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边坡稳定性评价MSARMA法及最佳加固力研究 总被引：3，自引：0，他引：3
摘要：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。 相似文献
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在边坡、滑坡防治工程中已得到广泛应用的П形、h形等复合式抗滑桩,由于其多属于复杂的超静定结构,受力形式或荷载分配方式仍存在较大争议,桩土相互作用关系复杂,传统方法在求解其内力时往往面临较大困难。有限单元法和强度折减法的结合为解决这类问题提供了一条可行的途径,该方法求解这一类问题时不需要假定抗滑桩系统的结构类型以及岩土体作用在抗滑桩上的荷载分布形式,因此获得的计算结果往往更符合实际情况。本文以某隧道进口岸坡的П形抗滑桩为例,在详细分析岸坡稳定性状况以及可能失稳模式的基础上,采用有限元强度折减法对桩身内力、桩土作用关系以及治理效果进行计算和分析,结果表明利用有限元强度折减法求解这类具有复杂超静定结构抗滑桩系统的内力是一条有效的途径,计算结果对该治理工程的设计具有一定的应用参考意义。 相似文献
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自然单元法(NEM)是较近出现的一种无网格方法,其形函数兼有无网格的特点和传统有限元的优点,是一种理想的适合岩土工程问题计算的新型数值方法。介绍了自然单元法的基本原理和特性,并讨论了其在岩土工程中的具体应用。将Goodman单元引入自然单元法以实现对不连续面的模拟,研究表明,在NEM中加入节理单元的总体原则和具体的实施细节与FEM中完全相同;而在一般的无网格方法中,则稍微复杂一点。为了实现对岩土工程中常见的无限域或半无限域问题的模拟,引入了无界单元;由于自然单元法的特性,自然单元法和无界元可实现无缝“耦合”。具体的数值算例验证了上述思路。 相似文献
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基于粒子群优化的岩土工程反分析研究 总被引：11，自引：0，他引：11
岩土工程优化反分析本质上看是一个典型的复杂非线性函数优化问题,采用全局优化算法是解决这个问题的理想途径,但由于优化反分析中多次调用正分析的特点使得整个算法的计算效率很低。为了提高优化反分析的计算效率,把一种计算效率更高的新型仿生算法--粒子群优化引入岩土工程反分析领域,提高反分析的计算效率。在此基础上,结合有限元数值分析技术,提出了一种新的岩土工程优化反分析算法--粒子群优化反分析。并通过一个简单算例验证了该法的有效性。 相似文献
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岩质滑坡稳定性有限元分析 总被引：5，自引：0，他引：5
目前国内外大多数规范中推荐或者强制性规定滑坡稳定性分析采用极限平衡法。由于极限平衡法本身的局限性,存在诸多不合理之处,如何对其进行改进使之更加合理已成为岩土工程中的重要课题之一。针对岩质滑坡存在明显的软弱滑动带的特点,提出了有限元计算过程中不同滑动带的处理方法,结合工程中常用的不平衡推力传递法,给出了滑坡稳定性的有限元分析方法,将其应用于芡草沱滑坡,并与基于刚体极限平衡原理的不平衡推力传递法的计算结果进行了比较,表明其计算方法可靠,可直接应用于实际工程。 相似文献
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岩土工程可靠度分析中,功能函数往往呈隐式且具有强非线性性质,而目前最为实用的矩方法,如JC法、二次二阶矩法,主要适用于显式功能函数情形。为此,将高效的统计矩估计方法和可靠度分析的高阶矩法相结合,提出了一种岩土工程可靠度分析的改进四阶矩方法。首先,通过引入变量的独立化变换和线性变换将功能函数转换为参考变量的函数,并结合多变量函数的单变量降维近似方法和参考变量计算节点与权系数的确定方法,建立了功能函数前四阶矩的高效点估计法。然后,将上述统计矩与立方正态变换假设相结合,提出了易于实现的岩土工程可靠度分析的改进四阶矩方法。最后,由数学算例验证了统计矩估计方法的效率和精度,并通过经典的岩土工程算例验证了建议的改进四阶矩方法具有高效率、高精度且操作简单等特点。 相似文献
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深基坑支护结构的实用计算方法及其应用 总被引：23，自引：6，他引：17
对深基坑支护结构的受力和变形计算提出了一套系统的实用计算方法,较好地解决了基坑支护结构设计、计算的关键问题,并在广州地铁和许多重大基坑工程应用中取得了较好的效果。该方法把支护结构简化为一竖放的弹性地基梁,支撑、锚杆及岩土体用弹簧系统来代替,岩土的弹簧刚度可用岩土的变形模量来计算, 针对基坑工程施工和结构的动态特点,提出了一套系统的计算方法,其中包括考虑施工过程的增量计算法、合理确定支护结构入土深度的计算法、支撑加预应力及支撑拆除的计算方法等,并应用提出的增量法,首次较完整地对国际上著名的支护土压力Terzaghi-Peck表观土压力给出了理论解释,对岩土的变形模量提出采用承载力反算的经验方法,为岩土参数的确定提供了更简便的方法。这一系列的研究成果为深基坑支护结构的设计提供了一套新颖的实用计算方法,较好地解决了基坑支护结构中的一系列设计计算难题,已在工程实践中成功应用。 相似文献
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在岩土工程中,适应于复杂数据处理的算法和智能技术的研究越来越受到关注.岩土工程介质和工程地质环境的复杂多变,在边坡工程中表现边坡的变形破坏机理的复杂和分析评价参数的不确定性.因而常规的边坡稳定性评价方法无论在适用范围还是在有效性上都存在一定的局限性.根据L.A.扎德(L.A.Zadeh)有关软计算的理论,提出和实现了由语言值结构和复合神经网络(SOMBP)构成的软计算边坡稳定性分析方法.该方法不仅适用于边坡工程的稳定性评价,还可用于更为广泛意义下岩土工程的不确定性信息处理,如评价、分类以及预测等.在理论分析的基础上,通过实例运行证明了该方法的有效性. 相似文献
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对岩土工程有限元强度折减法的几点思考 总被引：8，自引：0，他引：8
有限元强度折减法是岩土工程极限分析有限元法中研究和应用较多的一种。近年来获得了快速发展,且成果丰硕,初步显示出在岩土工程中的可行性、优越性和实用性。在充分肯定其优势及特点的同时,从安全系数定义、摩尔-库仑准则的应用条件、计算参数选取等方面,探讨了有限元强度折减法的若干问题。认为应注意该方法的使用条件和计算参数选取;研究以变形控制设计为主的岩土结构安全系数及稳定性,与传统极限平衡方法结合互补,研发多种方法和用途的专业计算软件是较好的发展方向。 相似文献
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可靠度分析中梯度求解方法的研究 总被引：2，自引：0，他引：2
在岩土工程的可靠度分析中，功能函数的形式非常复杂，甚至是隐式的。而对于常用的可靠度分析方法，如一阶可靠性方法（FORM）、二阶可靠性方法（SORM）等，一个重要的问题是求功能函数对基本随机变量的梯度。因此，对于隐式的或复杂的显式功能函数，必须采用数值微分方法来求解功能函数的梯度。对于可靠度分析中常用的有限差分法（FDM）及有理多项式法（RPT）这两种数值微分方法，本文详细研究了二者问的异同及其求导结果与步长的关系，指出了对于相同的步长控制系数及取样方式，FDM是RPT在线性情况下的特例；对于连续的线性功能函数，可直接用3点FDM求导：对于连续的非线性功能函数，可用5点RPT求导；对于非连续的功能函数，应采用RPT求导。建议取步长控制系数等于1。 相似文献
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基于粒子群算法与混合罚函数法的有限元优化反演模型及应用 总被引：3，自引：0，他引：3
岩土工程优化反分析是一个典型的复杂非线性函数优化问题,采用全局优化算法是解决这个问题的理想途径。针对常规反演方法应用于岩土工程参数反演时搜索效率低的缺点,结合粒子群算法和遗传算法的特点,充分考虑二者的互补性,提出一种效率较高的全局优化算法,以测点的实测值与计算值建立一种新的评价函数,将多目标优化问题转化为单目标优化问题,用混合罚函数法将约束问题变为无约束问题,构建了一种新的目标函数,将有限元程序ABAQUS作为一个模块嵌入到优化算法程序中,编制了有限元优化反演分析程序。并给出了应用实例验证了该法的有效性和实用性,是一种可行的参数反演方法,可应用于实际工程中复杂岩土介质初始应力场反演、渗流场以及位移反分析 相似文献
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As numerical models are increasingly used as a design tool in geotechnical engineering, it is highly desirable if geotechnical reliability analysis can be conducted based on numeral models. Currently, the practical use of geotechnical reliability analysis-based numerical models is still quite limited. In this study, an easy to access method is derived to conduct geotechnical reliability analysis based on numerical models. To facilitate its application, a procedure is outlined to implement the suggested method such that geotechnical reliability analysis can be automated using existing geotechnical numerical packages. The procedure is illustrated in detail with an example, and the source codes provided can be easily adapted to analyze other similar problems. The method described in this paper is used to study the reliability of a deteriorating reinforced concrete drainage culvert in Shanghai, China. The suggested method provides a convenient means for reliability analysis of complex geotechnical problems. 相似文献
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将基于统一强度理论的岩土材料参数c、φ值引入到锚杆的抗拔力及规范推荐的粘性土广义库伦土压力中,以此建立锚杆挡土墙的功能函数。考虑岩土参数全部为正态分布与对数正态分布的两种情况,分别采用设计验算点法和JC法对一工程实例编制了考虑中主应力影响的可靠度计算程序。计算结果表明:锚杆挡土墙的可靠指标随中主应力影响系数b的增大而增大,且参数变异系数越小,增量越大;参数为对数正态分布的可靠指标比参数为正态分布时大,且两者的差量随b的增大而增大。 相似文献
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Contact between stiff structural elements and soil is encountered in many applications in geotechnical engineering. Modelling of such contact is challenging as it often involves impact that would lead to large deformation and failure of the soil. The Material Point Method (MPM) is a mesh‐free method that has been applied to simulate such phenomena. However, the frictional contact algorithm commonly used in MPM only supports Coulomb friction and cannot model fully or partially rough contact conditions in terms of geotechnical engineering. Moreover, because of very different stiffness of contacting materials, the contact force predicted by the previous frictional contact algorithms usually suffers from severe oscillation when applied in structure–soil interaction. This paper presents a new contact algorithm, termed Geo‐contact, designed for geotechnical engineering. In Geo‐contact, a penalty function is incorporated to reduce the oscillation in contact computation, and a limited shear stress is specified along the contact interface. The proposed Geo‐contact algorithm has been implemented to simulate smooth, partially rough and rough contact in typical large deformation penetration problems. The resistance–displacement curves obtained using the Geo‐contact are compared with analytical solutions of limit analysis and large deformation finite element results to verify the accuracy and robustness of the proposed contact algorithm. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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贾善坡 《水文地质工程地质》2012,39(1):31-35
岩土工程优化反分析是一个典型的复杂非线性函数优化问题,采用全局优化算法是解决这个问题的理想途径。结合ABAQUS有限元软件,提出遗传算法与有限元联合反演法,将有限元程序作为一个单独模块嵌入到遗传算法程序中,以测点的实测值与计算值建立误差函数,编制了遗传算法反演分析程序。并给出应用实例验证了该法的有效性,表明该方法可应用于岩土工程中的反演分析工作。 相似文献
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岩土参数的空间分布特征由于存在取样数据之间自相关和互相关的特性,未知点的岩土参数属性可通过特定的方法内插或外推,经典的数理统计方法难以确定周围的数据样本点以及相应的插值系数。首先介绍地统计学中基于距离加权的普通克里金（ordinary kriging, OK）算法、泛克里金算法（UK）和协克里金算法（CK）。由于基于滑动距离加权的OK算法无法度量局部空间的奇异性,将引入多重分形理论弥补该缺陷。以2010上海世博会的世博轴区域（长525 m,宽80 m）为工程背景,区域内共有42个取土钻孔,以典型的粉质黏土层3个重要的物理力学指标,即黏聚力、内摩擦角和压缩模量验证以上算法。对于岩土参数黏聚力和内摩擦角,预测精度由高至低为多重分形联合模型（MK）、协克里金模型（CK）、泛克里金模型（UK）、普通克里金模型（OK）;对于岩土参数压缩模量,相应的顺序为泛克里金模型和普通克里金模型位置互换。研究结果证明,在岩土参数空间场的分析中,辅助信息有助于提高数据预测精度,并且多重分形联合模型有助于分析空间局部的奇异性。 相似文献