杨辉[1]2014年在《边坡稳定分析的有限元极限平衡法原理及程序实现》文中指出边坡失稳是严重的灾害,对人类的生命财产带来重大的威胁,边坡稳定性分析有着重要的学术价值和经济社会价值。边坡稳定的主流分析方法有条分法和有限元强度折减法。条分法依赖条间力假定,并且在复杂条件下存在寻找临界滑动面的困难。而有限元强度折减法存在本构模型选择及安全系数判定准则等方面的争议。本文探讨了有限元极限平衡法分析边坡稳定的可能性。有限元极限平衡法是基于有限元计算应力场的极限平衡法,它避免了条分法条间力的假定和有限元强度折减法安全系数判定争议；将极限平衡分析和有限元应力场结合,计算边坡的安全系数。有限元极限平衡法的思路是：首先采用有限元分析软件计算边坡的应力应变场,得出边坡网格节点和高斯点的应力应变信息；然后根据边坡的应力应变和边坡的网格,采用双线性插值,便可求出边坡中指定的滑裂面的应力信息,进而根据极限平衡原理求出该滑裂面的安全系数；最后改变滑裂面的位置,搜索最危险滑动面,得出边坡的安全系数。本文根据有限元极限平衡法的原理,利用C#语言编写了相应的计算程序。该程序首先读入有限元应力应变场,然后对指定的直线滑面、圆弧滑面进行安全系数计算,并实现了临界滑裂面的搜索和边坡稳定系数的求解。笔者将新开发的有限元极限平衡法计算程序用于土质边坡稳定性分析,并将其计算结果和条分法,有限元强度折减法进行比较,获得了如下结论：1.有限元极限平衡法对边坡稳定性评估的结果和传统条分法和有限元强度折减法计算结果相近,可以作为条分法和强度折减法评估边坡稳定性的有效补充。2.有限元极限平衡法对边坡稳定性的评估受到有限元应力场的影响,基于弹性解应力场的计算结果相近于传统条分法计算结果,而基于塑性解应力场的计算结果更相近于有限元强度折减法计算结果。本文还进行了大变形分析方法用于边坡稳定性分析的尝试。对于变形较大的边坡工程,采用小变形有限元的模拟往往不收敛,导致模拟不能进行下去,而使用采用应力插值和网格重划分技术的Afena软件,能够直接模拟得到边坡失稳后的几何形式,准确评估边坡稳定的滑裂模式和和规模。
周圆π[2]2004年在《边坡稳定性分析中最危险滑动面的搜索》文中指出岩土边坡稳定问题一直得到众多学者关注。边坡稳定性是大坝和露天矿井以及高速公路、铁路、机场、高层建筑深基坑开挖等土木工程建设中十分重要的问题。现在岩土边坡的开挖深度已高达数百米，边坡稳定性分析结果的正确与否直接关系到边坡工程的成败，甚至还关系人们的生命财产安全。对由粘聚性土类组成的均质或非均质土坡进行稳定分析计算的一种比较简单而实用的方法是条分法，其数学理论基础是“有限差分法”，其计算精度取决于分条宽度和条数。第叁章中，对圆弧滑裂面在固定滑出点的情况下，采用安全系数分布图进行计算分析，用颜色值来表示安全系数的大小，并应用它探讨了复合边坡安全系数分布的规律。由于安全系数的目标函数是非凸的、多变量的并且存在多个极小值，所以一般边坡最危险滑弧的搜索是困难的。遗传算法为解决这种问题提供了有力的方法和工具。第四章中，介绍了遗传算法。数值算例表明，遗传算法是一种全局优化搜索算法，能够有效克服经典搜索方法易陷入局部极小值的缺点。在第五章中，探讨了搜索变量的选取对搜索效率的影响，对此作者提出以滑弧的两个端点位置以及它所组成的弓形高(弓形高动态的决定)为搜索变量。实例表明，搜索变量的这种选取方法缩小了搜索范围，提高了搜索效率，有很好的应用前景。第六章中提出了基于遗传算法和拟静力法搜索地震作用下最危险滑移面及其相应最小安全系数的方法，并且绘制了安全系数分布图。从安全系数分布图可以看出地震对安全系数分布情况影响很小，扩大了安全系数低值区。此外作者针对以上研究内容编制了各种计算和数据处理程序。
郑轶轶[3]2008年在《抗滑桩加固边坡的稳定性分析》文中进行了进一步梳理抗滑桩作为治理滑坡的有效工程措施,在滑坡地质灾害防治中得到了广泛应用。而目前对于抗滑桩加固边坡的稳定性方法的研究还处于不成熟阶段,主要有极限平衡法和有限元分析法。极限平衡法采用诸多假设,将桩和土分开考虑,回避了桩-土的相互作用。而有限元方法弥补了极限平衡法的不足,能将抗滑桩和滑坡体作为整体分析,得到比较真实的受力状态。但目前有限元方法中广泛使用的强度折减法缺乏统一的临界判别标准。本文在研究稳定性分析方法的基础上,将邵龙潭教授提出的滑面应力法拓展运用到抗滑桩加固边坡的稳定性分析中,该方法采用与极限平衡法相同的安全系数定义,具有明确的物理意义,在有限元计算所得的真实应力场基础上采用模式搜索确定边坡的最小安全系数及最危险滑动面。通过与有限元强度折减法的计算结果进行了比较,表明该方法在加固边坡稳定性分析中的有效性。由于滑面应力法依托于有限元的应力计算结果,本文通过具体算例,比较了ABAQUS有限元软件中常用的Mohr-Coulomb和Drucker-Prager模型对边坡稳定的影响,为论文选用材料模型提供参考。通过与有限元强度折减法结果的对比,证明了本文滑面应力法在抗滑桩加固边坡稳定性分析中的可行性,并对加固边坡的可能破坏形式进行了探讨。在此基础上,采用滑面应力法系统分析了设桩位置、桩径、桩顶约束、材料参数、桩抗弯刚度等对抗滑桩加固边坡稳定性的影响,为抗滑桩加固边坡的简化设计提供参考依据。
赵新飞[4]2016年在《叁维边坡的最危险滑动面搜索研究》文中提出边坡稳定性分析的重点与难点之一就是如何搜索其潜在危险滑动面,目前大多数学者采用二维分析方法搜索边坡潜在危险滑动面,但关于搜索叁维边坡潜在危险滑动面的研究尚不够深入。实际工程中边坡稳定性分析往往是叁维问题,采用二维边坡计算方法计算出的稳定系数偏于保守,这样在设计边坡或者边坡支护时会造成一些不必要的浪费。基于现阶段的研究不足之处,本文采用叁维分析方法计算边坡的稳定系数,并结合优化算法搜索叁维边坡的潜在危险滑动面。搜索叁维边坡的潜在危险滑动面是一个十分复杂的问题,当采用稳定系数作为评价边坡稳定性的主要指标时,搜索叁维边坡潜在危险滑动面这一问题就可转化成数学问题,即边坡稳定系数是关于边坡基本参数、物理性质和滑体破坏滑动面形状的函数问题。这一函数极小值问题可以通过优化方法求解,这就是本文的研究思路。论文的主要研究工作如下:(1)为了更好地对比搜索结果,本文介绍了两种计算叁维边坡稳定系数的方法,编制了相应的计算程序,采用典型算例验证程序的合理性,并分析影响叁维边坡稳定性的重要因素,这些因素对稳定系数的影响程度对本文搜索潜在危险滑动面有着一定的指导作用;(2)结合叁维稳定性分析方法,采用遗传算法搜索潜在危险滑动面,简化滑体的物理方程,并推导了简单约束条件下土坡滑动面需要满足的约束不等式,使得搜索出的最危险滑动面具有实际的物理意义。搜索结果表明,将遗传算法应用到叁维边坡的潜在危险滑动面中,其表现出良好的全局搜索能力及收敛性。(3)借鉴遗传算法的搜索原理及基本流程,根据叁维边坡潜在危险滑动面所具有的特点,提出了一种搜索叁维边坡最危险滑动面的新方法—基因入侵算法。通过两个算例验证了基因入侵算法的合理性与有效性,其搜索结果与遗传算法的搜索结果误差很小,但搜索效率高于遗传算法。(4)分析了本文所提基因入侵算法与遗传算法搜索潜在危险滑动面时的优缺点,取长补短,将这两种方法联合起来搜索叁维边坡的潜在危险滑动面。通过搜索结果对比可知:联合方法能够集合遗传算法与基因入侵算法的优点,在同等条件下,其搜索效率较高,搜索结果精度最好。
张小稳[5]2007年在《边坡及阻滑桩加固稳定性分析方法研究》文中指出为了防止滑坡灾害的发生及满足现代工程建设安全的需要，边坡稳定分析和加固方法研究是工程建设中不可回避的课题。阻滑桩具有抗滑能力强、施工安全简便、速度快、工程量小、投资少、适用范围广等优点，在边坡加固中得到了广泛应用。本文介绍了边坡及阻滑桩加固边坡稳定分析的研究进展及研究现状。针对传统圆弧法滑弧控制变量取值范围难以确定的问题，建议采用圆弧的弦高Ds及圆弧滑动面与边坡面上、下交点的X坐标Xupp、Xlow为控制变量。该叁个变量均位于边坡范围以内，几何意义明确，取值范围易于确定，且可以避免破弧的出现，为整体了解安全系数的分布奠定了基础；应用有限元应力场进行边坡稳定分析，困难在于确定滑动面所经过的单元及相应的交点坐标。本文提出了一种滑动面定位的方法—蚂蚁行走法。该方法适用于任意形状的滑动面，几何意义简单明确，易于编程。将基于弦高控制变量的圆弧法，分别应用于极限平衡法和有限元间接法，编制了相应的FORTRAN计算程序并通过算例进行了验证。强度折减有限单元法弥补了极限平衡法的不足，但临界破坏状态的判别准则是其应用的瓶颈。本文详细介绍了强度折减法的基本原理，利用大型通用有限元软件ADINA通过两个不同的算例对各种判别标准进行了分析比较。结果表明：以塑性区从坡脚至坡顶贯通作为边坡临界破坏状态的判别标准适用性及准确性较差；以迭代计算的收敛性作为边坡临界破坏状态的判别标准理论上存在一定的不严密性；以特征点位移突变作为边坡临界破坏状态的判别标准物理意义明确，但位移突变并不一定总发生在计算收敛之前。因此，建议采用收敛性准则与特征点位移突变准则相结合的判别方法。目前，强度折减法中对安全系数的影响因素研究较多，其结论也相差不远，本文针对目前研究中较少涉及的对滑动面位置的影响进行了初步探讨，结果表明土的泊松比对塑性区及滑动面的位置影响较大。强度折减有限单元法应用于阻滑桩加固边坡有利于模拟和研究桩土相互作用及边坡破坏模式。本文采用收敛性与特征点位移突变相结合的判别准则对阻滑桩加固边坡进行了稳定性分析。通过算例分析了设桩位置、嵌入深度，弹性模量等因素对阻滑桩加固效果的影响。
李扬波[6]2013年在《边坡工程中关键滑动面研究及其程序研发》文中研究表明在边坡工程中，通常是通过计算分析确定具有最小安全系数的最危险滑动面，进而对边坡的稳定性进行评价，并做出相应的处治方案。然而很多工程实例表明，仅凭最危险滑动面往往不能真实地表示边坡的稳定性程度，也不能充分满足支护设计的要求。众所周知，边坡加固方案设计是根据滑坡推力的大小来进行的，然而，最危险滑动面计算得到的滑坡推力并不一定就是该边坡存在的最大滑坡推力；同时，边坡处治涉及到处治范围，若仅针对最危险滑动面进行加固处治而不考虑处治范围，就不能保证处治效果。本文针对边坡工程研究现状，提出了使用一组在边坡稳定性评价和处治中起控制作用的潜在滑动面来解决边坡稳定性评价及边坡处治问题。本文将这一组在边坡处治中起着控制作用的潜在滑动面定义为关键滑动面，并在提出关键滑动面概念的基础上，以土质边坡问题为研究对象，展开了如下研究：1、针对目前在边坡工程中通常仅凭最危险滑动面进行稳定性分析和处治设计不足，提出了关键滑动面的概念。关键滑动面共包括叁种滑动面，即反映边坡稳定程度的最危险滑动面，边坡处治时控制滑坡推力设计的最大滑坡推力滑动面和反映边坡潜在滑动区域的最深滑动面。2、研究了最大滑坡推力滑动面的实现方法。假定滑动面为圆弧滑动面，采用固定模式搜索法进行最危险滑动面的搜索，并采用不平衡推力法计算所有潜在滑动面的剩余下滑力。通过对所有潜在滑动面对应的剩余下滑力的比较，找出最大滑坡推力滑动面。3、应用c++的微软基础类库（MFC），在vs2010环境下编制了面向对象的边坡稳定性分析程序——基于关键滑动面的边坡稳定性分析程序。本程序共包括模型建立和参数设置、最危险滑动面搜索模块和扩展模块叁大模块，其中扩展模块又包括最大滑坡推力滑动面模块和最深滑动面模块。4、分别采用研制的程序和商业软件对经典算例进行了计算分析，验证了程序的正确性。对叁种关键滑动面之间的关系进行了比较，并论证了最大滑坡推力滑动面和最深滑动面在边坡处治中的工程意义。5、在编制边坡稳定性分析程序时，根据在边坡稳定性分析中滑动面的数据结构特点，本文选择了高效的容器结构存储滑动面的数据。
王东玮[7]2017年在《基于Matlab的土坡稳定性叁维极限平衡法程序开发及应用》文中认为边坡稳定性分析一直是国内外学者研究的热点问题,基于Mohr-Coulomb屈服准则与静力平衡条件下的二维极限平衡法,则是边坡稳定性分析中最为常用的方法之一,二维极限平衡法把边坡简化为平面应变状态,忽略了横向边界的影响,计算结果普遍偏小。叁维极限平衡法则考虑了滑裂面侧向作用力,计算得到的安全系数更能反应实际情况。本文在总结前人工作基础上,继续对叁维极限平衡法进行深入研究,鉴于我国一些学者突破了传统对条柱间作用力进行假设的思想,转而通过构造滑面正应力的方式提出了一种较为严格的叁维极限平衡法,本文针对该方法在求解安全系数过程中加以改进,对方程组中各积分项的求解采取离散后积分再求和的思想得以处理,并基于Matlab对几种经典的二维方法以及本文对叁维极限平衡法求解过程改进后的算法进行程序开发,同时完成了可视化的界面。最终应用叁个典型算例对本文开发的程序进行验证,并将叁维方法应用于九子崩滑堆积体的工程计算中。本文主要就以下4个方面进行了深入研究并取得了相应的成果:1.鉴于我国学者通过对滑面正应力进行合理的修正而提出的较严格叁维极限平衡法,本文采用了离散后积分再求和的思想对该方法的求解过程进行改进。将叁维滑体离散并结合滑面方程对离散后的滑面进行简化,通过计算各离散部分的积分,再求和即可得出各个方程中的积分的值,最终根据整个滑体的4个平衡方程构建平衡方程组,通过解析法求解安全系数。结果表明离散的部分越多,计算结果越趋近于稳定值,且精度较高。2.基于Matlab语言分别对改进Sarma法、Janbu法、Bishop法、传递系数法及准严格叁维极限平衡法进行程序开发。在程序前处理过程中,为了方便数据的转化,本文还编制了数据文件转化程序,增强了程序的易用性。结合叁个典型算例对上述算法进行验证,算例一结果表明Janbu法和Bishop法计算结果偏小,改进Sarma法考虑了侧向力,因此计算结果偏大,总体而言叁种方法计算结果相差不大,且与二维中较为严格的M-P法计算结果相近;算例二和算例叁结果表明,本文叁维方法对比前人提出的几种叁维极限平衡法和SLOPE/W算得的二维安全系数,结果都较为接近;本文方法、叁维Spencer法和叁维M-P法均满足了四个平衡条件(力及力矩平衡),理论模型较为严谨,因此计算结果也比较接近。结果充分表明本文计算程序的合理性与可靠性。3.鉴于滑坡治理设计主要依据剖面的推力值,为了对空间推力分布有个全局的认识,本文基于传递系数法,以西南地区典型滑坡堆积体为例,进一步计算整个坡体内各点推力值,并将计算结果呈现到叁维空间。根据勘查数据拟合坡面及滑面,编写程序对每个网格点上的推力进行计算,结果以叁维曲面形式在空间展示,实现了滑体内部推力分布的空间可视化。根据得到的推力空间曲面进一步研究滑体推力的纵向和横向分布规律。结果表明:纵向推力随着设计安全系数的增大不断增大,且增大幅度减小,随着滑面角度的减小,滑体厚度的减小,推力值减小;横向推力近似呈双折线分布。4.为了实现参数输入及计算结果、图像输出的可视化,基于Matlab设计了一个GUI界面。本界面将上述开发的几种极限平衡法及滑坡推力程序作为后台程序用于计算,界面中提供了计算方法的选择、参数的输入及计算结果的输出,该界面运行方便、操作简单,可以给工程应用提供极大的便利。
沈银斌[8]2013年在《临界滑动场法的改进与应用》文中指出边坡临界滑动场将极限平衡法与最优性原理有机结合起来,能够快速、准确和方便地找出边坡任意形状的全局临界滑动面、局部临界滑动面和其对应的安全系数,全面评价边坡的整体和局部稳定性。经过十余年的发展,临界滑动场方法已初步成为计算边坡,土压力和地基承载力的岩土稳定分析新方法。本文在已有研究成果基础上,完善临界滑动场方法的理论基础,拓展其应用范围,并将改进和拓展后的方法成功应用于工程实例中,使其逐渐成为理论严密、适应性强、功能完善、通用性好的岩土稳定分析新方法。同时本文基于滑面正应力修正的叁维边坡稳定性分析方法,提出了基于滑面正应力修正的计算浅埋矩形基础地基承载力的叁维分析方法。本文主要研究工作如下：1.针对岩体介质非线性破坏的特点,采取国际上广泛接受应用的建立在地质强度指标(GSI)法基础上的Hoek-Brown屈服准则,建立基于广义Hoek-Brown破坏准则的边坡临界滑动场新方法。首先,根据Hoek-Brown准则确定岩体强度参数；然后将Hoek-Brown准则不同法向应力水平上的剪切强度逐点等效到Mohr-Coulomb强度线上,用等效摩擦角和等效黏聚力的Mohr-Coulomb准则代替Hoek-Brown准则；最后将基于Mohr-Coulomb破坏准则的边坡临界滑动场计算方法进行改进,建立新的迭代方法,获得边坡在满足力与力矩平衡条件下的整体和局部临界滑动面和相对应的安全系数。将该方法应用于两个算例和铜陵新桥硫铁矿露天边坡的稳定性分析与比较,计算结果表明该方法既继承了临界滑动场方法快速、准确找到边坡整体局部临界滑动面的优点,又能考虑岩质边坡非线性破坏的特点,更加符合工程实际。2.针对岩体介质不连续性的特点,充分考虑结构面存在对岩质边坡稳定性的影响,对结构面采取新的处理方法,并基于岩体介质具有抗拉性的特点,灵活设置张拉裂缝,建立考虑岩体不连续结构面的边坡临界滑动场。将此方法应用于五个算例和铜陵新桥硫铁矿露天边坡的稳定性分析与比较,结果表明该方法在岩质边坡稳定性分析中的准确性和合理性。3.库水位升降过程中,边坡体内的孔隙水压力分布和坡外水位的变化,会对边坡的稳定性产生影响。对边坡临界滑动场进行改进,提出了可以考虑水位变化过程的边坡临界滑动场方法,该方法能够方便、快速的计算出边坡局部、整体安全系数和相对应的临界滑动面在水位变化程中的变化历程。通过对一个典型边坡和金坪子Ⅱ区蠕滑坡体在水位上升和下降过程中的稳定性分析与比较,结果表明水位变化过程中的临界滑动场方法能搜索任意形状的最危险滑面,计算得到的安全系数是合理的。4.降雨入渗过程中,孔隙水压力升高与基质吸力降低引起边坡稳定性的下降,是导致边坡滑塌的主要诱导因素。利用饱和-非饱和渗流有限元计算得到的孔隙水压力场,基于Fredlund提出的非饱和土抗剪强度理论,对边坡临界滑动场进行改进,提出了可以考虑降雨过程的边坡临界滑动场方法,该方法能够方便、快速的计算出边坡局部、整体安全系数和相对应的临界滑动面在降雨过程中的变化历程。将该方法用于两个典型边坡算例和绩溪至黄山高速公路红砂岩路基边坡在降雨过程中的稳定性计算,分析了降雨持续时间、降雨强度和非饱和强度参数取值等因素对边坡稳定性的影响,并将计算结果与其他方法进行比较,结果表明降雨过程中的临界滑动场方法能搜索任意形状最危险滑面,计算得到的安全系数合理。5.数值分析方法可以计算边坡应力、变形和破坏,但直接计算边坡安全系数比较困难；而极限平衡法需对边坡体内力做出假设,计算精度受到限制。利用数值分析方法计算得到的应力场,重新定义推力最大原理中推力的含义,将边坡临界滑动场方法作进一步的改进,提出了基于数值应力场的边坡临界滑动场方法。该方法可充分发挥两大方法的优势,能够准确、快速搜索出边坡临界滑动面位置,并给出更合理的边坡安全系数。通过两个算例的稳定性分析,并和其他方法进行比较,验证了该方法的准确性和合理性。6.将改进和拓展后的临界滑动场计算方法应用到铜陵新桥硫铁矿下盘边坡、金坪子Ⅱ区蠕滑坡体和绩溪至黄山高速公路红砂岩路基边坡的稳定性分析与评价,并结合实际情况,给出了合理的治理建议,结果令人满意。结果表明改进和拓展后的方法完善了临界滑动场方法的理论基础,并拓展了其应用范围,大幅度得提高了计算结果的可靠性。7.提出一种能够计算浅埋矩形基础地基承载力的叁维分析方法。首先,假设滑动面为一组由沿基础长轴方向的具有不同初始半径的螺旋线构成的叁维椭球滑面；然后,对基于滑面正应力修正的叁维边坡极限平衡方法进行改进,建立基于滑面正应力修正的计算固定叁维滑面极限承载力方法；最后,通过改变螺旋线极点位置,构造所有可能破坏的滑动面,试算不同滑面所对应的极限承载力,搜索出的最小值即为基础地基承载力,其对应的滑面即为破坏滑动面。为了使该方法能用传统的迭加法公式进行地基承载力计算,给出了叁维条件下的各地基承载力系数值,并研究了基础长宽比和土的内摩擦角对各系数的影响。用该方法和给出的叁维地基承载力系数分别对算例进行计算分析,并和其他方法进行比较,结果表明该方法合理可靠,能够方便、快速计算矩形基础地基承载力。
邓东平[9]2010年在《用于叁维复杂土坡稳定性分析的滑动面搜索新方法》文中认为本文提出利用随机角来生成随机滑动面的一种新方法,通过研究随机曲线的生成规律,将二维随机滑动面的搜索简化成不同角度和竖直土条划分相结合而生成的近似曲线的搜索。针对新方法在边坡坡面外形复杂、各种层状的非均质土层和水参与下遇到的一些不同情况采取了一些基本方案(包括整体稳定性和局部稳定性),并将滑动面搜索新方法应用于均质土坡、分层土坡和稳定渗流作用下的土坡稳定性分析。然后,在考虑边坡几何外形、土层参数和边坡水位变化叁种情况时,对边坡可能存在的局部稳定性进行了研究。为了拓展二维滑动面搜索新方法的应用,将单一曲线滑动面进行改进,提出了多段曲线滑动面搜索新方法并将应用于分层土坡中；提出了折线滑动面搜索新方法并将其应用于坡面外形复杂的土坡。通过以单一曲线滑动面搜索新方法为基础,提出了由母线和准线生成叁维任意滑动面的新方法,并就工程上滑动体非对称情况(包括准线不对称和长度不对称)、母线不在滑动体内沿滑动方向断面尺寸最大的面上、土坡含软弱夹层的情况,提出了解决措施,将其应用于叁维简单均质土坡和工程上常见的填挖方复合土坡、水平分层填方路堤、公路纵断面为平斜坡的土坡和含软弱夹层的土坡这四种复杂土坡算例中。通过对比计算与分析,获得了如下研究成果：(1)通过各种实例对比与分析,可得出新方法在均质土坡、分层土坡或有稳定渗流作用下的土坡中(包括边坡的整体稳定性或局部稳定性),计算出的安全系数与以往研究成果颇为接近,但得到的最危险滑动面与实际情况更为相符,因而可说明新方法的可行性；(2)稳定渗流作用下土坡的稳定性分析中,以非圆弧滑动面计算得到的结果较以圆弧滑动面得到的结果更为可靠,随着土坡坡内地下水位的升高,计算出的安全系数急剧下降,因而渗流效应会成为边坡发生失稳的一个重要因素；(3)在土坡的整体稳定性和局部稳定性中,边坡的几何外形、土层之间的差异、坡内外水位及土层的材料参数γ、c和φ的变化对土坡可能出现的局部失稳影响较大,但是φ与c的无量纲之比的减小可能使土坡转为整体稳定性；(4)在分层土坡中,计算出的安全系数以分段曲线滑动面方法最小,其次是单一曲线滑动面方法,圆弧滑动面方法最大。而从得到的临界滑动面的结果来看,当土层间材料物理性质相差较大时,其滑动面表现为非圆弧性,且各土层间的滑动面也不完全一致,可说明分段曲线滑动面新方法能够得到更接近于实际情况的最危险滑动面；(5)对叁维土坡问题进行研究,可知：①在同一土坡中,土坡的叁维稳定性高于二维稳定性性；②当填挖边坡上填方段和挖方段的材料不一致时,更容易在抗滑稳定性差的材料处发生失稳,但在填方段和挖方段的材料重度γ相同时,两种材料的φ／c是否相等在一定程度上对滑动体的对称性和大小有影响；③对于公路纵断面为平斜坡的土坡,其潜在最危险滑动面更倾向于平坡段,斜坡对边坡的稳定有一定的积极影响；④在含软弱夹层的土坡中,当滑动体的长度无限长时,其叁维稳定性趋于二维稳定性。其中,本文创新点如下：(1)本文方法较新颖,不仅能够适用于土坡的二维和叁维稳定性分析,而且能够较容易地在计算机上编程实现安全系数的计算和滑动面图形的绘制；(2)用本文新方法通过实例分析讨论了含软弱夹层土坡的滑动面型式选择(软弱夹层的存在对滑动面型式的选择有影响),得到了其滑动面的一般模式；(3)考虑渗流效应时,将竖直土条视为叁种划分情况,并分别进行受力分析,推导出简化Janbu法中土条的浮力和渗透力计算公式。
黄戡[10]2004年在《边坡稳定性分析及计算程序设计》文中研究指明边坡稳定性问题一直是岩土工程界的一个重要研究内容，它涉及到道路工程、水利水电工程、建筑工程、桥梁工程、隧道工程、废渣及垃圾处理等诸多工程领域。随着社会经济的迅猛发展，工程建设规模日益扩大，边坡失稳问题尤为突出。轻者引起边坡滑移，重者推毁边坡以下的构筑物，危及人们的生命财产安全。因此，边坡稳定性分析具有十分重要的意义。 本文遵循文献查阅——现场调研——模型建立——程序设计——实例分析的研究思路。本文在广泛查阅文献的基础上对边坡稳定性分析方法进行了分类：在综合考虑各种边坡稳定性分析方法的基础上，建立了基于极限平衡原理的均质土坡模型。本文采用较先进的蒙特卡罗技术搜索边坡临界滑动面，蒙特卡罗法按搜索路径可分为两类：定步长搜索和变步长搜索。在定步长搜索方法中产生大量任意滑动面以确定具有最小安全系数的临界滑动面；在变步长搜索方法中产生一系列迭代的滑动面即第Ⅰ次搜索结果修正后得到第Ⅰ+1次搜索结果。本文提出一种新的搜索方法，它是一种结合了定步长搜索和变步长搜索的新蒙特卡罗法，能够实现快速、准确地随机搜索到整个计算区域的边坡临界滑动面及其圆心的位置。本文采用简化Bishop法计算边坡最小安全系数，并与蒙特卡罗分析方法结合起来，所编制的边坡稳定分析程序能考虑土性参数和土坡边界条件的变化对分析计算结果的影响，因而能对边坡工程的稳定性问题作出比较准确的评价；其优点是避免了一般边坡稳定分析方法在这个问题上的简化处理，得到了更为精确的计算结果。本文采用Visual Basic6.0进行程序设计，通过动态坐标设计实现了边坡最危险滑动面搜索的可视化和计算最小安全系数的动态显示。该计算程序具有界面友好、操作简单、性能可靠、结果明了等特点。 本文对两个工程实例进行了计算，并对结果进行了分析。分析结果表明采用本文编制的程序计算的数百组数据所得结果与常用计算方法所得结果以及现场实际调查情况相吻合，说明该计算程序具有一定的可靠性和实用性。
参考文献：
[1]. 边坡稳定分析的有限元极限平衡法原理及程序实现[D]. 杨辉. 北京交通大学. 2014
[2]. 边坡稳定性分析中最危险滑动面的搜索[D]. 周圆π. 大连理工大学. 2004
[3]. 抗滑桩加固边坡的稳定性分析[D]. 郑轶轶. 大连理工大学. 2008
[4]. 叁维边坡的最危险滑动面搜索研究[D]. 赵新飞. 重庆大学. 2016
[5]. 边坡及阻滑桩加固稳定性分析方法研究[D]. 张小稳. 南京水利科学研究院. 2007
[6]. 边坡工程中关键滑动面研究及其程序研发[D]. 李扬波. 长沙理工大学. 2013
[7]. 基于Matlab的土坡稳定性叁维极限平衡法程序开发及应用[D]. 王东玮. 吉林大学. 2017
[8]. 临界滑动场法的改进与应用[D]. 沈银斌. 合肥工业大学. 2013
[9]. 用于叁维复杂土坡稳定性分析的滑动面搜索新方法[D]. 邓东平. 中南大学. 2010
[10]. 边坡稳定性分析及计算程序设计[D]. 黄戡. 中南大学. 2004
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