极限平衡法

摘要： 由于传统搜索方法对岩质边坡滑裂面的确定无法兼顾效率与精度,如何迅速准确确定潜在滑裂面仍然是个难题。极限平衡法在岩质边坡稳定性分析中备受认可,采用岩质边坡平面剪切滑动模型,以滑裂面的倾角来表征潜在滑裂面的位置;基于极值法,推导了极限平衡条件下平面剪切破坏型岩质边坡潜在滑裂面的解析解,并结合香港秀茂坪路边坡对其准确性进行了验证,进一步对四川宜宾打营盘山公路多级边坡进行了整体稳定性分析。结果表明:香港秀茂坪边坡采用本文方法确定的边坡潜在滑裂面倾角与实际滑坡倾角基本一致。实际工程应用中,采用Slide软件中布谷鸟搜索法和模拟退火法两种搜索方法得到的滑裂面倾角分别为38.0°和37.0°,本解析法所得倾角为34.8°;选用Janbu法、Morgenstern-Price法和Sarma法分别计算对应的稳定系数,结果均为1.04左右,本文所得稳定系数为1.15,可见本文方法所得结果基本准确。通过参数敏感性分析发现,随着黏聚力的增加,边坡滑裂面倾角越来越小,稳定系数也随之增加;而当内摩擦角增大时,边坡滑裂面倾角和稳定系数也随之增大。

摘要： 基于传递系数显式解法(简称传统显式解法)推导了考虑桩反作用力的滑坡推力计算公式(即改进传递系数显式解法,简称改进显式解法);依托FLAC 3D软件平台建立模型,采用强度折减法对比分析了传统显式解法与改进显式解法计算的结果;研究了传统显式解法、改进显式解法,及传统隐式解法、改进隐式解法计算滑坡推力的适用性;分析了强度折减法与传统极限平衡法计算安全系数的区别。结果表明:由改进显式解法计算的滑坡推力大于由传统显式解法计算的;用改进显式解法计算的滑坡推力进行支护设计能够达到设计安全系数;采用强度折减法计算得到的滑坡推力与安全系数值均小于采用传统极限平衡法计算的;推荐采用改进的传递系数显式解法来计算滑坡推力,采用传统的传递系数隐式解法来计算滑坡安全系数。

摘要： 为了得出水库坝坡稳定安全系数,检验设计方案的可行性,文章采用极限平衡法与强度折减法对邹平市淦沟水库坝坡进行稳定分析。研究表明:两种方法下坝坡的抗滑稳定安全系数均符合规范规定值,有限元强度折减法的失稳判别依据一致性好,安全系数略有保守,可观察各工况荷载条件下的坝坡失稳破坏机制,二者结合运用有利于工程计算分析的客观精细,进一步确保堤坝可靠性。

摘要： 外排土场边坡稳定是影响露天煤矿生产安全的重要因素之一,为了分析评价红沙泉露天煤矿外排土场边坡稳定性情况,选取当前条件下的7个典型剖面,分别采用瑞典条分法、简化Bishop法、Janbu法结合岩体力学参数进行稳定性分析,并探索了外排土场高度对边坡稳定性影响。结果表明,当前排土高度条件下外排土场最佳边坡角度为24°,7个典型剖面的稳定系数均高于储备系数要求,随排土场高度增加其边坡角度呈减小趋势,当红沙泉露天煤矿外排土场高度增加至120m时,稳定性系数稍有增大,当增加至160m时,稳定性系数降低,在排土场160m至360m,稳定性系数变化不大,达到临界排土场高度360m时的边坡角度为22°,为红沙泉露天煤矿排土场容量释放提供了参考依据。

摘要： 针对复合顺倾弱层边坡易发生破坏的工程难题,以某露天矿采场东帮为研究背景,采用理论分析与数值模拟综合分析了采场东帮的滑坡形式及破坏机理。结果表明:通过极限平衡法对东帮边坡稳定性分析后得出最危险区域的稳定系数为1.27,此数值大于确定的安全储备系数1.2,满足生产对安全的要求。顺倾弱层因生产导致剥、采工程的逐渐变化,将被陆续暴露在坡面上,演化为滑体的下部边界,致使东帮滑坡是以圆弧和弱层共同作用的组合形式;边坡岩体在重力的作用下,上部岩体会挤压下部岩体沿着顺倾弱层发生滑移。弄清边坡破坏形式和机理,能够为优化边坡的空间形态和边坡防滑提供理论依据,保证煤矿高效生产及人员生命安全。

摘要： 以某高速公路桥梁岸坡为例,采用地质调绘、钻探等工程手段,分析桥区水库水位波动情况下的岸坡破坏模式。对于库水位骤降工况,通过合理的假设,提出一种简易的极限平衡计算方法。依据相关规范规程要求,对不同工况下的桥梁岸坡稳定性采用极限平衡简化Bishop法进行分析计算,得出最不利工况为水位骤降工况。采用有限元数值模拟方法对计算结果进行对比论证,结果显示2种计算方法得出的结果基本一致,表明分析结果真实可靠。

摘要： 为提高边坡稳定性分析结果的可靠度,以某矿山露天边坡为例,使用定性+半定量+定量组合的方式进行稳定性评价。赤平投影分析图显示岩层面与2组节理形成楔形体,同时交线与坡面的倾向大致相同,易发生顺层滑动。使用数值模拟进一步确定破坏模式,塑性应变区仅出现在局部区域并未贯通整个边坡,在剪应变的作用下边坡内部产生圆弧滑动面。最后使用极限平衡法得出边坡稳定性系数小于1.15,结果与上述2种方法相互验证,边坡整体稳定性欠佳,局部易发生小型滑坡。

摘要： 为了分析边坡的稳定性,提出了一种基于极限平衡理论的分析方法。假定坡体为只受重力作用的弹性体,通过弹性力学解析解求得应力分布,将滑动面用分段二次多项式函数表示,当分段间隔足够小时,这种表示方式可以描述任意曲面形状,根据坡体滑面所满足的Mohr-Coulomb准则,定义边坡稳定安全系数,其为多项式系数的函数。通过混和罚函数优化方法可以求出最危险滑动面对应的多项式系数,获得边坡的稳定安全系数,从而判定边坡的稳定性。所提出的方法与以往方法不同,不用将滑体划分成垂直条块,不用假定滑面上的法向应力分布形式,而直接利用已有的坡体弹性应力解。算例表明:本文方法所得到的结果与简化Bishop法和有限元强度折减法获得的结果非常接近,且基本介于有限元法和简化Bishop法之间。

摘要： 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。

摘要： 以湖北当阳某膨胀土边坡实体工程为依托,结合工程实际调研和现场测斜数据,观测上覆堆载和膨胀力作用下膨胀土边坡的失稳滑移位置及其形状特征,分析膨胀土边坡的滑动破坏特征及其致滑机制。结合膨胀土强度参数、膨胀力等物理力学指标,基于Bishop法、Janbu法等基本思想,推导上覆堆载和膨胀力作用下的膨胀土边坡稳定性计算公式。基于工程实例,分析上覆堆载、位置以及膨胀力对膨胀土边坡稳定性的影响。研究结果表明:在上覆堆载和水分入渗的作用下,当阳地区膨胀土边坡呈整体滑移破坏,呈现坡体后缘开裂、前缘圆弧状滑出的特征;堆载荷载增大、堆载距坡肩间距减小和膨胀力增加导致膨胀土边坡稳定系数持续下降;当膨胀力较小时,由改进的Janbu法和Bishop法得到的膨胀土边坡稳定系数接近;随着膨胀力增大,这2种方法所得的膨胀土边坡稳定系数差异增大。

摘要： 某深基坑在施工过程中,发生了变形过大、影响楼房安全使用的问题.采用极限平衡法复核原设计参数是否合理,对变形过大的原因进行了分析,根据反算岩土参数及现场情况进行了加强支护设计与实施,最终临近楼房和深基坑得以安全运行,为城区岩质深基坑支护设计与施工积累了宝贵的经验.

摘要： 运用极限平衡法分析排土场的安全稳定性简便且实用.本文对鞍钢集团齐大山铁矿所属风水沟排土场,在二维条件下,采用极限平衡法分析其安全稳定性,创新性地将二维条件下的极限平衡法分析结果,简单地转换为可描述三维环境中的排土场安全稳定性,采用Monte-Carlo随机抽样方法对鞍钢集团齐大山铁矿风水沟排土场岩体强度的随机分布参数进行了研究,对排土场边坡破坏的风险进行了评价.

摘要： 采用极限平衡法计算深埋扩底抗拔桩的承载力,需要确定破坏面的形状参数和应力条件.针对已有模型试验的研究结果,结合不同桩长扩底抗拔桩统一破坏模式,对上述问题进行了初步探讨.基于应力莫尔圆研究认为,仅考虑自重应力条件得到的破坏面法向应力明显小于扩底附近的实际破坏面应力条件,导致破坏面影响高度计算结果偏大.基于模型试验的试验结果,对扩底应力的增强系数进行了反算,该值在1.3到2.7之间,比被动土压力系数3.4要小,对扩底角度变化不敏感.只是初步的机理探讨,考虑到深埋扩底桩的埋深影响,该问题值得进一步深入研究.

摘要： 通过有限差分数值模拟和极限平衡法对比计算,对单排支撑的基坑破坏模式及坑内工程桩对基坑稳定性的影响进行了分析,得到以下结论:坑内工程桩的存在能在一定程度上提高基坑稳定安全系数.单排支撑基坑的失稳滑动面更接近于绕支撑点转动的圆弧滑动面.当基坑发生失稳破坏时,工程桩更容易发生弯曲破坏,考虑坑内工程桩对基坑稳定的贡献时,应取工程桩抗弯破坏时的等效抗剪强度和实际抗剪强度中的较小值.

摘要： 输电线路塔位边坡一直是电力领域较为常见的问题,而针对边坡进行防治设计一直是重点研究方向,边坡防治工作往往周期较长,会极大影响输电工作能否及时完成.本文通过极限平衡法等方法,依靠理正岩土工程计算分析软件对某输电线路高陡边坡的分阶段防治进行了分析研究.分析结果表明,分阶段选择合理的防治措施对边坡进行防治,可以达到合理安排输电工程工序,节省输电工程时间,保证工程顺利推进的目的.

摘要： 膨胀土反复胀缩变形的性质导致隧道穿越膨胀土与非膨胀土的受力与变形差异明显.采用有限差分软件FLAC3D,在太沙基理论基础上提出了“极限平衡数值法”,给出了求解膨胀与非膨胀条件下松动围岩压力的求解步骤,并通过与太沙基理论方法的对比验证了该法的合理性.运用该法分析了围岩遇水膨胀对围岩开挖前后竖向应力与水平应力以及松动围岩压力的影响,并研究了不同隧道埋深下的膨胀效应.结果表明:降雨导致的膨胀效应对地应力重分布影响显著,尤其极大地增加了开挖前后的水平应力;围岩在遇水膨胀初期,松动围岩压力变化随膨胀率变化最为显著,且在最不利膨胀条件下,拱顶附近水平松动同岩压力的增幅最为显著;降雨入渗引起的岩体膨胀对隧道的受力影响随着埋深的增加而减小.

摘要： 水库蓄水后天然河流水位上涨,导致部分原本处于水面以上的库区岸坡被淹没.若岸坡结构松散,稳定性差,则其在水流作用下常易于坍塌,这种情况常见于水库蓄水后的较短时期内.岸坡的坍塌对两岸居民的生命财产及道路等设施造成威胁,因此,在蓄水前对可能的岸坡坍塌范围进行预测是有必要的.本文利用常用的坍岸预测方法——卡丘金法——对金沙江某电站库区多个岸坡进行坍岸范围预测,并用极限平衡法计算岸坡可能失稳范围以进行对比分析,发现两种方法得到的坍岸宽度及坍岸顶高程基本吻合,在进行蓄水前坍岸预警时,为安全起见可选用两方法中偏保守的预测结果.

摘要： 根据黄土地区的土质特点分析黄土高边坡的稳定性具有重要的意义.基于模糊数学理论建立可变模糊识别模型,将黄土高边坡稳定性分为五个评定级别:稳定、较稳定、基本稳定、较不稳定、不稳定,确定模糊识别模型的因素集及归一化的指标权向量,将所得指标权重带入黄土高边坡稳定性评价体系中,采用可视化编程语言MATLAB编程,实现黄土高边坡稳定性评价.以延安市某黄土高边坡为例,分别应用可变模糊识别模型和极限平衡法对其稳定性进行评价.结果表明:该边坡的稳定性等级特征值为2.96,稳定性等级属于Ⅲ级基本稳定,两种方法的评价结果吻合,表明该方法适用于黄土高边坡的稳定性评价.

摘要： 在传统极限平衡法的基础之上,引入土体处于极限平衡状态时对应的真实应力场的概念.定义可能滑裂面,把土体对应的极限承载力仅抽象成可能滑裂面函数的泛函,并对可能滑裂面上土体进行应力分析和强度分析,利用极限平衡的思想,以变分理论为工具,寻求泛函取极小值的条件,得到土体内可能滑裂面上正应力的计算公式.通过整体平衡方程,结合搜索算法,亦可求得土体内滑裂面的形状以及极限承载力.本文所求的滑裂面正应力函数为精确解,适用于任意滑裂面以及非线性强度准则,对于真实的滑裂面,可求出极限承载力的精确解.本文得到的滑裂面正应力函数适用性很广,可以应用到地基承载力、土压力以及边坡稳定等会出现滑裂面的问题计算中.

摘要： 本文提出了一种估计球形扩大头桩拉拔阻力的理论方法.假定深埋于土层中的扩大头桩拉拔后,在桩体周围形成"桃形"的滑动土体,并沿该部分土体的滑动面破坏.桩的上拔阻力由桩侧阻力、扩大头阻力和桩重组成.桩侧拉拔阻力由桩侧摩擦阻力模型计算.使用经典的极限平衡方法,通过桃形滑动破坏面模型,解析得到了扩大头拉拔阻力的理论计算公式.获得了扩大头抗拔承载力系数的计算公式,并给出了使用极限状态承载力系数曲线.

摘要： 本发明涉及带岩桥岩质边坡的极限承载力的计算方法，属于岩质边坡稳定性分析领域。本发明基于塑性极限分析下限法理论，采用复合单元法离散带岩桥的岩质边坡，并以岩质边坡极限荷载和强度储备系数作为目标函数，建立带岩桥岩质边坡稳定性分析的非线性数学规划模型，并使用数学规划优化算法求解极限荷载和强度储备系数的最大值。本发明方法将塑性极限分析下限法、复合单元法离散技术、数学规划手段结合起来，建立了一套既能模拟岩桥的连续介质特性，又能模拟岩块的非连续介质特性的岩质边坡极限承载能力的求解方法。本发明方法具有概念明确、计算精度高等特点，可将其应用于岩质边坡中岩桥的承载力分析。

摘要： 一种浆砌石挡土墙极限承载力的塑性极限分析上限法，本发明涉及一种求解浆砌石挡土极限承载力的塑性极限分析方法，属于边坡防护工程技术领域。本发明以浆砌石挡土墙为研究对象，基于塑性极限分析上限法理论，采用刚性块体元模拟砌石石块的力学特性，以块体元形心的位移速率为未知量，并引入朗肯土压力理论建立外力超载条件，构造满足刚性块体单元与砂浆层面变形协调条件、塑性流动约束条件、内外功率相等条件和速度边界条件的机动许可速度场，建立求解浆砌石挡土极限承载力的非线性数学规划模型，并使用优化算法求解极限荷载的最小值。本发明方法具有概念明确、计算精度高等特点，可将其应用于浆砌石挡土墙的承载力分析。

摘要： 本发明涉及带岩桥岩质边坡的极限承载力的计算方法，属于岩质边坡稳定性分析领域。本发明基于塑性极限分析下限法理论，采用复合单元法离散带岩桥的岩质边坡，并以岩质边坡极限荷载和强度储备系数作为目标函数，建立带岩桥岩质边坡稳定性分析的非线性数学规划模型，并使用数学规划优化算法求解极限荷载和强度储备系数的最大值。本发明方法将塑性极限分析下限法、复合单元法离散技术、数学规划手段结合起来，建立了一套既能模拟岩桥的连续介质特性，又能模拟岩块的非连续介质特性的岩质边坡极限承载能力的求解方法。本发明方法具有概念明确、计算精度高等特点，可将其应用于岩质边坡中岩桥的承载力分析。

摘要： 一种浆砌石挡土墙极限承载力的塑性极限分析上限法，本发明涉及一种求解浆砌石挡土极限承载力的塑性极限分析方法，属于边坡防护工程技术领域。本发明以浆砌石挡土墙为研究对象，基于塑性极限分析上限法理论，采用刚性块体元模拟砌石石块的力学特性，以块体元形心的位移速率为未知量，并引入朗肯土压力理论建立外力超载条件，构造满足刚性块体单元与砂浆层面变形协调条件、塑性流动约束条件、内外功率相等条件和速度边界条件的机动许可速度场，建立求解浆砌石挡土极限承载力的非线性数学规划模型，并使用优化算法求解极限荷载的最小值。本发明方法具有概念明确、计算精度高等特点，可将其应用于浆砌石挡土墙的承载力分析。

摘要： 热量平衡调节法及基于热量平衡调节法的智能监控系统。本发明公开了一种热量平衡调节法，其特征在于通过调节末端用户之间的室内温度平衡，不同换热站之间温度流量的平衡，换热站需热量与热源供热量的平衡，最终实现末端用户需热量与总供热量的快速平衡，达到末端用户快速获得并保持舒适的室内温度，热力公司也能及时调整供热量，满足节能、降耗、减排的要求。

摘要： 本发明公开了一种基于混合极限平衡法的涉水岸坡安全系数计算方法，根据地质勘察报告，制作相应岸坡剖面的岸坡坡体二维模型；根据土体分层情况，在岸坡坡体二维模型输入土体参数，建立岸坡土体模型；在岸坡土体模型基础上对每层土体进行有限元网格划分，根据水位边界条件计算岸坡有限元模型坡体内渗流场浸润线位置，计算岸坡有限元模型初始地应力场；根据计算工况定义荷载，计算有效应力的重新分布；根据岸坡有限元有效应力场数据，求取滑动位置；根据滑动位置，利用有限元极限平衡法计算坡体安全系数；根据滑动位置，利用静力极限平衡法计算坡体安全系数；综合计算结果，得到坡体安全系数。解决岸坡安全系数在复杂地质条件下的定量计算问题。

摘要： 本发明涉及一种基于条间法向力分布特征的边坡稳定性极限平衡计算方法，属于边坡稳定性技术领域。本发明针对传统极限平衡条分法在分析边坡稳定性时未考虑条间法向力分布形式，即不同推力线作用位置对安全系数的影响，在既有的极限平衡条分法基础上，进一步考虑条间法向力分布特征，即推力线作用位置的分布，提出的考虑条间法向力分布特征的改进极限平衡计算方法，运用本发明提出的改进极限平衡Spencer法计算深凹滑面结果发现，改进极限平衡法与传统极限平衡法在安全系数方面误差较大，误差值高达20％左右，本发明方法具有简便、可靠的特点，将为边坡稳定性分析提供更准确的结果，不仅可以提高工程安全性，而且能节省施工成本，提高工程经济效益。

摘要： 本发明涉及地下洞室围岩块体稳定分析领域，具体涉及一种融合刚体极限平衡法和有限元法的地下洞室块体稳定分析方法，极大地提高了对地下洞室块体稳定分析的准确性。技术方案包括：建立块体三维几何模型，采用刚体极限平衡法计算块体的安全系数，获得第一安全系数；建立块体三维有限元模型，在块体三维有限元模型上，考虑块体滑面的黏聚力和摩擦系数，以及重力、预应力合支护力、非预应力合支护力、地下水以及地震力，对各滑面上的单元节点的应力，再根据刚体极限平衡法计算块体安全系数，获得第二安全系数；比较第一安全系数与第二安全系数的大小，取较小值作为块体稳定安全系数。本发明适用于对地下洞室围岩块体的稳定性分析。

摘要： 本发明公开了一种基于混合极限平衡法的涉水岸坡安全系数计算方法，根据地质勘察报告，制作相应岸坡剖面的岸坡坡体二维模型；根据土体分层情况，在岸坡坡体二维模型输入土体参数，建立岸坡土体模型；在岸坡土体模型基础上对每层土体进行有限元网格划分，根据水位边界条件计算岸坡有限元模型坡体内渗流场浸润线位置，计算岸坡有限元模型初始地应力场；根据计算工况定义荷载，计算有效应力的重新分布；根据岸坡有限元有效应力场数据，求取滑动位置；根据滑动位置，利用有限元极限平衡法计算坡体安全系数；根据滑动位置，利用静力极限平衡法计算坡体安全系数；综合计算结果，得到坡体安全系数。解决岸坡安全系数在复杂地质条件下的定量计算问题。

摘要： 本发明涉及一种基于条间法向力分布特征的边坡稳定性极限平衡计算方法，属于边坡稳定性技术领域。本发明针对传统极限平衡条分法在分析边坡稳定性时未考虑条间法向力分布形式，即不同推力线作用位置对安全系数的影响，在既有的极限平衡条分法基础上，进一步考虑条间法向力分布特征，即推力线作用位置的分布，提出的考虑条间法向力分布特征的改进极限平衡计算方法，运用本发明提出的改进极限平衡Spencer法计算深凹滑面结果发现，改进极限平衡法与传统极限平衡法在安全系数方面误差较大，误差值高达20％左右，本发明方法具有简便、可靠的特点，将为边坡稳定性分析提供更准确的结果，不仅可以提高工程安全性，而且能节省施工成本，提高工程经济效益。