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在平面应变条件下,采用极限平衡和有限元法对锚固边坡稳定性评价过程的关键问题进行研究。将条分法对锚固边坡安全系数的定义推广到有限元法中,通过弹塑性有限元分析计算结构整体应力场,再结合虎克-捷夫法完成最危险滑动面的优化搜索。以天然边坡、渗流作用下锚固边坡及开挖锚固边坡为例,对比分析了条分法、有限元极限平衡法及有限元强度折减法三者在安全系数大小、滑动面形状、位置及对锚固作用处理上的差异。结合工程实例分析发现:同条分法相比,有限元方法所得到的安全系数更大,滑动面也更深,其中,有限元极限平衡法具有良好的计算精度,而条分法在一定程度上削弱了锚固效应,有限元强度折减法在一定程度上会放大了锚固结构的稳定效果。 相似文献
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基于粒子群优化算法的边坡临界滑动面搜索方法 总被引：2，自引：0，他引：2
采用数值计算结果进行极限平衡分析是边坡稳定性分析的重要方法,最危险滑移面位置的确定是边坡稳定性分析的关键。采用粒子群优化理论控制位于滑移面后缘范围的滑入点和前缘剪出区域的滑出点,以均分逼近法控制滑面半径,实现了边坡内潜在滑移面位置的搜索及安全系数的计算,进而确定了边坡的最小安全系数及最危险潜在滑移面位置,搜索出的滑面不依赖于网格节点。以昆明某公路滑坡为例,将搜索出的最危险滑面与现场勘察成果进行对比,结果表明,采用本文方法计算所得的结果与工程实际较为吻合,证明了该方法的有效性。 相似文献
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在分析加筋土边坡稳定性时,将加筋材料的作用视为施加于滑面上的等效力,建立了满足力平衡的加筋土边坡安全系数的计算格式;将边坡临界滑动场数值模拟方法进行推广,提出了基于力平衡的加筋土边坡临界滑动场计算方法,可以得到形状任意的临界滑动面及边坡最小安全系数。通过算例,比较加筋前后临界滑动面和安全系数的变化,并探讨了加筋水平间距、强度、长度对加筋土边坡稳定性的影响。 相似文献
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将拟动力法基本原理与极限平衡法中的严格条分法(Sarma法)相结合,推导边坡地震力和安全系数的计算公式;在此基础上,基于Python语言开发相应的计算程序,实现一种考虑波动效应的、适用于任意滑面形状和任意滑块条分的拟动力地震边坡稳定性分析新方法;同时,探讨地震动特性和结构面强度对边坡地震稳定性的影响。研究表明：随着地震波初始相位的变化,边坡的安全系数呈现周期性的波动变化,且存在最小安全系数;边坡安全系数随着地震动幅值和地震波波长/坡高比的增大而减小;当滑块结构面抗剪强度参数下降时,边坡安全系数随之减小。此外,通过波动理论揭示拟静力法与拟动力法的区别与联系：当地震波波长与坡高比大于10时,两种方法的结果基本一致;当地震波波长与坡高比小于10时,拟静力法所得结果比拟动力法保守,拟动力法更合理。 相似文献
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裂缝常存在于边坡表面，地震作用会大幅降低裂缝边坡稳定性。针对双层土裂缝边坡稳定性问题，定义上下土层分界处高度与边坡高度之比为深度系数以描述双层土的分布，基于极限分析上限定理，构建“点到点”离散运动学机构，并在此机构中引入一条垂直张拉裂缝，结合拟静力法和强度折减法建立能量平衡方程求解裂缝边坡临界高度和安全系数上限解。计算结果与传统上限法进行对比，验证离散运动学机构的有效性及其解的优越性，同时探究土体非均质性及深度系数对裂缝边坡稳定性以及裂缝深度和位置的影响规律。结果表明，地震作用会降低边坡稳定性；随着地震力增大，边坡临界滑动面逐渐加深，裂缝深度略微增大，裂缝位置逐渐远离坡面；对于具体的双层土边坡会存在一个特定的深度系数使边坡安全系数达到最值，同时裂缝会穿越至下层土且深度发生突增。 相似文献
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土坡最危险滑裂面的随机搜索和稳定性分析 总被引：3，自引：0，他引：3
基于土质滑坡滑裂面的若干实例,总结出发生土质边坡滑裂面的一些规律。据此,提出滑裂面几何参数的若干统计规律。应用蒙特卡洛概念得出一系列滑裂面。用条分法分别确定出抗滑安全系数,安全系数最小的就是最危险滑裂面。通过实例验算,获得较为满意的结果。 相似文献
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地震区岩石边坡的倾覆破坏及倾覆稳定性评价问题目前还较少涉及,没有相应的解析方法可供参考。基于力矩平衡原理,推导了坡顶含张裂缝的饱水岩石边坡,在水平拟静力地震荷载下的抗倾覆稳定系数解析表达式;通过变动参数的比较分析,绘制了饱水岩石边坡抗倾覆稳定系数与边坡几何要素之间的关系曲线和稳定图,进而可直接查取图表获得边坡的抗倾覆稳定性安全系数;在此基础上,提出了水平地震荷载下饱水岩石边坡的倾覆临界曲线,从而实现了快速查取工程边坡的抗倾覆安全系数和定性评判边坡的倾覆稳定状态,为地震区岩石边坡的抗倾覆稳定性评价提供了科学依据。 相似文献
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基于条分模式的边坡可靠度近似计算方法 总被引：1，自引：0，他引：1
通过对边坡稳定分析方法中的条分理论和响应面法的研究,针对边坡可靠性计算往往没有明确的解析表达式,以及稳定性系数计算方法和响应面法（RSM）的特点,将响应面法中的有限元数值模拟以条分模式中的稳定性系数隐式方程的迭代计算方法代替,建立了条分模式下的边坡可靠性计算的极限状态方程,从而形成了一种新的边坡稳定可靠性响应面分析方法。本文提出的改进的响应面法原理简单,计算效率较高并具有一定的精度,适用于对边坡可靠度的近似计算。 相似文献
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基于人工蜂群算法的边坡最危险滑动面搜索 总被引：1，自引：0，他引：1
将用于连续数值优化问题的人工蜂群算法引入边坡稳定分析临界滑动面搜索领域。该方法模拟了蜂群的群体协作采蜜过程,具有自适应收敛的特点,克服了传统方法容易陷入局部最优的缺点,是一种全局优化算法。为进一步改善其在复杂边坡搜索中的效果,将Hooke-Jeeves模式搜索操作引入人工蜂群算法,提出一种用于边坡临界滑动面搜索的模式搜索人工蜂群算法。对土石坝、海堤等4个实例边坡的计算结果表明,人工蜂群算法是一种简洁、高效的边坡临界滑动面搜索方法;对于复杂边坡,所提出算法具有更高的收敛精度和可靠性,为边坡稳定分析临界滑动面搜索和最小安全系数的计算提供了一种新的全局求解策略。 相似文献
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基于滑面正应力修正的边坡安全系数显示解法,研究滑面初始正应力分布对边坡稳定性的影响。假设滑面的初始正应力分布,用含有待定参数的修正函数对其进行修正,使滑体满足所有方向的力和力矩平衡条件,推导出满足所有平衡条件的安全系数方程,得到边坡安全系数值,对边坡稳定性进行评判分析。结果表明,对于三维对称边坡,不同初始滑面正应力分布对边坡稳定性影响较小,安全系数最大差别控制在5%以内;对于一般三维形状边坡,不同初始正应力分布对边坡稳定性影响较大,三维安全系数的差别在6.2%,与其他方法的差别最大达到28.7%,需要进一步验证滑面正应力分布的合理性才能应用于工程实践。 相似文献
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In this paper, kinematical element method (KEM) is extended to the solution of seismic slope stability with the pseudo-static approach. Analytical expressions are derived to calculate the factor of safety of slopes subjected to seismic loading and pore-water pressure. KEM is adopted to assess seismic stability of slope and some examples show that the results obtained from KEM, limit equilibrium method (LEM), variational method and strength reduction method (SRM) are generally in good agreement. And then the seismic slope stability charts are developed on the basis of KEM and pseudo-static approach, providing a rapid and reliable way to calculate the factor of safety and the location of critical slip surface without iteration. Based on the above seismic slope stability charts, a new back analysis method is presented. KEM and pseudo-static approach are applied to study the effect of blasting on the stability of open pit slope, and the approach to determine the relationship between critical explosive weight and distance is presented. 相似文献
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提出基于三角条块法的土体主、被动临界滑动场的数值模拟方法,并得到相应的土压力分布。首先,将土体划分为若干三角条块,引入带参数的条间力函数,建立土体极限平衡方程;然后,由最优控制理论得到一系列互不相交的临界滑动面,选定通过墙脚的临界滑动面,根据平衡方程求解格式,不断调整条间力函数中的参数,使土体满足力与力矩的平衡;最后,利用有限差分法,由墙面上各离散点的临界推力计算墙面上的土压力分布。数值计算结果表明,此方法适应性强,可计算任意倾斜角度的填土和墙体,且精度高、与现有解析解一致,可用于工程计算。 相似文献
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应用极限平衡拟静力方法进行地震边坡稳定性分析时,对粘聚力较小、内摩擦角较大的浅层滑坡而言,随着地震水平设计加速度值的增大,其临界滑动面基本保持不变;然而,对粘聚力较大而摩擦角较小的深层滑坡而言,随着地震水平设计加速度值的增大,临界滑动面越深、越宽,会呈现出发散现象,选取两个典型的均质土坡,设计了由浅及深的多条滑动面,分别采用极限平衡瑞典方法进行了相应安全系数的计算,同时比较了自重、地震力、粘聚力在抗滑力矩以及滑动力矩中所占比重的变动情况。研究发现:对于浅层滑坡,随着滑动面由浅及深的变化,粘聚力产生的抗滑力矩所占百分比下降幅度较大,自重产生的滑动力矩与总体抗滑力矩的比值下降幅度较大;而对于深层滑坡,随着滑动面由浅及深变化,自重产生的抗滑力矩所占百分比增长的幅度较大,地震力产生的滑动力矩与总体抗滑力矩比值增长幅度也较大。 相似文献
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