极限平衡理论

摘要： 基于极限平衡理论,考虑预制模块的空心率建立筋材拉力与面板连接抵抗力计算方法,形成预制混凝土模块面板加筋土挡墙的面板连接稳定性分析方法。通过开展空心模块面板填充物、加筋填土内摩擦角、模块宽度以及加筋间距的参数敏感性分析,揭示了加筋土挡墙面板连接稳定性影响规律。研究表明:挡墙面板连接稳定性随模块空心率增加而降低,尤其对于挡墙中下部尤为显著,工程中应选择空心率较低的模块,填充土体应经过压实;加筋土挡墙面板连接稳定性随模块宽度的减小和加筋间距的增大而降低,且随着墙高的降低其愈发不稳定,建议预制模块式面板加筋土挡墙模块宽度不宜小于0.2 m以及加筋间距不宜大于0.3 m。

摘要： 基于极限平衡理论建立一种钢与混凝土组合框架结构罕遇地震作用时简化分析方法。通过理论分析和试验现象,确定组合框架破坏机制;基于极限平衡原理,根据结构在地震作用下达到极限状态时变形和内力分布规律,分别计算框架顶部侧移等于H/50、H/40和极限荷载对应侧移值时组合框架抗震强度,计算结果与国内外十九榀组合框架低周反复荷载试验结果吻合较好,说明此计算方法可有效地预测组合框架结构在罕遇地震下的抗震强度;提出通过对组合框架变形能力和抗震强度同时进行控制,以使结构满足罕遇地震下抗震要求的简化方法。

摘要： 针对工作面进入末采阶段后,由回采作业引起的采区大巷围岩变形失稳现象,基于超前支承压力分布力学模型,运用极限平衡理论及半平面解法,理论计算得出超前支承压力峰值位置、影响范围及采区大巷处应力大小,分析大巷处应力增高主要是由于工作面上覆岩层较为完整,加剧了超前支承压力的向前传递而引起的。因此,提出采用深孔预裂爆破技术,利用爆生裂隙的贯通形成结构弱面,从而破坏超前支承压力的传递路径,达到减小工作面采动影响范围及提高大巷围岩稳定性的目的;根据工程地质条件,定量分析选取爆破切顶关键参数,并运用数值模拟验证了方案合理性;通过现场工业性试验及矿压监测数据分析表明:在爆破切顶条件下,5^(#)、8^(#)测点顶底板移近量分别减少41%和55.5%,两帮移近量分别减少68.1%和74.8%,说明该方案可改善采区大巷应力环境,缩小超前支承压力的影响范围。

摘要： 为研究黄土地层浅埋暗挖隧道松散围岩压力特征,根据既有隧道施工现场裂缝扩展情况,假定隧道开挖后的土体存在破裂区,取一半破裂区土体进行静力极限平衡分析,考虑静止土压力、侧向土压力、隧道尺寸和土层参数对半结构的影响,推导出适用于黄土地层浅埋暗挖隧道的围岩压力解析式,确定该公式下的隧道深浅埋划分界限,并结合工程实例分析隧道埋深、静止土压力系数和侧压力系数对围岩压力的影响。研究结果表明:随隧道埋深增大,围岩压力存在峰值,围岩压力曲线呈先增大后减小的趋势;围岩压力随静止土压力系数和侧压力系数的增大而减小,但静止土压力系数对围岩压力的影响较大;将新方法得到的围岩压力值分别与现场实测值和既有理论围岩压力值进行对比,计算的垂直、侧向围岩压力值均大于实测值,且新方法的计算误差相对较小。

摘要： 危岩失稳破坏是我国寒区主要的地质灾害之一,基于极限平衡分析理论,采用力学计算结果可定量分析危岩稳定性,因此,对极限平衡理论下寒区危岩稳定性计算参数研究一直是寒区边坡工程的重点。在收集国内外相关资料的基础上,从多方面总结了关键参数的研究进展,指出了当前危岩稳定性及关键参数研究存在的问题:①自然环境中危岩体结构面冻胀理论的选取;②适用于土体(连续介质)冻结深度计算的经验公式是否适用于岩体(多孔介质);③如何界定主控面上岩体物理力学性能劣化规律。同时,对未来寒区危岩稳定性研究及发展予以分析,未来研究方向包括危岩结构面冻结深度研究的完善、多场多相耦合对危岩的劣化作用、断裂力学和损伤力学等理论与极限平衡理论相结合等方面。

摘要： 由于煤层厚度大、一次采全高后采场空间大、顶板压力高等原因,采用沿空掘巷时巷道围岩不稳定,围岩变形破坏严重。针对这一问题,以山西某矿10901采煤工作面为工程背景,采用数值模拟与理论计算相结合的方法,研究综放沿空掘巷合理煤柱宽度。首先,根据极限平衡理论的经验公式计算窄煤柱的合理宽度,得出窄煤柱的最小合理宽度为5.9m;利用UDEC6.0建立了沿空掘巷数值模型,分析了不同宽度煤柱的垂直应力和巷道顶板位移情况。当煤柱宽度为6m时,垂直应力峰值与煤柱宽度为5m时接近,顶板下沉规律与煤柱宽度为5m时基本相同。综合考虑经济成本因素,煤柱承载效果好、经济成本低的较优煤柱宽度为6m,与理论计算结果基本一致。

摘要： 滑坡是经常发生的地质灾害。由于自然和人为的原因,在大连金州新区双泽园周边存在稳定性问题的边坡,对周围居民的人身安全造成潜在威胁。本文结合大连地区以往的工程经验综合确定边坡各层岩土体的岩石力学参数,再运用基于极限平衡理法的软件Geo-Studio计算边坡稳定性系数及最危险滑动面等信息。在极限平衡法计算的基础上,建立FLAC3D三维模型,模拟出边坡的最大位移和应力分布等特征。根据计算和模拟结果提出使用抗滑桩的治理措施。经验算,三种工况条件下治理后的边坡均满足稳定性要求,表明抗滑桩的治理效果明显。

摘要： 在基于外贸路南侧边坡区域工程概况及宏观分析的基础上,确定使用极限平衡理论中的圆弧滑动条分法对外贸路南侧边坡局部及整体性的稳定性进行定量计算。通过地质勘察结果对计算参数进行取值,采用圆弧滑动条分法计算滑坡的稳定性系数F,计算结果表明:边坡局部稳定性验算时,正常工况下处于稳定状态,暴雨工况下处于非稳定状态;边坡整体稳定性验算时,正常及暴雨工况下均处于稳定状态;根据稳定性计算结果,分析边坡失稳原因,并提出了坡顶裂缝灌浆、坡体松散土强夯、坡脚挡墙的处治措施。

摘要： 为提高方钢管混凝土短柱轴压承载力的计算精度和效率,收集了国内外167个方钢管混凝土短柱的轴压试验资料;探讨了方钢管混凝土短柱在两种不同加载方式下的破坏机理,阐明了方钢管混凝土短柱轴压极限承载力不受加载方式影响的原因;引入“约束效应”系数,分析了混凝土强度、钢管强度、钢管宽厚比(B/t)对“约束效应”的影响;以极限平衡理论为基础,从方钢管混凝土短柱的理想轴压极限状态出发,推导了轴压承载力计算公式;考虑了方钢管对核心混凝土约束的不均匀问题,从而修正了方钢管混凝土短柱的轴压承载力计算公式。计算结果表明:该计算方法能够准确计算出方钢管混凝土短柱的轴压承载力。将该计算方法与中、美两国规范计算方法对比后发现,该方法计算结果比中国规范略微保守,较美国规范经济。该公式可以应用于B/t≥20的方钢管混凝土短柱轴压承载力计算。

摘要： 土拱效应是抗滑桩发挥支挡作用的前提。而桩间距与桩的土拱效应是密切相关的。然而,前人的研究对桩侧摩擦土拱的考虑不够充分且大多将土拱的轴应力视为均匀分布的。考虑桩端直接土拱和桩侧摩擦土拱同时作用,本文提出了一种计算合理桩间距的新方法。本方法考虑了两种土拱的整体剪切破坏与屈服条件并使用Moho-Coulomb准则分别推导了直接土拱拱脚的内缘点与外缘点的屈服应力。基于极限平衡理论,提出了合理桩间距的控制方程。案例研究表明,本文的计算结果更符合工程实际。最后根据本文的公式推导了两种土拱的极限承载力之比。

摘要： 由内置FRP圆管的方钢管高强混凝土短柱轴压受力机理,考虑钢管服从Von-Mises屈服条件,并引入套箍指标,运用极限平衡理论得到轴压极限承载力公式,通过和已有的文献数据对比,所得出的承载力公式与实验结果吻合良好.分析含钢率、FRP管与钢管相对配置率和混凝土强度等级对承载力提高系数的影响,表明含钢率、FRP管与钢管相对配置率增加,轴压承载力提高系数随之增加,增加FRP管厚度能够紧箍内层混凝土,缓解方钢管角部应力集中现象,混凝土强度等级越高越有利于发挥FRP材料性能.

摘要： 根据极限平衡理论,将其研究成果运用到复式钢管混凝土柱轴心受压承载力的计算中,同时分析复式钢管混凝土柱轴心受压的破坏机理.通过分析复式钢管混凝土各部分的应力状态和屈服条件,建立截面的力学平衡方程,提出计算复式钢管混凝土柱轴心受压承载力的简化模型.模型中采用内钢管对其管内混凝土提供约束,外钢管对混凝土不提供约束,只承担轴心受压承载力的假定,将计算结果与文献中外方内圆钢管截面试件轴心受压承载力试验值进行对比分析,吻合较好,验证该方法的合理性和有效性,为复式钢管混凝土柱轴心受压承载力的计算和优化设计提供理论依据.

摘要： 安家岭露天煤矿东排土场位于西易井工矿采空区上方,并且排土标高增加导致出现平盘裂缝、应用数值模拟和极限平衡理论,分析了东排土场的变形破坏机理,评价东排土场边坡稳定.结果表明：DP3剖面不满足安全储备要求,存在滑坡隐患,新增标高排土是东排土场平盘出现新裂缝的一个主要因素,西易井工矿开采9#煤后采空区为东排土场不稳定的最主要因素;提出了停止排土,巡查以及布置监测线监测点实现实时监测提前预警的防治措施.

摘要： 分析红沙泉煤矿外排土场边坡稳定性影响因素为目的,结合边坡地质条件和岩石力学参数,运用基于极限平衡理论的Geo-studio软件分析边坡的潜在滑移面及滑坡模式,计算边坡的安全系数,并分析各因素对边坡稳定性的影响规律.研究结果表明:边坡的滑坡模式为圆弧形滑动;当排弃至第5台阶时,安全储备系数为1.215;边坡稳定性随着含水率的增加而降低,随着边坡倾角的增加而降低,随着排弃高度的增加而降低.

摘要： 以极限平衡理论为基础,结合应力平衡原理,提出一种计算矩形巷道塑性区宽度的新方法.以张家峁煤矿的巷道为算例,应用新方法和等效圆方法分别计算巷道塑性区宽度,并将两种方法的计算结果与数值模拟结果进行对比分析.结果表明,计算塑性区宽度与数值模拟的结果较接近,比等效圆方法更精确,能够为煤矿巷道支护设计提供更准确的参数.

摘要： 在超高层建筑中出现了内配钢筋笼、钢板及钢管的钢管混凝土柱,本文称之为内配加劲件的钢管混凝土柱.本文主要研究圆内配加劲件的空心钢管混凝土的轴压承载力,基于极限平衡理论,推导其轴压承载力,并根据统一理论提出圆内配加劲件的空心钢管混凝土的轴压承载力统一公式;将已有试验及有限元和理论公式、统一公式比对,发现三者吻合较好.本文的公式可以为其工程应用提供依据.

摘要： 内配异心及多层钢管可以改善普通钢管混凝土柱的受力性能,在满足轴压承载力的同时可减小外钢管壁厚.根据极限平衡理论,推导得到内配异心及多层钢管混凝土柱的轴压承载力计算式,结果表明:轴压承载力和套箍系数呈线性关系:采用ABAOUS有限元分析软件模拟内配异心及多层钢管混凝土柱的轴压受力,根据统一理论提出内配异心及多层钢管混凝土柱承载力统一公式,并将该式计算结果和ABAQUS分析结果对比,二者吻合较好.该统一公式可以用来计算内配异心及多层钢管混凝土柱的轴压承载力.

摘要： 我国随着高速公路建设里程的不断拓展,出现越来越多地质条件较差的路堑路段.而伴着施工的推进,坡体开挖后结合雨水对岩土的软化作用将导致滑坡、坍塌、冲刷等地质灾害频发.本文基于极限平衡理论,针对高沁高速公路路堑挖方边坡通过分析边坡的物质成分、结构构造,针对残积土的工程特性研究路堑边坡稳定性,最终提出结构安全,经济合理的处治方案,达到了加固路堑边坡的目的。

摘要： 针对预应力锚杆复合土钉支护结构的稳定可靠性分析问题,以极限平衡理论为基础,建立了基坑稳定性分析安全系数求解公式和可靠性分析功能函数.以土体力学参数为作为随机变量,应用Monte Carlo重要抽样法计算了基坑稳定性可靠度指标和失效概率,通过工程实例进行了分析.分析表明:该稳定性计算公式计算的安全系数符合工程要求并且通过可靠性分析,因而使用该方法对复合土钉支护结构稳定性计算是有效的;基坑可靠性分析中,可靠度指标β和失效概率Pf受土体黏聚力、内摩擦角与摩阻力的变异系数的影响较大,前者随变异系数的增大而减小,后者随变异系数的增大而增大;对于土体力学参数分布选型参数c采用对数分布,(Φ)qsik采用正态分布对可靠度计算分析比较合理.

摘要： 运用有限差分软件FLAC3D对边坡进行稳定性分析,获取边坡潜在滑动面后,根据极限平衡原理,获取边坡剩余下滑推力,为边坡稳定性问题提供一种新的综合性分析方法.运用该方法对广州市南沙区鹿颈小学后山边坡进行稳定性分析,并与基于极限平衡法的瑞典条分法、简化Bishop法和Janbu法分析结果进行对比.结果表明:采用结合极限平衡的边坡有限差分稳定性分析法对边坡进行稳定性分析,获得的边坡潜在滑动面能更真实反映边坡的实际情况,求得的边坡安全系数与剩余下滑推力更符合工程实际.利用该方法对边坡进行稳定性分析能为边坡支护设计提供合理的设计依据。

摘要： 本发明涉及图像识别技术领域，特别涉及一种基于结构平衡理论的复杂网络图像识别方法，本发明提供的基于结构平衡理论的复杂网络图像识别方法，通过复杂网络建立模型，利用复杂网络的参数删除图像中相似性小节点，能够有效的提高运算速度以及节点的有效性；通过构建测试图像的结构均衡网络与结构平衡矩阵做哈达玛乘积的结果作为图像识别的特征参数，使图像辨识的参数变得简单；通过构造结构平衡矩阵的更有效的增强了图像中的有用的特征信息，还能保证图像的旋转，平移不变性；最终能有效的实现图像识别，解决传统的复杂网络图像识别技术在图像建模过程中节点数目较多，计算量大，且不能较好的提取特征点，具有很强的创造性。

摘要： 一种基于风险动态平衡理论的弯道跟驰模型，用于解决弯道行驶过程中安全跟车问题。技术方案是在期望安全裕度跟驰模型的基础上，考虑驾驶人在跟车过程中的危险可接受水平，探究弯道驾驶人的安全裕度变化规律，表示弯道状态参数向量，构建了弯道跟驰行为补偿模型。所提出的弯道行为补偿模型使弯道跟驰控制与驾驶人的操作具有相似性，提高驾驶人的可接受程度和车辆乘员的舒适性，为车辆的自适应巡航控制、自动驾驶等领域的安全控制提供技术支持。

摘要： 本发明公开了一种基于极性属性和平衡理论的符号二部图的符号预测方法。为了使图神经网络能够在符号二部图的同类型节点之间聚合信息，本发明在符号二部图中引入了新的极性属性，考虑让极性值相似的节点拥有相近的特征向量，通过启发式信息得到的初始极性值来构造单模投影。为了对符号二部图的正负链接部分进行有效处理，本发明将单模投影后的符号二部图划分成正邻接矩阵和负邻接矩阵分别使用图卷积神经网络提取特征。本发明基于社会心理学的平衡理论预测节点之间的关系，结合图卷积神经网络的预测结果优化对符号二部图的给定边的符号预测，提出了第一个基于符号二部图的图神经网络——基于极性的图卷积网络。本发明方法具有有效性和高效性。

摘要： 本发明公开了一种基于k桁架和平衡理论在符号网络中探测内聚子图的方法。为了找到同时满足密度约束和平衡约束的团体，本发明在符号网络上提出了一种新的内聚子图模型，即极大有符号k桁架，它满足三个条件：其中的任意一条边都被包含在至少(k‑2)个三角形中；不包含任何不平衡三角形；是极大的，即任何它的超图都不是有符号k桁架。考虑到平衡三角形和k桁架的属性，本发明提出新的修剪策略，从而更有效地缩减搜索空间。与此同时，本发明结合新的修剪策略开发了高效的SKT算法，从而能在大型符号网络中迅速找到极大有符号k桁架。本发明方法的应用对内聚子图的探测及信任社区的鉴定有着极大的效益。

摘要： 本发明公开了一种利用自平衡理论的板梁检测装置及梁力学检测方法，该装置包括：测试加载力的梁；安装在梁上的工字钢；直立在工字钢上的千斤顶；安装在千斤顶顶面的钢板；连接在梁和钢板上的钢丝索。本发明方法，包括以下步骤：计算得到的梁跨中总挠度、梁跨中上端应力和梁跨中下端应力评估实际质量。本发明将平面张弦梁的理论应用到梁的抗弯检测上，使梁的整个检测体系变成自平衡体系，把撑杆代替为千斤顶，在加载时，不需要外用大型起吊机器吊重物，只需要选取合适的拉钢索，约束千斤顶的伸长即可实现对梁的受力，使加载过程简单方便。

摘要： 本发明公开了一种基于团簇属性和平衡理论在符号网络中挖掘内聚子图的方法。为了找到同时满足密度约束和平衡约束的团体，本发明在符号网络上提出了一种新的内聚子图模型，即极大有符号k团，它满足三个条件：是规模不小于k的团；不包含任何不平衡三角形；是极大的，即它的任何超图都不能满足前两个条件。考虑到平衡三角形和k团的属性，本发明提出新的修剪策略，从而更有效地缩减搜索空间。与此同时，本发明结合新的修剪策略开发了高效的SKC算法，从而能在大型符号网络中迅速找到极大有符号k团。因此，基于团簇属性和平衡理论在符号网络中挖掘内聚子图的方法的应用对内聚子图的挖掘及社区间关系变化的预测有着极大的效益。

摘要： 本实用新型公开了一种利用自平衡理论的板梁检测装置，该装置包括：测试加载力的梁；安装在梁上的工字钢；直立在工字钢上的千斤顶；安装在千斤顶顶面的钢板；连接在梁和钢板上的钢丝索。采用本实用新型装置的方法，包括以下步骤：计算得到的梁跨中总挠度、梁跨中上端应力和梁跨中下端应力评估实际质量。本实用新型将平面张弦梁的理论应用到梁的抗弯检测上，使梁的整个检测体系变成自平衡体系，把撑杆代替为千斤顶，在加载时，不需要外用大型起吊机器吊重物，只需要选取合适的拉钢索，约束千斤顶的伸长即可实现对梁的受力，使加载过程简单方便。

摘要： 本发明公开了一种基于极限平衡理论和应力分析的土坡稳定分析方法，1)分别在边坡的坡底和坡面近坡顶位置预设两个滑裂面起点；2)再在两个滑裂面起点之间的边坡自然界面上，预设多个滑裂面起点；3)设置各个滑裂面起点所对应的预设安全系数，通过计算找到满足条件的预设安全系数，求得各个滑裂面起点所对应的临界滑裂面；4)选取预设安全系数最小的临界滑裂面作为整个土坡的临界滑裂面，此最小预设安全系数作为整个边坡的稳定安全系数。本发明的有益技术效果是：(1)无需事先假定滑裂面的形态或位置，仅需假定滑裂面的起点位置(也就是所谓的滑面剪出口的位置)；(2)将临界滑裂面的搜索问题转化为临界剪出口位置的搜索问题，克服了传统方法中的漏解或多解的问题。

摘要： 本发明涉及一种基于极限平衡理论的土压力模型实验方法，具体步骤为：人工安装教学实验系统，实验系统包括挡墙模型系统、位移与土压力数据采集系统和同步控制系统；人工填置夯实土样；操作同步控制系统在控制挡墙模型移动的同时实时测量墙背土压力和土体位移变化；根据土体产生的滑裂面，按照《土力学》课堂教学中的方法建立土压力计算模型，推导理论公式。本发明实现了快速对土压力经典理论进行实验教学的方法；通过PIV系统可直观观测土体位移场；建立了各系统的同步关系，能够观测到实验过程中的土压力与土体位移变化情况；可进行多种挡墙墙背形式、位移模式的实验；设备系统具有灵活性，即可完成课程教学的土压力实验，也方便学生自主设计试验和科学研究。

摘要： 本发明公开了一种基于极限平衡理论和应力分析的土坡稳定分析方法，1)分别在边坡的坡底和坡面近坡顶位置预设两个滑裂面起点；2)再在两个滑裂面起点之间的边坡自然界面上，预设多个滑裂面起点；3)设置各个滑裂面起点所对应的预设安全系数，通过计算找到满足条件的预设安全系数，求得各个滑裂面起点所对应的临界滑裂面；4)选取预设安全系数最小的临界滑裂面作为整个土坡的临界滑裂面，此最小预设安全系数作为整个边坡的稳定安全系数。本发明的有益技术效果是：(1)无需事先假定滑裂面的形态或位置，仅需假定滑裂面的起点位置(也就是所谓的滑面剪出口的位置)；(2)将临界滑裂面的搜索问题转化为临界剪出口位置的搜索问题，克服了传统方法中的漏解或多解的问题。