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1.
西部山区高速公·建设过程中经常由于边坡开挖而容易导致失稳事故.研究发现,大量公·边坡内的软 弱夹层的岩体强度具有显著的应变软化特征.为了研究应变软化后对边坡稳定性的影响程度,以沪蓉西高速公 ·某典型含软弱夹层边坡为实例,对应变软化模型和理想弹塑性模型进行了对比研究.结果表明:①２种模型计 算所得出的最大不平衡力、水平λ移、塑性区和塑性剪应变的变化规律基本相同,?次开挖后均累计增大,但是采 用应变软化模型计算的累计值和范Χ均大于理想弹塑性模型;②?次开挖的瞬间会产生最大不平衡力峰值,随后 迅速减小,拉应力带主要分布于开挖卸荷面附近以及坡顶面附近１０m 内;③软弱夹层的分布λ置对边坡的稳定 性影响很大,坡脚前缘软弱夹层易发生剪破坏,边坡后缘软弱夹层易发生拉破坏.应变软化模型的稳定系数比理 想弹塑性模型的稳定性系数小,综合得出,影响含软弱夹层边坡稳定性的关键是开挖后软弱夹层的强度参数劣化 程度,采用应变软化模型反映了这一渐进性的破坏过程,与实际情况相符,而理想弹塑性模型δ反映出这一劣化 特征,计算结果偏Σ险. 相似文献
2.
在持续降雨或开挖卸荷作用下, 土体的强度指标会发生劣化, 但现今采用的边坡稳定性计算大多直接将其视为一个常数。为接近真实的边坡失稳破坏模式, 基于瑞典条分法以及一阶线性应变软化机制, 提出了一种边坡渐进破坏分析新方法, 推导出应变软化型边坡极限平衡表达式, 并获得了各破坏进度下边坡的安全系数。通过对模拟算例进行分析, 证明了条分-软化法的可靠性, 且计算结果表明渐进破坏过程中安全系数不仅取决于边坡的破坏方式与强度参数, 还与岩土体的软化模量密切相关。同时, 通过与滑坡实际案例的对比验算, 证实其强度指标存在不同的衰减系数, 即黏聚力的衰减系数大于摩擦角。从理论到应用, 最终获得的条分-软化法, 不仅考虑了岩土体的强度劣化效应以及滑动面的渐进发展, 还能有效地服务于实际工程背景下边坡的稳定性分析, 可以为滑坡的预防与治理提供指导建议。 相似文献
3.
基于有限元强度折减系数法原理,应用具有折减分析功能的ANSYS软件,以暴雨工况为最不利控制工况,采用平面应变条件下Drucker-Prage关联流动屈服准则(DP4)和边坡失稳破坏综合判据,分别对龙胜县城桑江北区不稳定高切边坡自然状态和削坡及抗滑桩加固状态进行了强度折减数值模拟。确定了这2种状态边坡最危险滑动面位置、形状并给出了极限状态坡体强度储备安全系数,通过所建桩-土共同作用连续介质模型及ANSYS后处理路径分析功能,求得极限状态滑坡设计推力和桩身内力及其分布,且将该法分析结果与传统分析方法作对比,发现误差很小且该法更接近边坡实际情况。综合分析表明,该法在岩土边坡滑坡灾害防治方面是可行且有效的新途径,有其自身的优越性和广阔的发展前景。 相似文献
4.
使用双参数折减方法分析边坡稳定性的研究较多, 如何把两个折减系数定义为单一的综合安全系数是目前研究的一项重要内容。Isakov提出的最短折减路径法能够保证在不同工况下得到最小安全系数, 但是该方法的缺点在于计算复杂, 不适合工程应用。通过有限元数值模拟, 利用最短折减路径方法计算不同强度黏土构成的不同坡度均质土坡的最小安全系数和对应的折减系数, 探索了最小安全系数与土的初始黏聚力、内摩擦角以及边坡坡度的关系, 分析了初始强度对折减系数的影响。结果表明, 相同坡度下不同强度的黏土边坡在失稳时, 最小安全系数对应的临界破坏强度相同。临界破坏强度与坡度近似成线性正相关关系。由此基于最短折减路径法提出了一种新的计算最小安全系数的方法, 该方法得到的安全系数与目前常用的极限平衡方法所得结果相近, 并且计算简单, 因此可以用于边坡稳定性分析。 相似文献
5.
自然界中岩石内部均存在一定程度的损伤,损伤的持续演化过程对岩体的稳定性极为不利。为了研究岩石的损伤演化过程,将岩石分为未损伤部分、闭合裂隙部分与张开裂隙部分,采用统一强度理论与统计损伤理论分析岩石微元强度的分布,通过分析变形协调条件下各部分的应力-应变特征得到岩石的损伤本构模型与损伤演化模型,与巴东组紫红色泥岩三轴压缩试验结果对比验证后将模型应用于某反倾层状岩质边坡的破坏深度分析。分析结果表明:提出的损伤本构模型可以较好地模拟巴东组紫红色泥岩的三轴压缩应力-应变特性,提出的损伤演化模型可以较好地分析巴东组紫红色泥岩的损伤演化过程,且模型参数具有明确的物理意义;此外,根据基于损伤演化模型的反倾层状岩质边坡破坏深度修正模型计算得到的结果偏保守,用于岩土工程设计偏安全。 相似文献
6.
在边坡稳定性上极限分析中, 由于考虑了材料的理想弹塑性本构关系与相关流动法则, 相比极限平衡法更符合岩土材料的特征。在以往的二维边坡极限分析上限法中, 要求坡面形态为规则的直线, 而无论是天然边坡还是人工边坡, 边坡的坡面形态往往并非规则的直线。此外, 以往的边坡极限上限分析中得到的稳定数N s=c/γH 主要针对土坡的临界高度计算, 且未考虑孔压等外力对边坡施加的外功率。不同于传统极限平衡法采用静力学的平衡条件, 本研究针对非直线型坡面边坡稳定性问题, 假定滑动面为对数螺旋线, 基于极限分析上限定理和虚功原理, 提出了一种边坡发生旋转破坏时旋转中心的确定方法, 推导出了非直线型坡面边坡的重力虚功功率和能量平衡方程的解析解, 并提出了基于内、外功率之比的稳定系数K 用以评价边坡的稳定性。通过算例比较了不同形态天然边坡的稳定性和人工削坡对边坡稳定性的影响, 并分析了边坡的坡度(β )、土体的内摩擦角(φ )、黏聚力(c )以及孔压系数(ru )对稳定系数K 的影响规律。对于坡度较大的边坡, 通过削坡改变坡面形态提高了边坡的稳定系数K 。稳定系数K 随黏聚力的增加而非线性增大, 随孔压系数的增加而降低。当黏聚力相对于孔压系数对边坡稳定性影响更大时, 稳定系数K 随内摩擦角的增加而增大; 反之, 稳定系数K 则随内摩擦角的增加而减小。以上结果符合对边坡稳定性分析的普遍认知, 验证了模型的合理性。另外, 通过将该方法与传统的Bishop法的计算结果进行对比, 发现安全系数F s=1与稳定系数K =0的临界状态物理意义相同, 稳定系数K 随黏聚力非线性增加, 更符合边坡的渐进破坏过程。 相似文献
7.
以某边坡为例,论述了在ABAQUS软件中实现节理岩质边坡稳定性评价的建模过程。采用具有一定厚度的、低强度实体单元模拟节理组,按连续介质处理,节理组与岩块之间创建相互接触作用,通过不断折减结构面强度参数,以模拟达到失稳状态。通过分析坡顶典型质点场变量与X方向的位移关系,以数值计算不收敛作为边坡失稳评价标准的稳定性安全系数为1.41,以坡顶质点出现明显位移作为失稳标准的稳定性安全系数为1.32,两种判断标准均表明边坡目前处于稳定状态。通过积分等效塑性应变区演化图,模拟得到了强度折减状态下边坡失稳时的潜在滑动面,滑动面直观可视且物理意义明确,无需像极限平衡法一样要事先假定滑动面的位置和形状。 相似文献
8.
用物质点强度折减法求解边坡安全系数时, 需要选择一定的失稳判据, 而采用不同的失稳判据获得的安全系数通常存在一定差异。为此, 采用物质点强度折减法对两个边坡算例进行了稳定性分析, 对比研究了文献中常用的4种边坡失稳判据(计算不收敛、特征点位移突变、塑性应变贯通及界限值判据)在计算边坡安全系数时的合理性及适用性。同时, 将Spencer极限平衡法获得的安全系数作为参考, 进一步验证了结果的合理性与准确性。结果表明: ①数值计算的收敛性不能作为边坡失稳判据; ②将特征点位移突变视为边坡失稳判据时, 获得的安全系数与极限平衡法获得的结果基本一致, 故特征点位移突变可以作为边坡失稳判据; ③塑性应变贯通和边坡最大位移随迭代时间步趋于稳定的界限值不宜单独作为边坡失稳判据。 相似文献
9.
《地球科学与环境学报》2021,(4)
中国西北地区黄土广泛沉积于三趾马红土之上形成"双层异质"接触层面,控制和影响黄土滑坡的形成。为研究黄土-三趾马红土界面剪切力学特性,研制可视化界面直剪仪,开展界面试样剪切试验,探讨齿面角度、含水率、干密度对其剪切破坏模式、强度与变形特性影响规律。结果表明:试样均沿界面产生剪切破坏,试样剪切破坏模式可分为齿间滑动、齿间滑动-齿面剪断、齿面剪断3种;界面试样剪切应力-位移曲线呈应变软化型,峰值强度后应变"跳跃"及"塑态"特征反映出界面的脆性与塑性剪断破坏特征,剪切刚度、剪切破坏位移演化规律均受界面接触条件影响;界面剪切过程存在明显剪胀效应,剪胀位移演化规律反映了剪切过程的齿面挤密、齿间滑动、齿面剪断与界面摩擦阶段;界面试样强度随界面接触条件均呈非线性变化,齿面角度越大,峰值强度与残余强度越高,试样剪切破坏模式越趋于脆性齿面剪断;含水率越高,界面峰值强度越低,试样剪切破坏模式越趋于塑性齿面剪断;界面试样干密度越大,峰值强度越大,残余强度越低,试样剪切破坏模式越趋于脆性的齿间滑动-齿面剪断。研究成果可为进一步研究黄土-三趾马红土界面强度准则,揭示黄土-三趾马红土复合型滑坡启动机制提供参考。 相似文献
10.
《东北石油大学学报》2017,(5)
以套箍指标、钢管内外混凝土强度等级、钢管外围混凝土配箍率、组合柱纵筋总配筋率和组合柱截面含钢管混凝土率为主要参数,设计36根配钢管高强混凝土芯柱的异强组合短柱(SGCC)构件;借助ABAQUS有限元软件,选取合理的材料非线性本构模型及网格尺寸,建立18根试验试件的有限元模型并分析轴压性能,比较有限元数值解与试验数据;提取36根组合短柱应力—变形云图和轴力—应变全过程曲线,考察轴压承载力、弹性阶段刚度和延性等参数的变化规律;根据有限元数值解,引入轴压承载力折减因数,基于叠合原理建立SGCC轴压承载力简化计算公式。结果表明:SGCC钢管高强混凝土套箍指标、钢管外围混凝土配箍率和组合柱截面含钢管混凝土率对组合柱轴压承载力和延性影响显著。该结果为SGCC框架体系的工程应用提供指导。 相似文献
11.
The failure of slope is a progressive process, and the whole sliding surface is caused by the gradual softening of soil strength of the potential sliding surface. From this viewpoint, a local dynamic strength reduction method is proposed to capture the progressive failure of slope. This method can calculate the warning deformation of landslide in this study. Only strength parameters of the yielded zone of landslide will be reduced by using the method. Through continuous local reduction of the strength parameters of the yielded zone, the potential sliding surface developed gradually and evolved to breakthrough finally. The result shows that the proposed method can simulate the progressive failure of slope truly. The yielded zone and deformation of landslide obtained by the method are smaller than those of overall strength reduction method. The warning deformation of landslide can be obtained by using the local dynamic strength reduction method which is based on the softening characteristics of the sliding surface. 相似文献
12.
It is of significance to research failure mechanism of debris landslides that are widespread in the Three Gorges Reservoir Area. Based on the statistical analysis of the developmental law and failure mode of debris landslides in the Three Gorges Reservoir, the mode of progressive failure is found. The mechanical model for progressive failure of debris landslides with two slip bands is also established by applying slice method. According to the results of the downslide force between adjacent slices, if the downslide force of lower slice is larger than zero, the slice fails along the major sliding surface, otherwise it is stable. In result, the failure range is obtained. The stress function can be determined through dimensional analysis of failure slice. According to static boundary conditions of the slice, stress state of any point in the slice can be obtained. Then stress state of any point in the secondary slip band can also be established. The failure of the secondary slip band is judged on the basis of Mohr-Coulomb failure criterion. Therefore, a mechanical method is proposed to analyze the progressive failure of debris landslide with two slip bands. 相似文献
13.
Soils with strain-softening behavior — manifesting as a reduction of strength with increasing plastic strain — are commonly found in the natural environment. For slopes in these soils,a progressive failure mechanism can occur due to a reduction of strength with increasing strain. Finite element method based numerical approaches have been widely performed for simulating such failure mechanism,owning to their ability for tracing the formation and development of the localized shear strain. However,the reliability of the currently used approaches are often affected by poor convergence or significant mesh-dependency,and their applicability is limited by the use of complicated soil models. This paper aims to overcome these limitations by developing a finite element approach using a local arc-length controlled iterative algorithm as the solution strategy. In the proposed finite element approach,the soils are simulated with an elastoplastic constitutive model in conjunction with the Mohr-Coulomb yield function. The strain-softening behavior is represented by a piece-wise linearrelationship between the Mohr-Coulomb strength parameters and the deviatoric plastic strain. To assess the reliability of the proposed finite element approach,comparisons of the numerical solutions obtained by different finite element methods and meshes with various qualities are presented. Moreover,a landslide triggered by excavation in a real expressway construction project is analyzed by the presented finite element approach to demonstrate its applicability for practical engineering problems. 相似文献
14.
Based on the principle of 3D particle flow code, a numerical landslide run-out model is presented to simulate the failure process of the Zhenggang landslide (in southwestern China) under the effect of water after a rainfall. The relationship between the micro-mechanical parameters and the macro-shear strength of the grain material is determined through numerical calibrations. Then the rainfall effect is considered in numerical simulations and rain-induced sliding processes are performed, which help us to discuss the mechanism of deformation and failure of this landslide together with field observations. It shows the Zhenggang landslide would most likely be activated in Zone I and would gain momentum in Zone II. In order to prevent the potential disaster, a tailing dam is advised to be designed about 175 m downstream from the current landslide boundary of Zone II. Verified by field observations, the presented landslide model can reflect the failure mechanism after rainfall. It can also provide a method to predict the potential disaster and draft disaster prevention measures. 相似文献
15.
在多级滑坡的渐进破坏过程中, 滑带不同部位的屈服程度和破坏模式不同, 强度参数也不同。在强降雨条件下, 坡表产生的张拉裂缝充水, 会产生静水压力。当前广泛应用的传递系数法对滑带不同位置取同一强度参数, 也尚未考虑到静水压力作用。为此提出了一种考虑静水压力作用和滑带不同部位强度参数差异的改进传递系数法, 对降雨引起的西安市柳西村南部的牛角沟滑坡进行了计算。结果表明: 与不考虑静水压力和滑带不同部位强度参数差异的计算方法比, 改进传递系数法计算的抗滑力相对较小, 剩余下滑力计算结果相对较大, 各级滑坡稳定性系数分别减小了约33.26%、17.92%、24.95和16.94%;而改进前的稳定性系数偏高, 可能会导致支挡工程的安全储备不足。本研究提出的改进传递系数法可为多级滑坡处置提供更安全的参考。 相似文献
16.
Unlike the limit equilibrium method (LEM), with which only the global safety factor of the landslide can be calculated, a local safety factor (LSF) method is proposed to evaluate the stability of different sections of a landslide in this paper. Based on three-dimensional (3D) numerical simulation results, the local safety factor is defined as the ratio of the shear strength of the soil at an element on the slip zone to the shear stress parallel to the sliding direction at that element. The global safety factor of the landslide is defined as the weighted average of all local safety factors based on the area of the slip surface. Some example analyses show that the results computed by the LSF method agree well with those calculated by the General Limit Equilibrium (GLE) method in two-dimensional (2D) models and the distribution of the LSF in the 3D slip zone is consistent with that indicated by the observed deformation pattern of an actual landslide in China. 相似文献
17.
滑坡稳定性评价是滑坡防治中关键问题之一, 滑坡失稳破坏判据研究可为滑坡稳定性评价提供支持。为了提高滑坡稳定性评价的精度, 以滑坡深部位移监测数据为基础的滑坡失稳破坏判据不失为一种有效方法。基于滑坡深部位移监测数据, 引入滑带完整性指标, 推导得到了滑带完整性指标与滑坡抗剪强度参数之间呈正比例关系; 运用滑坡稳定性计算方法和三峡库区堆积层滑坡简化模型, 获得了滑带完整性指标与滑坡的稳定性系数之间呈正比例关系。建立了考虑滑带完整性指标的三峡库区堆积层滑坡失稳破坏判据, 即: 当滑坡滑带土完整性指标大于滑坡滑带土完整性指标的临界值时, 滑坡处于稳定状态; 当滑坡滑带土完整性指标小于滑坡滑带土完整性指标的临界值时, 滑坡发生失稳破坏。以三峡库区典型堆积层滑坡——五尺坝滑坡为例, 通过实例分析发现该判据具备可靠性, 对堆积层滑坡适用性好。研究成果表明, 滑带完整性指标失稳破坏判据可以用于评价滑坡的稳定状态, 为滑坡失稳破坏判据研究提供了一种新思路。 相似文献
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降雨入渗和人工开挖是诱发黄土滑坡的重要因素, 为了研究在这2种诱因作用下关中地区黄土滑坡失稳过程及其对稳定性的影响, 以陕西省长武县杨厂村老庙滑坡为研究对象, 通过现场调查、地质测绘和钻孔勘探, 查明了该滑坡变形特征, 定性分析了滑坡变形演变过程; 基于滑坡变形前15 d内日降雨量实测值, 采用有限元软件, 对坡脚开挖后连续降雨作用下滑坡形成过程进行了仿真模拟; 基于强度折减法对该滑坡稳定性变化规律进行了研究。结果表明: ①关中地区特殊的地层结构是滑坡变形的内因, 降雨是最主要的诱发因素; ②滑坡失稳演化过程表现为: 坡体处于蠕滑状态, 坡脚开挖后, 坡体前缘失稳, 牵引中后缘坡体向下错动而产生张拉裂缝, 在降雨作用下, 雨水沿裂缝渗入坡体深部, 滑坡中部岩土体浸水后抗剪强度降低, 从而导致黄土层与红黏土层接触面饱水形成贯通滑带, 诱发深层滑坡; ③滑坡开挖后较初始状态, 稳定性系数降幅为0.102, 此后受连续降雨影响, 稳定性系数在前10 d以平均0.010/d的速率缓慢下降, 第10~13 d以0.034/d的速率快速下降至最低, 第13 d以后开始回升。研究结果可以为该类滑坡防治提供有效依据。 相似文献