基于Morgenstern-price法的粘土心墙土石坝坡面稳定计算分析

土石坝的坝坡面是否稳定一直是土石坝结构设计研究的重点问题,尤其是在渗流场的影响作用下尤为显著,研究以某水库工程坝体坡面在不同使用工况下的的安全稳定计算为例,通过软件建立坝体的模型,基于不同运行条件下的渗流数据,选用内嵌于计算软件Geostudio中的LOPE/W计算模块中的极限平衡算法(Morgenstern-Price)进行计算,计算结果满足规范要求,说明大坝坡面安全稳定。由于渗流场的引入,能更好的反映工程中的真实运行状况,为工程的建设提供建设依据和数据支持。

基于改进Morgenstern-Price法的露天矿山边坡稳定性分析

为解决传统Morgenstern-Price法未考虑岩体抗剪强度参数离散性的问题,引入BartonBandis准则对Morgenstern-Price法进行改进,考虑了岩体结构面抗剪强度参数JRC,JCS,φr的离散性,充分呈现了岩体结构面特征参数的真实统计分布特征,并利用此方法对边坡稳定性进行了分析;而后结合改进的Rosenblueth法对边坡的破坏概率进行了计算。以凤田矿山为背景,利用改进的Morgenstern-Price法计算得到稳定性系数为1.013,说明凤田矿山处于欠稳定状态;其结合改进的Rosenblueth法得到边坡破坏概率为38.759%,说明凤田矿山处于中等危险状态。通过与其他方法的评价结果对比发现,改进的Morgenstern-Price法既能用于计算边坡稳定性系数,又能与改进的Rosenblueth法相结合计算边坡破坏概率,是一种方便、有效的边坡稳定性分析方法,可满足矿山边坡现场施工的要求。

基于Morgenstern-Price法和强度折减法的边坡稳定性对比分析

应用Morgenstern-Price法和强度折减法,对云南省宣威市万家口子水电站附近的九子崩塌堆积体的主滑体进行稳定性分析,考虑了正常蓄水位、库水位下降和地震作用时的正常蓄水位、库水位下降4种工程情况。结果表明:Morgenstern-Price法所得稳定系数随着蓄水位的下降而减小,在考虑地震作用的情况下,稳定系数也相应降低;强度折减法所得数据则不一样,蓄水位不同时,稳定系数则变化不大。相同蓄水位情况下,考虑地震时稳定系数有所减小,强度折减理论对于简单的均质土坡可能会得到与极限平衡法接近的稳定系数和滑动面,但对于非均质(如成层)土坡,则会有较大的差异性。Morgenstern-Price法使用条分法对滑动岩土体进行受力分析,针对的是人为假定的土体极限平衡条件,不能提供边坡的位移信息,需在计算中事先假定出若干个滑动面;强度折减法通过降低材料的强度参数来达到极限平衡状态,能够考虑土体的应力-应变关系,同时能给出边坡的位移信息,但是缺乏统一的边坡达到极限破坏的判断标准。2种方法都可为边坡稳定性提供有效的分析与评价。

基于Morgenstern-Price法边坡三维稳定性分析

工程中边坡滑裂面通常都是三维空间上的一个曲面,采用传统的二维稳定性分析方法对其进行分析与实际不符。Morgenstern-Price极限平衡条分法(M-P法)是最严密的边坡二维稳定性分析方法,将其拓展并引入边坡三维稳定性分析中。通过类似于M-P法的条间力假定,建立一种新的边坡三维稳定性分析方法—基于M-P法边坡三维极限平衡分析法。给出2个验证算例,与现有几种方法对比计算结果表明:该法不仅计算结果更可靠,而且力学模型更为严谨,计算公式简便且易于编程,可在边坡工程设计及滑坡治理中推广应用。

非微分Morgenstern-Price法在边坡稳定分析中的应用

推导出Morgenstern—Price法的非微分形式，并编制了基于该方法的程序：设置并行迭代，达到传统MP法一般通用性的要求；设置二一迭代，提高计算收敛速度。通过ACADS均质、非均质边坡算例得出的安全系数与其他算法的比较，验证了该算法的科学可靠性。将此法应用于铁生沟滑坡：天然与饱和状态土体的安全系数分别为1．0838和0．9600，与报告结果的安全系数1．12～1．14和1．00～1．03的范围值基本吻合，表明该方法适用于非均质实际边坡，对边坡的后续监测、防护工作具有指导作用。

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。

基于Morgenstern-price极限平衡法的尾矿坝边坡稳定性分析

尾矿坝的边坡稳定性问题对矿山尾矿库的安全运行至关重要。本文利用GeoStudio软件对某尾矿坝坝体进行建模,运用Slope/W模块中的Morgenstern-price极限平衡方法,采用半正弦函数考虑土条间作用力,对尾矿坝进行边坡稳定性分析计算。通过计算,得出最危险滑弧面及最小安全系数。计算结果表明,应用GeoStudio分析尾矿坝边坡稳定具有一定的实用性和可靠性,为今后尾矿库的安全运行提供一定的指导意义。

基于Morgenstern-Price法的抗滑桩设计

运用Morgenstern-Price法,计算得出路堑边坡最危险滑面土条间作用力的分布情况,进行了抗滑桩越顶验算,并根据计算结果确定了抗滑桩合理的设置形式,指出Morgenstern-Price能较好的计算出滑动面土条间相互作用力,与数值方法相比有简单快速的优势。

基于Morgenstern-Price法的南京大报恩寺地宫稳定性分析

处于中国南方潮湿多雨环境下的古代土遗址,易受雨水的冲刷和浸渍而导致土质松散及崩塌。本文以南京报恩寺地宫、塔基保护技术为研究对象,通过现场试验和变形监测,分析影响其稳定的因素并运用M-P法对其稳定性进行了计算,提出了适用于地宫加固的方案。

基于Morgenstern-Price法的二元结构滑坡反演分析

边坡稳定问题在水利水电工程勘察设计过程中比较突出,其对工程安全稳定有较大影响。研究区第一次边坡治理时采用简化毕肖普法进行稳定计算,参数为现场取样室内试验获得,实施后抗滑桩仍有较大变形。分析认为计算模型选择不当,且饱和状态下的岩土体力学参数选取偏大,导致计算结果失真。第二次治理时重新建立力学模型,基于Morgenstern-Price法极限平衡理论,采用河海大学开发的Autobank软件对研究区边坡稳定性进行敏感性分析,研究黏聚力c和内摩擦角φ对安全系数的影响,利用敏感性变化关系,反演岩土体力学参数,为二次滑坡治理提供依据。治理后监测结果显示,第二次边坡治理措施安全可行,说明反演得出的物理力学参数可靠。此反演分析法对类似二元结构边坡工程稳定计算具有借鉴意义。

Morgenstern-Price方法的遗传优化求解过程

基于边坡稳定性分析中的Morgenstern-Price方法,提出了一种利用遗传优化算法改进传统数值计算的求解过程。该方法是一种全局优化算法,将λ和Fs作为遗传算法的染色体,推导出了合适的适应度函数进行遗传优化求解,克服了传统方法难以收敛或局部收敛的问题。基于该方法编制了Visual Basic计算程序,可以实现求解不同工况条件下边坡的二维极限平衡安全系数。通过澳大利亚ACADS考核题进行验证,这种方法收敛迅速,求解精确。

基于Morgenstern-Price法的排土场散体边坡稳定性分析

排土场由松散的剥离物组成,稳定性差,季节性灾害比较明显,排土工程一直是露天矿生产的薄弱环节。为保证矿山安全生产,通过现场踏勘和3Dmine软件建模技术,确定了排土场各剖面轮廓图和及场地内各类岩土体物理力学参数。利用Morgenstern-Price法计算了索尔库都克铜矿排土场安全系数,并使用矿山自有的RTK设备建立了有效的排土场在线监测系统。相关研究结论可以为我国中西部为数众多的戈壁平地型排土场散体边坡安全类课题提供参考。

基于Morgenstern-Price法的露天边坡稳定评价

露天矿山的边坡稳定性一直是露天采矿经济与安全的重要课题。本文以国内某露天矿山边坡为例,采用极限平衡理论中较为常用的Morgenstern-Price法,借助Geo-studio软件中的SLOPE/W模块对该露天边坡进行三种不同工况下的稳定性分析及安全系数的计算,最后通过对标相关规范及标准,对该露天边坡进行了稳定性评价,认为该边坡是稳定的,即选取的边坡角是合理的。

Morgenstern-Price法计算金场坝水库滑坡稳定性

金场坝水库为小(1)型水库,坝基开挖后发现,左右岸均存在滑坡现象,且右岸边坡滑动明显,影响较大。采用Morgenstern-Price法对金场坝水库右岸边坡进行稳定性分析,通过反演分析,对试验采集岩土参数进行修正,并采用修正的岩土参数进行边坡现状稳定性分析,计算所得的边坡稳定性与及滑坡滑动面与监测情况相符。

基于Morgenstern-Price法和ABAQUS的高速公路边坡稳定性及应变分析

昭通至西昌段在建高速公路拟从研究区边坡前部通过,边坡稳定性是修建高速公路必须考虑的重要问题。经调查查明该边坡的地质环境特征,选取3处典型剖面进行稳定性分析。分析了粘聚力c、φ内摩擦角和边坡稳定性系数之间的相关性,通过室内实验、反演和类比综合分析确定了边坡抗剪强度参数。基于GEO-SLOPE软件采用Morgenstern-Price法建模模拟并计算该边坡在天然、暴雨和地震3种工况下的稳定性系数,并利用ABAQUS软件对边坡进行应变和位移分析。结果表明:粘聚力c与边坡稳定性系数相关性较低,内摩擦角φ与边坡稳定性系数间相关性显著;3-3´剖面在暴雨和地震工况下处于失稳状态,坡体前部在工程扰动下可能失稳发生滑动;GEO-SLOPE和ABAQUS软件模拟的滑动面位置基本相同,模拟结果可以为实际工程提供参考。

基于Morgenstern-Price法考虑桩作用力的支护力计算方法

基于改进的Morgenstern-Price法研究了抗滑桩支护抗力计算方法,在条块的受力分析中加入抗滑桩的作用力,用设计安全系数对滑体强度参数折减,只需简单的代数迭代便可求出支护抗力。用此方法求出的支护抗力加固边坡,边坡加固后的安全系数与设计安全系数一致。研究成果可为滑坡治理提供理论参考。

某多金属矿露天开采终了边坡结构参数分析及稳定性验算

露天多金属矿山的边坡稳定性是确保矿山安全生产和环境保护的关键问题。采用正交实验设计、极限平衡法和FLAC3D数值模拟等方法,对某露天矿山终了边坡的结构参数进行系统分析,并对其稳定性进行验证。通过正交实验设计,考察了不同坡高、坡角和地质条件下的边坡稳定性参数,并结合简化Bishop法和Morgenstern−Price法计算了安全系数。结果表明,在自然条件下,各坡面的安全系数均大于1.17,符合规范要求。为了进一步验证边坡的稳定性,采用FLAC3D数值模拟结合强度折减法进行三维稳定性分析。模拟结果表明,在边坡顶部和表面局部区域存在一定风险,但整体安全系数为1.78,表明边坡处于稳定状态。本研究不仅为露天矿山边坡设计和稳定性评价提供了理论依据和实践指导,也为类似工程项目提供了借鉴,具有提升矿山开采安全性和延长矿山寿命的重要价值。

基坑土钉支护可靠性分析优化算法

针对基坑工程中岩土参数存在随机性和变异性的特点,基于响应面重构法、遗传算法和禁忌搜索方法研究了土钉墙边坡可靠性分析方法。考虑土钉的加固作用,建立了适用于土钉墙边坡任意形状滑面安全系数计算的改进Morgenstern-Price法。基于响应面原理,将改进Morgenstern-Price法取代传统响应面法中的有限单元法来随机抽样构造响应面函数,建立了一种近似的土钉墙边坡可靠度计算方法。以土体的抗剪强度指标c、?为随机变量,提出了一种能同时确定土钉墙边坡最小可靠度指标βmin及相应最危险滑面的全局优化计算方法——土钉墙可靠性分析自适应禁忌搜索遗传算法(ATSGA)。结合算例,分别以土钉墙边坡的最小可靠度指标和最小中值安全系数为目标函数,采用ATSGA法搜索其相应的最危险滑动面,结果表明,二者相差较大。

含多层软弱夹层的顺向岩质边坡稳定性评价方法对比分析

边坡稳定性分析和评价是边坡工程研究的核心,不同类型的边坡研究方法不同。刚体极限平衡法由于物理意义清晰,在工程中得到广泛应用。近年来,强度折减法弥补了极限平衡法的缺陷,成为边坡稳定性研究新途径。在工程实践中,作为一种典型的含多顺向软弱夹层岩质边坡,其滑动变形机理及稳定性分析问题极其复杂。基于刚体极限平衡法和强度折减法相结合的对比研究,应用GEO-SLOPE、ANSYS及FLAC3D软件对开挖70°的含多层软弱夹层边坡进行了稳定性研究,得到边坡的稳定系数及其潜在滑坡模式,对比研究结果表明:极限平衡计算的稳定系数最大,有限差分强度折减的稳定系数最小;潜在的滑坡的模式为滑坡后缘圆弧剪切,底部沿弱层面滑动,并在坡角处剪出;将刚体极限平衡法、有限元强度折减法及有限差分强度折减法三种方法同时使用,将计算结果进行对比研究对边坡进行稳定性评价是一种恰当的选择。

土钉墙内部稳定性分析自适应禁忌变异遗传算法

针对土钉墙内部稳定性分析问题,提出一种能同时确定土钉墙任意形状最危险滑动面及相应安全系数的全局优化算法。首先,基于边坡极限平衡法中的Morgenstern-Price法,考虑土钉的加固作用,推导土钉墙安全系数计算公式。然后,分析简单遗传算法(SGA)和禁忌搜索算法(TSA)的不足,引进自适应遗传算法(AGA),用禁忌变异算子替换自适应遗传算法中的标准变异算子,提出一种新型的混合优化算法——自适应禁忌变异遗传搜索算法(ATMGA),并将其应用到土钉墙内部稳定性分析领域,建立土钉墙任意形状临界滑裂面稳定性分析优化算法。算例分析表明,(1)与单纯的SGA、TSA以及AGA相比,文中ATMGA法搜索效率高、收敛速度快且能准确地搜索到土钉墙最危险滑动面及其相应的最小安全系数;(2)土钉支护前、后临界滑面位置相差较大,建议在实际工程中对支护后基坑的临界滑面以及相应的安全系数进行重新搜索。