收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

强度折减法在斜坡稳定性分析中的适用性研究

杨有成  
【摘要】: 斜坡的稳定性分析是岩土工程界中一个至关重要的问题。近年来众多学者采用数值分析方法分析斜坡的稳定性问题,其中强度折减法是最为关注的方法之一,而且也是运用较多的方法,但是该方法也存在一定的争议,有一些问题需要进一步的探讨。本文以澳大利亚ACADS考核题为算例,阐述了强度折减法计算结果的影响因素,重点分析了计算网格的疏密和模型边界的大小对结果的影响,并且对边界范围提出了一种新的认识。另外,通过对ACADS考核题、中山电厂厂址斜坡、万塘滑坡和一些算例斜坡的分析得出了强度折减法的适用性,最后引入了MSSR(Modified Shear Strength Reduction)技术,使得利用强度折减法分析潜在的滑裂面及对应的稳定性系数成为可能,从而为斜坡工程设计提供了可靠的参考依据。具体的研究成果如下: 1.通过对强度折减法中的各个破坏标准进行对比分析,将数值计算的不收敛性作为斜坡破坏的判别标准。通过对ACADS考核题的分析,着重研究了计算参数和模型边界对强度折减法计算结果的影响。结果表明:弹性模量和泊松比对稳定性系数的影响很小,在计算时可以忽略。模型的边界范围对计算结果有一定的影响,随着模型边界范围的增大,稳定性系数逐渐增大;而且右边界和底边界对稳定性系数的影响较大,而左边界的影响最小。当其中的某一边界范围增大或减小时,另外两个边界范围的变化对结果的影响也随之增大或减小。在利用强度折减法进行稳定性分析时,边界范围应该取得适当,而且边界范围至少应包含滑裂面。 2.通过对毕肖普法进行分析,得出在分析非均质斜坡时,毕肖普法和强度折减法在本质上相同的。其次利用强度折减法对ACADS考核题中的非均质斜坡和含软弱夹层的斜坡进行稳定性分析,并将结果与极限平衡法得到的结果进行对比;同时利用该方法分析中山电厂厂址斜坡的稳定性,发现强度折减法可以得到令人满意的结果。证明了强度折减法可以用来分析非均质斜坡的稳定性问题。 3.通过对凸形和凹形斜坡的分析,得出以下结论:强度折减法可以用来分析凹形斜坡的稳定性;然而在分析凸形斜坡稳定性时,利用强度折减法有可能得不到最危险的滑裂面。通过对凸形斜坡的进一步分析,即分别研究第二级坡面的长度和坡度对强度折减法计算结果的影响,得出:对于凸形斜坡而言,如果利用强度折减法不能得出正确的滑裂面时,即使将第二级坡面的长度改变(第二级坡面至少包含最危险滑裂面),利用强度折减法仍不能得到正确的结果。因此,对强度折减法真正有影响的是第二级坡面的坡度。基于上述结论可以提出强度折减法分析凸形斜坡的适用范围:设第一级坡面的坡角为θ,当第二级坡面的坡度小于θ/3或者大于3θ/4时利用强度折减法可以得到最危险滑裂面,否则有可能不能得到最危险的滑裂面。最后通过对算例的分析,验证了以上适用范围的可靠性。 4.在国内首次引进了MSSR技术,该技术是强度折减法的改进。通过MSSR技术可以求出多级斜坡的潜在滑裂面及其对应的稳定性系数。在MSSR技术中,没有具体说明斜坡失稳的判据,本文通过分析得出:在利用MSSR技术时,可以结合坡体内的塑性区域和剪应变增量等值线来确定斜坡是否发生破坏。另外,通过对MSSR技术的分析发现MSSR技术中存在的一点问题,即在对强度参数进一步折减时,不应该将模型恢复至最初的稳定状态,否则稳定状态对应的应力和应变有可能对计算结果有影响,因此本文对MSSR技术进行了改进。另外,即使利用MSSR技术在分析凸形斜坡的稳定性问题,也有可能找出错误的滑裂面,此时应该遵循上述适用范围,即第二级坡面和第一级坡面的相对坡度关系。最后通过对Y.M.Cheng复杂斜坡算例的分析,进一步验证了以上结论的可靠性。 5.通过分别对考虑稳定渗流和地震作用下的斜坡稳定性分析方法进行分析,得出:对于以上两种情况,极限平衡法和强度折减法在分析斜坡稳定性时的本质是相同的,为强度折减法提供了一定的理论基础。通过利用强度折减法对分别考虑稳定渗流和地震作用的斜坡进行稳定性分析,并将结果与极限平衡法得到结果进行对比,得出两种方法的得到的稳定性系数和滑裂面的位置是很接近的。因此,强度折减法可以用来分析考虑稳定渗流情况和地震作用情况时的斜坡稳定性分析。 6.通过对剩余推力法进行分析,得出强度折减法和剩余推力法分析滑坡稳定性的步骤是一样的,为强度折减法分析滑坡的稳定性问题提供了理论基础。最后以万塘滑坡为研究对象进行数值模拟分析,利用强度折减法得到的滑动面和稳定性系数与剩余推力法得到的相近,验证了强度折减法可以用来分析滑坡的稳定性问题。另外,在分析滑坡稳定性时,滑带是已知的。一般而言,滑带的强度参数小于滑体的强度参数,而且远远小于滑床的强度参数,因此在利用强度折减法时,总能得到沿着滑带下滑的最危险滑动面。 本文的创新点主要有:1.在边界范围问题上摆脱了数值模拟方法建模原则的束缚,对边界范围提出了一种新的认识;2.提出了强度折减法分析凸形斜坡的适用范围;3.国内首次引进MSSR技术,并对该方法进行了补充和改进。 本文在理论分析的基础上采用澳大利亚ACADS考核题和具体的工程实例进行分析,比较全面的分析了强度折减法的适用范围,为强度折减法运用于工程实践中提供了一定的理论基础。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 杨有成;陈新泽;郭凯;;对强度折减法分析非均质边坡稳定性的适用性研究[J];中国水运(理论版);2008年01期
2 姜德义;周丽君;任松;侯亚彬;李付胜;;城市建筑边坡稳定性有限差分法数值模拟分析[J];重庆大学学报;2009年05期
3 周翠英,刘祚秋,董立国,尚伟,林鲁生;边坡变形破坏过程的大变形有限元分析[J];岩土力学;2003年04期
4 张永兴;胡居义;何青云;王桂林;;基于强度折减法小净距隧道合理净距的研究[J];水文地质工程地质;2006年03期
5 梁珊珊;赵莉莉;;边坡稳定分析的有限元强度折减法[J];广东建材;2006年07期
6 杨有成;李群;陈新泽;唐辉明;;对强度折减法若干问题的讨论[J];岩土力学;2008年04期
7 杨小礼;王金明;眭志荣;;基于Hoek-Brown屈服准则的隧道围岩稳定性分析[J];铁道科学与工程学报;2008年05期
8 王峥;林锋;赵如雄;;强度折减法在锦屏水电站对外专用公路13~#渣场边坡稳定性分析中的应用[J];甘肃水利水电技术;2010年02期
9 郭爱斌;万智;;基于强度折减法的红粘土边坡稳定分析研究[J];湖南交通科技;2010年01期
10 谭立清;包龙生;李航;;台阶对路堑边坡稳定性的影响分析[J];北方交通;2010年04期
11 曹云;肖武;;基于强度折减和容重增加法的三维边坡稳定性分析[J];煤田地质与勘探;2010年03期
12 程新涛;李利彬;尚永生;;用强度折减法分析汝阳尾矿坝的稳定性[J];路基工程;2010年05期
13 黄天均;田美霞;易朋莹;;重庆和泓南山道挡土墙弹塑性有限元分析[J];福建建材;2010年06期
14 刘春原;赵磊;张军其;龚攀;宋海超;;某高速公路路基边坡稳定性分析[J];世界地震工程;2010年S1期
15 刘新民;白象忠;;受复杂载荷作用的变截面柱的稳定性分析[J];燕山大学学报;1992年03期
16 娄咏阳;;谈钢结构的安装方法及稳定性问题[J];四川建材;2005年06期
17 夏昌浩;吉培荣;刘平;;理工科电类课程中稳定裕度概念及讨论[J];科技信息(学术研究);2007年03期
18 秦敏;白群立;范文斌;朱璐璐;段凯;;高填方路基稳定性的FLAC-3D分析[J];中外建筑;2007年06期
19 胡居义;;确定小净距隧道合理净距的数值模拟研究[J];公路隧道;2007年04期
20 徐晗;许凯;文松霖;韩芳;;磷石膏渣坝的稳定分析研究[J];长江科学院院报;2008年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘仲秋;章青;朱增强;;基于超变形法的深埋引水隧洞稳定性分析[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
2 苗原;李春文;;由李亚普诺夫函数导数的Taylor级数的部分和判定级数本身的定号性[A];1995年中国控制会议论文集(上)[C];1995年
3 李文东;马敬杰;;13.7m客车随动桥与转向桥的转角关系及其稳定性分析[A];2005年中国客车学术年会论文集[C];2005年
4 宋守全;王立军;王晓飞;董东涛;;热连轧活套系统的稳定性分析[A];2008年河北省轧钢技术与学术年会论文集(上)[C];2008年
5 刘长有;常发亮;林家恒;;再论线性奇异摄动系统的稳定性[A];1996中国控制与决策学术年会论文集[C];1996年
6 谢广明;郑大钟;;一类制造系统生产线模型循环控制稳定性分析[A];1998年中国控制会议论文集[C];1998年
7 刘东常;刘琰玲;袁志刚;;U形薄壳渡槽结构稳定性问题的研究[A];第六届全国结构工程学术会议论文集(第二卷)[C];1997年
8 王守唐;高东杰;胡包钢;;一维模糊PID控制器的圆判据稳定性分析[A];第十九届中国控制会议论文集(二)[C];2000年
9 叶鹏;方海涛;;参数未知的切换线性随机系统能稳分析[A];第二十三届中国控制会议论文集(上册)[C];2004年
10 刘东常;藉东;马文亮;刘琰玲;谢巍;张多新;;半解析法在加劲压力钢管局部稳定性分析中的应用[A];第六届全国水电站压力管道学术论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 林杭;基于线性与非线性破坏准则的边坡强度折减法研究[D];中南大学;2010年
2 刘晓;汶川地震区斜坡动力反应研究[D];中国地质大学;2010年
3 王桂林;岩石洞室地基稳定性研究[D];重庆大学;2004年
4 罗红娥;超高速主动锁模光纤激光器的稳定性研究[D];吉林大学;2007年
5 王从陆;非灾变时期金属矿复杂矿井通风系统稳定性及数值模拟研究[D];中南大学;2007年
6 侯震梅;集值优化最优性条件与稳定性问题的研究[D];西安电子科技大学;2005年
7 程桂芳;不连续非线性系统的稳定与镇定的若干问题[D];郑州大学;2007年
8 韩治;求解非线性粘弹性问题的时域精细算法[D];大连理工大学;2007年
9 刘兴文;正系统动力学性质研究[D];电子科技大学;2009年
10 高明;时滞神经网络的稳定性与同步研究[D];江南大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨有成;强度折减法在斜坡稳定性分析中的适用性研究[D];中国地质大学;2008年
2 杨有贞;边坡稳定性弹塑性大变形有限元分析[D];宁夏大学;2004年
3 王军;高陡岩土边坡有限元分析及综合治理[D];中南大学;2005年
4 王倩;基于强度折减的坝坡稳定性分析方法的研究[D];大连理工大学;2006年
5 叶华静;土石坝的有限元静力稳定分析[D];大连理工大学;2006年
6 王瑞;基于GSHF的离散时间系统零点稳定性研究[D];重庆大学;2007年
7 何盛;含贯通结构面的岩质边坡稳定分析[D];中南大学;2008年
8 张军;栗西沟尾矿坝工程地质特征及其稳定性研究[D];长安大学;2006年
9 徐业飞;铝合金人行天桥结构分析[D];浙江大学;2007年
10 曾垂城;带有时滞和不确定性的复杂网络研究[D];厦门大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 付学功 (河北省沧州水文局);开展污水处理技术适用性研究[N];中国水利报;2011年
2 胡鞍钢;中国经济稳定性问题亟待研究[N];北京日报;2007年
3 徐显珍;党章的执纪适用性研究[N];中国纪检监察报;2003年
4 徐显珍;党章的执纪适用性研究[N];中国纪检监察报;2003年
5 张鑫珩;走出质量困境 国产水泵需提高效率和稳定性[N];中国工业报;2006年
6 本报记者 王佳欣;多为祖国找石油[N];中国新闻出版报;2006年
7 记者 连晓东;商用倒计时 TD手机企业呼吁携手冲刺[N];中国电子报;2007年
8 刘晶;TD—SCDMA终端对接3G商用[N];中国电子报;2007年
9 本报记者 周源;五大特性支持龙芯刀片市场化[N];网络世界;2010年
10 吴具佳;SP2惹祸迁怒光驱[N];中国计算机报;2005年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978