减灾提供参考。

边坡稳定性分析的Sarma模式及其可靠度计算方法

推导了边坡Sarma力学模式稳定性分析的有关公式,揭示了其稳定性系数是隐式函数的特点,研究了该隐式稳定性系数的迭代计算方法。针对Sarma模式和经典响应面法的特点,将响应面中的有限元数值模拟以Sarma模式中隐含稳定性系数的迭代方法代替,而隐含稳定性系数迭代计算过程中随机变量的抽样则遵从响应面中的规则,将传统的响应面思路与Sarma模式结合起来,形成了一种新的边坡稳定可靠性响应面分析方法。最后采用此方法分析了某一边坡工程的稳定可靠性,并把分析过程与结果与蒙特卡洛模拟法计算结果进行对照,表明该方法计算效率较高,原理简单,精度满足要求。

库区边坡稳定性计算的改进Sarma法

在研究Sarma法原理及其应用的基础上,针对库区蓄水后边坡的特点对传统的Sarma法做了改进。巧妙地将浮力应用在改进中,并将改进成果应用到某水电站左岸边坡倾倒蠕变岩体的稳定性评价中,简化了计算过程,取得满意的结果。

Sarma法在石宝铁矿边坡稳定性分析中的应用

本文通过对石宝露天铁矿边坡的地质情况和现状进行认真剖析,详细阐述了极限平衡法中的Sarma法的工作原理,并采用Sarma法对石宝露天铁矿中的F区的边坡稳定性进行认真计算,通过计算求出滑动安全系数FJ与标准安全系数Fb比较,判断出边坡的稳定性,并提出安全防范措施,确保安全生产。

Sarma法在白云鄂博铁矿边坡稳定性分析中的应用

对极限平衡法中的Sarma法的工作原理进行阐述,运用Sarma法对白云鄂博铁矿主矿北东端C区的边坡稳定性进行分析,计算出滑动安全系数来判断边坡的稳定性,并提出合理的安全防范措施,为安全生产提供科学保证。

边坡稳定性评价MSARMA法及最佳加固力研究

目前,各行业在边坡稳定性评价和设计中采用的方法主要是极限平衡方法。文章对各种极限平衡方法的特点和适用范围进行了综合评价,在此基础上,提出了适用于岩质高边坡稳定性评价和设计的一种极限平衡方法———MSARMA法和基于该方法开发研制的"边坡工程稳定性MSARMA法评价分析系统"。该方法是在著名的SARMA法基础上改进形成的,同其它极限平衡方法比较,具有推导严格、假设条件较少、实用性强等优点。此系统不仅能够进行在非齐次边界条件下的稳定性计算,而且还能够进行坡面存在荷载和加固力情况下的边坡稳定性计算。鉴于目前边坡工程规模愈来愈大的特点,提出了边坡最佳加固力概念,此概念认为,对于边坡加固工程,应综合考虑各种状态下的边坡稳态,寻找导致边坡失稳最不利因素的组合状态,加固力的大小只要保证边坡在该状态下稳定就行,此时的加固力就是最佳加固力。考虑到岩土工程的复杂性、计算所采用的力学模型、物理力学性质参数等具有的非绝对准确性和确定性,在设计时应在最佳加固力基础上,再增加一定的保险系数,但该保险系数不宜过大,实施时应根据具体工程规模确定,一般应在0 05以内。此时对边坡进行加固既满足边坡的稳定性要求又经济合理。以实际工程为例,展示了MSARMA法广阔的应用前景。

基于GRA-AHP联合极差分析复合算法的边坡稳定性影响因素敏感性分析

针对AHP和GRA单一算法应用过程中受主观影响导致评价结果与实际结果偏差较大的问题,提出了GRA-AHP联合极差分析复合算法,并以西南某磷矿A区边坡为例,运用该算法分析了重度、内摩擦角、黏聚力、弹性模量和泊松比对边坡稳定性的敏感性。结果表明,A区边坡稳定性影响因素敏感性从大到小顺序为:内摩擦角、黏聚力、重度、弹性模量、泊松比,分析结果与矿山实际情况相符。

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。

赤平投影法与Sarma法相结合在高陡岩质边坡稳定性评价中的应用

本文以万山地质文化产业园基岩边坡为例,采用赤平极射投影法、Sarma法相结合,定量计算和评价了边坡的稳定性,得出了完全一致的计算和评价结论:该高陡岩质边坡目前处于不稳定状态。文中采用两种方法计算并相互印证,对下一阶段该边坡的设计、施工等提供了重要依据,对类似工程有很好的参考和借鉴作用。

结合Morgenstern-Price法与Sarma法计算岩质-土质混合边坡稳定性

在Morgenstern-Price法及Sarma法理论假设的基础上,通过对岩质—土质混合边坡岩土分界面受力的推导,并假设不平衡力矩Mc,结合水平地震作用系数kc,建立了岩质—土质混合边坡稳定性的迭代求解方法;同时,通过对岩质—土质混合边坡算例的计算分析,验证了上述方法的合理性及可靠性,从而为岩质—土质混合边坡稳定性计算的理论研究提供了一种新的思路。

边坡稳定分析Sarma法中稳定性检验的分析

边坡稳定分析 Ｓａｒｍ ａ 法，先计算力的平衡，再通过每个分条力矩的平衡来检验所求稳定系数的正确性。但现有的电算程序，有的未进行力矩平衡检验，有的检验过程中 ｌｉ和 Ｚｉ组合不全，从而影响计算结果的正确性。对此进行了分析，并提出了改进方法。

基于模糊层次分析法的边坡稳定性分析

为了快速有效地分析边坡的稳定性,提出了利用模糊层次分析法对边坡稳定性进行综合评价,结合实际工程现场调查,确定了模糊层次分析评价指标、模糊隶属度函数和权重,最后建立基于模糊层次分析的边坡稳定性评价模型。根据模型对莆田学院西区边坡进行稳定性评价,并与传统的边坡稳定性分析方法进行对比。结果表明:模糊层次分析评价方法综合考虑了边坡的岩体完整性、岩体风化程度、岩土体力学性质、节理裂隙、岩层产状、断层分布及产状、边坡坡角、降水、地震及人类活动等影响因素,可以有效快捷地对边坡稳定性进行评价。

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。

基于改进层次分析法及云模型的边坡稳定性评价

边坡工程的稳定性是岩土工程领域中的重要研究内容,因其稳定性具有随机性和模型性的特点,建立了基于改进层次分析法及云模型的边坡稳定性评价方法。首先,通过工程地质资料和现场实际调研,构建边坡稳定性评价指标体系;其次,采用改进层次分析法计算评价指标权重;最后,结合评价指标权重和通过云模型计算出的单指标隶属度,得到评价指标的综合隶属度,基于最大隶属度原则确定边坡的稳定性等级。将所建立的稳定性评价模型应用于具体工程实例中,得到的评价结果与定量分析结果一致,表明该模型具有一定可靠性和实用性。

露天矿含弱层边坡三维危险滑面构建及稳定性计算

露天矿含弱层边坡稳定性分析是露天开采领域中的一个重要研究内容,实际工程问题复杂多样,基于二维计算会导致结果偏于保守,有时无法满足复杂工程的需要,因此,开展含弱层边坡三维稳定性分析的研究是很有必要的。基于标准椭球,对其进行空间几何变换,与边坡插值生成一种由x_(a)等6个参数控制的椭球危险滑面,将椭球滑面与弱层结构面进行组合插值,构建含弱层边坡三维危险滑面;使用三维剩余推力法和遗传算法计算边坡稳定性系数并进行最危险滑面搜索,使用经典算例对方法进行验证,发现含弱层边坡随着滑体宽度增加稳定性系数逐渐降低。以锡林浩特某露天矿为应用实例,对东北帮含弱层边坡进行三维稳定性计算,验证了方法在实际工程中的适应性。

Sarma法在岩质边坡稳定性评价中的应用

通过分析开化南湖花园旅游综合开发项目边坡治理实例，采用Sarma法对边坡各工况下的稳定性做出评价，结合工程反馈论证Sarma法的实用性及不足。

含软弱夹层顺层岩质边坡开挖稳定性分析

以都安高速公路某段含软弱夹层顺层岩质边坡为例,采用极限平衡法对开挖后的边坡进行稳定性分析,基于FLAC3D软件模拟分析边坡分级开挖、分级支护过程中的位移、最大剪切应变增量、应力特征及抗滑桩的承载性能。结果表明:严格条分法的安全系数为1.011,强度折减法安全系数为条分法的97.13%,当考虑岩土体变形时,传统计算方法可能会高估边坡自身的稳定性;边坡采用抗滑桩+框架锚索+框架锚杆的联合支护方式,并进行分步开挖及分级支护,对坡体扰动小,支护效果良好,能很好地控制坡体变形,避免边坡因软弱夹层塑性区贯通而发生失稳破坏。

异形椭球滑面构建及边坡三维稳定性分析

边坡临界滑动面的确定是边坡稳定性分析中的关键问题之一。现实中边坡所处环境往往十分复杂且形状各异,而传统的滑动面模型难以全面适应这些复杂条件。因此,提出了一种基于异形椭球面作为滑动面的三维稳定性分析方法。首先,构建异形椭球方程,并通过空间几何变换生成由半长轴a等六个参数控制的异形椭球。利用异形椭球在短轴上的不对称性,生成Ⅰ型和Ⅱ型两种异形椭球滑面,使用插值方法将两种滑面应用于三维边坡,形成异形椭球滑动面。接着,采用剩余推力法和遗传算法计算边坡稳定性系数,并搜索临界滑动面。通过经典算例进行验证,对比分析了标准椭球滑面与异形椭球滑面的稳定性。结果表明,Ⅰ型和Ⅱ型异形椭球滑面的边坡安全系数分别为2.266和1.994,相较于标准椭球滑面,异形椭球滑面在搜索过程中显示出更快的速度和更稳定的最小安全系数收敛,更适用于复杂边坡。最后,将Ⅱ型异形椭球滑面在工程实例中应用,计算结果与实际情况相符,验证了该方法的可行性。