边坡稳定性分析理论和研究方法的发展与现状

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边坡稳定性分析方法及其应用综述

边坡稳定性分析方法及其应用综述
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边坡稳定性分析方法及其综述
二、主要分析方法 2.2 数值分析法 3、离散元法以受节理切割成离散的块体为出发点,块与块 之间在角和面上的接触处有相互作用;离散元法常应用于应力 水平不高的情况,块体的弹性变形可以不计而将其视为刚性块 体;根据岩块的几何形状及其邻接块体的关系,建立运动方程, 采用以时步渐进迭代的动态松弛显示解法,求出每一时步块体 位置和接触力,反复迭代直至平衡状态。离散元法也可考虑块 体本身的弹性变形,称为变形离散元法。 4、拉格朗日法是一种分析非线性大变形问题的数值解法, 它以连续介质力学为基础,利用差分格式,按时步积分求解, 随着构形的变化不断更新坐标,允许介质有大的变形。
边坡稳定性分析方法及其 应用综述主讲ຫໍສະໝຸດ :JimmyPage1
边坡稳定性分析方法发展历史
主要分析方法
各分析方法在边坡稳定性分析的应用
展望
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边坡稳定性分析方法及其综述 一、边坡稳定性分析方法发展历史 边坡稳定问题是岩土工程中一个很重要的问题, 正确评价 边坡的稳定性, 对于确保生产建设和人民财产安全具有重要的 意义。随着现代科学技术的发展,对边坡稳定性的研究已然形 成了一个专门性的应用研究课题,并且得到良好的发展。自新 中国成立以来,我国对边坡稳定性研究大致可分为以下3个阶段: 第一阶段(20世纪50年代):是从研究铁路路堑边坡和引水 渠道边坡开始的。当时主要是对人工边坡的类型进行划分,采 用工程地质类比法给出稳定边坡角,作为边坡设计的依据。 第二阶段(20世纪60年代):开始形成岩体结构的观点。划出 了边坡岩体结构的类型,提出了实体比例投影方法,用以进行 块体破坏的计算,判别边坡的稳定性,同时开展大型野外岩体 力学试验,在边坡稳定计算方面也有了很大进展。

边坡稳定性分析方法

边坡稳定性分析方法

边坡稳定性分析方法1.1 概述边坡稳定性分析是边坡工程研究的核心问题,一直是岩土工程研究的的一个热点问题。

边坡稳定性分析方法经过近百年的发展,其原有的研究不断完善,同时新的理论和方法不断引入,特别是近代计算机技术和数值分析方法的飞速发展给其带来了质的提高。

边坡稳定性研究进入了前所未有的阶段。

任何一个研究体系都是由简单到复杂,由宏观到微观,由整体到局部。

对于边坡稳定性研究,在其基础理论的前提下,边坡稳定分析方法从二维扩展到三维,更符合工程的实际情况;由于一些新理论和新方法的出现,如可靠度理论和对边坡工程中不确定性的认识,边坡稳定分析方法由确定性分析向不确定性分析发展。

同时,由于边坡工程的复杂性,边坡稳定评价不能依赖于单一方法,边坡的稳定性评价也由单一方法向综合评价分析发展。

1.2 边坡稳定性分析方法边坡稳定性分析方法很多,归结起来可分为两类:即确定性方法和不确定性方法, 确定性方法是边坡稳定性研究的基本方法,它包括极限平衡分析法、极限分析法、数值分析法。

不确定性方法主要有随机概率分析法等。

1.2.1 极限平衡分析法极限平衡法是边坡稳定分析的传统方法,通过安全系数定量评价边坡的稳定性,由于安全系数的直观性,被工程界广泛应用。

该法基于刚塑性理论,只注重土体破坏瞬间的变形机制,而不关心土体变形过程,只要求满足力和力矩的平衡、Mohr-Coulomb准则。

其分析问题的基本思路:先根据经验和理论预设一个可能形状的滑动面,通过分析在临近破坏情况下,土体外力与内部强度所提供抗力之间的平衡,计算土体在自身荷载作用下的边坡稳定性过程。

极限平衡法没有考虑土体本身的应力—应变关系,不能反映边坡变形破坏的过程,但由于其概念简单明了,且在计算方法上形成了大量的计算经验和计算模型,计算结果也已经达到了很高的精度。

因此,该法目前仍为边坡稳定性分析最主要的分析方法。

在工程实践中,可根据边坡破坏滑动面的形态来选择相应的极限平衡法。

高填方路基边坡稳定性研究

高填方路基边坡稳定性研究

高填方路基边坡稳定性研究一、研究背景边坡的稳定性问题也是岩土工程学科中最古老的研究课题之一。

当前,我国高等级公路建设逐渐由发达地区转向落后地区,由平原转入山区,西部高等级公路通车里程不断增多。

伴随着高速公路进入山区,西部山区或库区地形地质复杂带来的问题也逐步显现:山区坡陡山高、地形起伏大,高速公路布线难度也较大,导致山区高速公路桥隧比例高、桥墩高达上百米、公路填挖量大(高达80余米的挖方或填方边坡屡见不鲜)、巨大的填挖高度带来巨大的占地面积及巨大的土石方工程工程量,进而导致高速公路每千米造价屡屡攀高。

一般而言,山区高等级公路深沟路段一般采取桥梁方式跨越,而高山路段一般采取隧道方式穿越,这就是山区常见的桥接隧、隧接桥的现象,这容易导致棘手的土石方平衡问题:由于桥跨路段不能消耗弃土,隧道洞渣就不能用于填筑路堤,大量过剩的隧道洞渣则必须寻找弃土场,而山区起伏不平的地形也很难找到合适的弃土场,即使找到弃土场,又将对库区水系、V形冲沟带来不利影响。

这些都对当代土木工程师提出了考验。

因此,当高等级公路跨越冲沟时,如果存在隧道洞渣废方,以超高填方路堤替代桥跨结构无疑也是一种解决方案,这与设置桥梁的方案相比较而言,既经济又环保:消除了挖方废方,减少了弃土场,保护了原始植被和耕地。

这种情况在已建的成渝高速公路、成雅高速公路、西攀高速公路、达陕高速公路、成南高速公路和柳桂高速公路上均有运用。

但是,已建成的多条高速公路的超高路堤已经发现了不同程度的破坏。

既然高速公路建设中出现了如此大量的超高路堤,由此而产生的超高路堤稳定性问题也变得十分突出,成为了建设、施工和科研等单位需要破解的难题之一。

山区高速公路的地形更加复杂,冲沟发育,沟深壁陡,很多呈“V”字形。

在这些地方填筑的填方路堤高度一般属于高路堤,一般的高填方都在20m以上,少数地方填方高度达到40m,甚至更高。

这种超高路堤填筑体积巨大,就更容易发生路基病害,超高路堤边坡的稳定性也更差,超高路堤对其支护结构物的土压力也较大。

边坡稳定性的研究

边坡稳定性的研究

边坡稳定性的研究边坡是为保证路基稳定,在路基两侧做成的具有一定坡度的坡面。

按照其成因可以分为人工边坡和自然边坡,前者主要是人工开凿的一些堤坝边坡。

按照物质组成,边坡分为岩体边坡、土体边坡,以及岩、土体复合边坡3种。

按照稳定程度,分为稳定边坡、不稳定边坡,以及极限平衡状态边坡。

而一提到稳定性就离不开力学的分析,在一定的范围内边坡是稳定的,超出范围坡体的移动,就会造成应力和剪力的重新分布,有可能就会造成应力集中的现象,一旦出现这种情况,就有可能使边坡滑动甚至崩裂。

所以对边坡稳定性的研究,我们先开始从对力分析方面开始。

对边坡岩石应力分析必须在边坡岩体处在自重应力场的理想状态下和边坡岩体是均质的情况下。

边坡形成后,岩体中的应力状态就会有很大的改变。

如右图所显示的那样,斜坡的主应力明显发生了倾斜,在越靠近破面的位置其中的原为竖直方向的应力就越发的与斜坡面平行,原来水平方向的应力就会趋近于垂直斜坡面。

从图中我们还可以看出在两种应力差值最大的区域会产生一个最大的剪应力区,最大剪应力区由原来的直线变成了近似于圆弧的曲线,其中凹面朝着临空面。

而且也可以明显看出在坡脚的位置会出现应力集中的现象,同样在河谷谷底也会出现应力集中,这都是斜坡具有的现象。

边坡岩体在破坏之前,总要经历一定的变形作用。

岩质边坡的变形以坡体未出现贯通性的破坏面为特点,但在坡体的局部区域,特别在坡面附近也可能出现一定程度的破裂与错动,然而整体而言,并未产生滑动破坏。

在变形和破坏之间存在着从量变到质变的一个过程,对坡体的变形研究具有重大的意义。

通过研究岩体变形的整个过程,并且演化出来坡体变形的整个过程,用过岩体的力学分析来预测坡面什么时候破坏,这对人身安全和财产安全具有重大的意义。

边坡岩体的变形分为松弛张裂和蠕动变形这两种。

在边坡形成的初始阶段,往往在坡体中出现一系列与坡面近于平行的陡倾张开裂隙,使边坡岩体向临空方向张开。

这种过程和现象称为松弛张裂(也称松动)。

边坡稳定性评价方法研究及发展趋势

边坡稳定性评价方法研究及发展趋势

第21卷 第7期岩石力学与工程学报 21(7):1087~10912002年7月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering July ,20022001年11月15日收到初稿,2001年12月15日收到修改稿。

* 霍英东教育基金(71018)和教育部高等学校骨干教师资助计划资助项目。

作者 夏元友 简介:男,1966年生,1997年于北京科技大学资源工程学院采矿工程专业获博士学位,现任教授、博士生导师,主要从事岩土工程方面的教学与研究工作。

边坡稳定性评价方法研究及发展趋势*夏元友 李 梅(武汉理工大学土木工程与建筑学院 武汉 430070)1 前 言边坡稳定性问题一直是岩土工程的一个重要研究内容,而边坡稳定性评价结果的正确与否直接关系到边坡工程的成败。

现在岩土边坡的开挖深度已高达百米以上,尤其是岩质边坡,如三峡永久船闸已高达170 m [1]。

目前边坡稳定性评价方法多种多样,但由于边坡稳定受多方面因素影响,而各因素具有不确定性(模糊性、随机性、信息不完全性和未确定性)和复杂性,故传统的确定性分析方法如极 限平衡理论用于边坡分析,结果不十分理想。

但不论是确定性分析如蒙特-卡洛模拟法、一次二阶矩 法[2],还是不确定性方法如模糊数学、灰色理论、数量化理论、信息模型法等,其用于边坡稳定性评价的准确性与实际情况仍有差距。

本文在介绍边坡稳定性评价方法的一系列成就基础上,探讨其发展趋势。

2 研究进展2.1 有限元方法有限单元法是数值模拟方法在边坡稳定评价中应用得最早的方法[3],也是目前最广泛使用的一种数值方法,可以用来求解弹性、弹塑性、粘弹塑性、粘塑性等问题。

其优点是部分地考虑了边坡岩体的非均质和不连续性,可以给出岩体的应力、应变大小和分布,避免了极限平衡分析法中将滑体视为刚体而过于简化的缺点,可近似地根据应力、应变规律去分析边坡的变形破坏机制;但它还不能很好地求解大变形和位移不连续问题,对于无限域、应力集中等问题的求解还不理想。

边坡稳定性分析与方法进展

边坡稳定性分析与方法进展

离散元(DEW)法 离散元(DEW)
离散元法是由CnudanP A(197)1首先提出并应 用于岩土体稳定性分析的一种数值分析方法。它是 一种动态的数值分析方法,可以用来模拟边坡岩体 的非均质、不连续和大变形等特点,因而,也就成 为目前较为流行的一种岩土体稳定性分析数值方法。 该法对块状结构、层状破裂或一般碎裂结构岩体比 较适合。
诺模图: 根据一定的几何条件(如三点共线), ),把一个 诺模图: 根据一定的几何条件(如三点共线),把一个 数学方程的几个变量之间的函数关系, 数学方程的几个变量之间的函数关系,画成相应的用具有刻 度的直线或曲线表示的计算图表, 度的直线或曲线表示的计算图表,是工程技术上常用的一种 计算图表。 计算图表。 赤平极射投影是表示物体的几何要素或点、直线、 赤平极射投影是表示物体的几何要素或点、直线、平面 的空间方向和它们之间的角距关系的一种平面投影. 的空间方向和它们之间的角距关系的一种平面投影.它以一 个球体作为投影工具(称投影球) 个球体作为投影工具(称投影球),以球心作通过球心且垂直 投影平面的直线与投影球面的交点,称为球极, 投影平面的直线与投影球面的交点,称为球极,依人们描述 地球的习惯用语,就称投影平面为赤道平面, 地球的习惯用语,就称投影平面为赤道平面,其相应的两个 球极,上部为北极,下部为南极。作赤平投影图时, 球极,上部为北极,下部为南极。作赤平投影图时,将物体 的几何要素置于球心,由球心射线将所有的点、 的几何要素置于球心,由球心射线将所有的点、线、面自球 心开始投影于球面,就得到了点、直线、平面的球面投影。 心开始投影于球面,就得到了点、直线、平面的球面投影。 再以投影球的南极或北极为发射点,将点、直线、 再以投影球的南极或北极为发射点,将点、直线、平面投影 点或线)在投影于赤道平面上。 (点或线)在投影于赤道平面上。这种投影就称为赤平极射 投影.由此得到的点、直线、 投影.由此得到的点、直线、平面在赤道平面上的投影图就 成为赤平极射投影图。 成为赤平极射投影图。

土质边坡稳定性分析研究现状与趋势

土质边坡稳定性分析研究现状与趋势

土质边坡稳定性分析研究现状与趋势摘要:土坡失稳是西南地区乃至全国主要地质灾害类型,具有突发性、广泛性、致灾严重性等基本特点。

为了更好的梳理土质边坡的研究现状,将其概化为土质边坡失稳原理、土质边坡稳定性计算方法以及土质边坡稳定性评价方法等3个方面,发现学者们针对不同因素对土坡失稳的影响、土坡在二维方向上的稳定性计算方法和评价模型有较为深入的研究,但是缺少土坡在三维方向上的状态以及不同失稳判据之间的协调性研究。

指出了土质边坡稳定性分析研究应进一步聚焦的3个方向:土质边坡在3维方向上的稳定性表达、寻找更加准确的失稳判据以及建立合适的土质边坡监测预警系统。

关键词:土质边坡;稳定性分析;研究现状;研究趋势0引言土质边坡稳定性分析是指对处于一定自然条件下的土坡,采用人工勘测、软件分析、试验模拟等手段,对土坡的应力应变特征以及其他性质得出结论的过程[1]。

土坡失稳是指土坡在人为或自然因素下,导致其原有稳定状态发生破坏的一种地质灾害现象[2]。

土体的运动可分为五种基本类型:倒塌、倾覆、滑动、拓展和流动,其中最为常见的为滑动[2]。

土坡滑动失稳常发生于我国的西南地区,具有突发性、致灾严重性等特点,对于经济发展以及人民安全将会产生巨大的影响。

我国地处于亚洲东部,太平洋西部,地形地貌复杂,地质灾害频发。

据中华人民共和国国家统计局发布的2008—2017年间国内滑坡地质灾害统计数据表明我国依然存在着大量滑坡地质灾害现象。

防治土坡失稳地质灾害的首要任务是能够准确识别并判断出欠稳定土坡,基于笔者对文献的阅读以及工程实践,将土质边坡稳定性分析研究现状分为土质边坡失稳原理、土质边坡计算方法以及土质边坡评价方法,对研究成果进行了系统梳理,并探究了土质边坡稳定性分析研究趋势。

1土质边坡稳定性分析研究现状明晰土坡发生滑动失稳的基本原理是有效防治此类地质灾害的重要基础理论问题。

滑动是由于剪应变和位移造成的一种运动[2]。

土坡滑动失稳的原因有两种,土坡自身的应力平衡状态被外界力破坏或由于外界因素导致土体抗剪强度降低[1]。

边坡稳定性的研究现状及展望

边坡稳定性的研究现状及展望

边坡稳定性的研究现状及展望一、概述边坡失稳破坏是一种复杂的地质灾害过程,边坡内部结构的复杂性和组成边坡岩石物质的不同,造成边坡破坏具有不同模式。

对于不同的破坏模式就存在不同的滑动面,因此应采用不同的分析方法及计算公式来分析其稳定状态。

目前用于边坡稳定性的分析方法包括工程类比法、图解法、极限平衡法、极限分析法及可靠度分析方法,其它如模糊数学分析法、分形分维理论、灰色理论分析法及神经网络分析法、信息优化处理法等,另外,还有地质力学模型等物理模型方法和现场监测分析方法等。

二、定性分析方法[1]主要是通过工程地质勘察,对影响边坡稳定性的主要因素、可能的变形破坏方式及失稳的力学机制的分析,给出边坡的稳定性状况及发展趋势的定性说明和解释。

1.自然(成因)历史分析法该方法根据边坡发育地质环境、边坡发育历史中各种变形破坏迹象及其基本规律和稳定性影响因素的分析,追溯边坡演变的全过程,对边坡稳定性的总体状况、趋势和区域性特征做出评价和预测。

2.工程类比法该方法实质上是把已有边坡的稳定性状况及其影响因素等方面的经验应用到类似边坡的稳定性分析和设计中去的一种方法。

通过分析,来类比分析和判断研究对象的稳定性状况、发展趋势、加固处理设计等。

3.图解法图解法实际上是数理分析方法的一种简化方法,如Taylor图解、赤平极射投影图法、实体比例投影图法、MarklandJJ投影图法等。

三、定量分析方法1.刚体极限平衡分析法极限平衡法是根据边坡上的滑体分块的力学平衡原理(即静力平衡原理)分析边坡各种破坏模式下的受力状态以及边坡滑体上的抗滑力和下滑力之间的关系来评价边坡的稳定性。

工程中常用的有Fellenius法、Bishop法、Janbu法、Morgenstern-Price法、Spencer法、传递系数法、Janbu 法、契形体法、Sarma法等;此外还可采用Hovland法和Leshchinsky法等对滑坡进行三维极限平衡分析。

边坡稳定分析方法研究现状及发展趋势

边坡稳定分析方法研究现状及发展趋势
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式中 S 一抗 剪强度 一 f一 一实j 剪应 力; C, 留 一 土体 实 际 的 抗 剪 强 度 参
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c, ’ 土体达 到极 限状 态时 的 抗剪 强度参数; 边 坡 中最 小的 稳定 系数 称 为边坡 稳 定安 全 系数, 它表 示了边 坡的 稳定程 度。 方法均 该 假 设土体 沿 着一 个潜在的 滑 动面发生 刚性 滑 动 或转 动, 动土体是理 想的刚 塑性 体 , 滑 不考 虑 土的应力一应变关 系, 并认 为沿着滑 动面各 点 上的 强度 发挥 程 度以 及抗 剪强度折 减安 全 系数 相同, 其安全 系数 的表述与滑坡 体所在区 域 的变形特点和滑坡体 外区域 的地 质情况 、 受 力条 件等 完全不发生关系。 这种方法的 难点在 于潜 在最 危险滑 动面 的搜索 及边坡 稳 定安 全 系数的确定 。 12 .条分法 基于极 限平 衡原 理 的不 同条分法 在于采 用不 同的计 算假定 , 肖 毕 酱法 , 假定了所有各土 条之间的切向条间力为0 也就是假 定条问力合 , 力方向为水平; 斯宾 赛法假 定相邻土条之 间的 法向条间力与切 向条 间力之 间有一固定的常数 关 系, 即各条 间力合力的方 向是互相平 行 的; 摩根 斯坦 普 牵 斯法 在对 任意 曲线 形状 的滑 负 裂面进 行分析的 基础 上, 立了满 足力和力矩 建 平衡 的微分方程式 , 然后 假定两相 邻土条法 向 条间力和切 向条间力之间存在一 个对 水平方 向 坐标 的函数 关系, 根据 整个滑 动土体的边 界条 件求出问题 的解答。 2数值 分析方法 . 计 算机 技 术的快 速发 展使 各种数 值计算 方法在边 坡 稳 定性评 价在 工程 中广 泛应 用成 为了可能。 数值分析方法 主要有有 限单元法 、 离散 单元法和 非连续变形 分析方 法等。 21 . 有限单元法 有限单元法 ( i i l n Meh d Fnt Ee e me t to , 简称 FE 是 以 连续介 质力学为 基础的 数值 M) 分析 方法 , 到 了广泛 的应用 。 得 目前 有限 元边

边坡稳定性分析方法综述

边坡稳定性分析方法综述

边坡稳定性分析方法综述摘要:综述了目前边坡稳定性分析的一些常用方法。

按定性析方法、定分量分析方法和不确定分析法的分类形式分析了边坡稳定分析的研究方法。

阐述了各种定性、定量分析方法的基本原理、特点及适用范围,着重描述了这些方法的研究现状及其特点,提出边坡稳定性分析方法的应用模式。

针对边坡稳定性问题自身的特点及其研究现状提出了今后边坡稳定问题研究的发展趋势,以使边坡稳定性分析方法更加完善,指出边坡稳定性分析方法的向着更为综合、更为精确、更为合理的方向发展。

关键词:边坡稳定性;分析方法;定量分析;发展趋势Summarization of Slopes Stability Analysis MethodAbstract:This paper summarizes some traditional methods of slope stability analysis。

By using the quantitative analysis method,the qualitative analysis method and the uncertainty analysis method,the paper analysis methods of slope stability,And then various qualitative and quantitative analysis methods of basic principles,characteristics and scope are described, mainly describes their research status and characteristics, and puts forward its application pattern. According to the properties and research status, discussed the development trends of slope stability problem and has a reasonable expectation of the developmental currency, so as to improve the stability analysis method of the side slope,Pointing that the direction of slope stability analysis method is more comprehensive , more precise , more rational 。

边坡防护技术的研究现状与发展趋势

边坡防护技术的研究现状与发展趋势

边坡防护技术的研究现状与发展趋势1. 研究现状边坡防护技术是在土木工程领域中非常重要的一个领域,它涉及到对自然边坡或人工边坡进行稳定性分析和防护措施设计。

当前,边坡防护技术的研究主要集中在以下几个方面:1) 稳定性分析技术:通过地质勘察、工程地质和数值模拟等手段,对边坡进行稳定性分析,评估边坡的稳定性,为后续的防护设计提供依据。

2) 防护材料和结构设计:研究各种防护材料的性能和适用范围,以及根据边坡的不同情况设计合适的防护结构,如挡土墙、护坡、喷锚网等。

3) 监测与预警技术:利用遥感技术、物联网技术等手段,实现对边坡稳定性的实时监测和预警,及时发现边坡变形和滑坡等问题。

4) 生态修复技术:将生态保护与边坡防护相结合,采用植被覆盖、地被覆盖等生态修复手段,保护边坡同时实现生态效益。

这些研究方向的发展,不仅为边坡防护技术的提升奠定了基础,也为边坡防护工程的实施提供了科学依据。

2. 发展趋势随着科技的不断进步和工程技术的不断发展,边坡防护技术也在不断创新和完善。

未来,边坡防护技术的发展趋势主要表现在以下几个方面:1) 智能化技术应用:随着人工智能、大数据和云计算等技术的飞速发展,边坡防护技术将更加智能化,实现对边坡稳定性的更精准监测和预警,提高边坡防护的实时性和准确性。

2) 可持续发展理念的融入:未来的边坡防护将更注重生态修复和可持续发展理念的融入,注重保护自然环境,实现边坡防护与生态保护的双赢。

3) 多学科交叉应用:未来的边坡防护技术将更多地借鉴地质学、物理学、生态学等多学科知识,实现跨学科的综合应用,提高边坡防护技术的综合效益。

4) 国际合作与经验共享:随着全球化的发展,未来的边坡防护技术将更加倾向于国际合作和经验共享,吸收国外先进技术和经验,不断提升国内边坡防护技术水平。

边坡防护技术的研究现状和发展趋势十分值得关注,我们需要不断加强研究力度,推动边坡防护技术的创新和发展,为社会和环境安全保驾护航。

边坡稳定分析方法研究进展

边坡稳定分析方法研究进展

一、边坡稳定分析的发展现状总体上来说,边坡稳定分析有定性分析方法和定量分析方法两大类。

定性分析方法主要是通过工程地质勘察,对影响边坡稳定性的主要因素、可能的变形破坏方式及失稳的力学机制等的分析,对已变形地质体的成因及其演化史进行分析,从而给出被评价边坡一个稳定性状况及其可能发展趋势的定性的说明和解释。

定性分析的优点是能综合考虑影响边坡稳定性的多种因素,快速地对边坡的稳定状况及其发展趋势作出评价。

然而,人们更关心的是如何定量的表示边坡的稳定性,即边坡稳定分析的计算方法。

边坡稳定分析的计算方法有很多,如条分法、数值分析方法、塑性极限方法、可靠度方法和模糊数学方法等。

目前,对于土质边坡来说,为人们所熟知和广泛讨论的方法有条分法和有限元方法。

条分法因为其力学模型简单适用,可对边坡进行定量的评价,经过长期的工程实践和不断的完善和补充,已经成为边坡稳定分析的成熟方法。

近年来随着数值分析方法在工程领域应用技术的成熟,同时为弥补条分法假设上的不足,有限元方法正成为边坡稳定分析的热点。

(1)条分法条分法建立在摩尔-库仑强度准则、安全系数的定义和静力平衡条件基础上。

①摩尔-库仑强度准则若土坡沿某一滑面滑动,则在该滑面上的任一点的土体达到极限平衡状态,即:式中: f τ为抗剪强度;c '为有效粘聚力;σ'、σ为滑面上的有效应力和总应力;ϕ'为有效摩擦角;u 为孔隙水压力。

②安全系数安全系数通常有两种定义方法:一种是通过加大外力以达到极限平衡状态,具有超载系数的性质;另一种是通过降低材料的强度达到极限平衡状态,具有强度储备系数的性质。

Bishop [1](1955)定义了如下的安全系数具有强度储备的性质,即安全系数为整个滑动面上的抗剪强度与达到平衡所须的剪应力之比:式中:f τ为滑面上的抗剪强度;τ为达到平衡所须的剪应力。

上述将强度指标的储备作为安全系数定义的方法经过多年的工程实践已被工程界广泛承认。

边坡稳定分析方法综述及发展趋势研究

边坡稳定分析方法综述及发展趋势研究

因素 , 建立 图表 等 评 分体 系 来 评 判边 坡 稳 定 性 。此 方法需 要对 已有 的边坡 进 行 大 量 的研 究 , 面地 分 全
析待评 价边 坡与 已有 边坡 在可 能 出现 的破 坏模 式方
面 的相似 性和差 异性 , 且兼顾 工程 的等 级 、 别等 并 类 特殊要 求 , 对评 价 边 坡 的稳 定 性 状 况做 出判 断 。所 以特别适 用 于地质 条件 复杂 的矿 山岩质 高边 坡 。缺 点 主要 为类 比时 主观随意 性太 大 。
切 向条 间力为 零 。通 过 重新定 义安 全系数 为沿 整个
不稳 定块 体 的形状 、 规模 和滑 动方 向 。缺 点 : 简化 过 程 中使 用 的假设 导 致 与 实 际情 况 有 误 差 , 且 对判 并
断 为不稳 定 的岩质 边坡需 进一 步用 计算 加 以验证 。
滑裂 面 的抗 剪强 度 与 实 际产 生 剪 应力 的 比值 , 得 使
自然 界和基 本工 程 建设 中 面 临 的重 大灾 害 , 国 民 在
经 济建设 中已造成 多次重 大经 济损失 及人 员伤亡 事
件 。 因此 , 研究 边 坡 稳定 性 问题 具有 重 要 意 义 。边 坡稳 定性 问题 的研 究 已有一 百 多 年 的历 史 , 由于 但 边坡 发生 破坏 失稳是 一个包 含边 坡 内部结构 复杂 性 和组 成边坡 岩石 物 质 不 同等 原 因的 复杂 地 质 过 程 ,
图解 法是依 据试 验 、 质 学 、 学 和工 程 经 验 , 地 力
矩的平衡 , 计算土体在荷载作用下的稳定安全系数 , 并 以其大小 来判 断边坡 的稳 定性 。极 限平衡 分析 法 从 最 古 老 又 最 简 单 的条 分 法一 瑞 典 条 分 法 发 展 到

露天矿边坡稳定性监测技术现状及进展

露天矿边坡稳定性监测技术现状及进展

1引言露天矿山在生产过程中,由于开采、运输及排弃等作业,形成了大量的人工边坡。

这些边坡在长期高强度的开采扰动以及外部环境条件等因素作用下,常常发生边坡失稳现象,甚至引起滑坡和泥石流等各种地质灾害,导致大量人员伤亡和巨额的经济损失[1,2]。

由此可见,露天矿边坡稳定是确保露天矿山安全生产的重要保障之一。

边坡失稳现象的出现往往导致岩土体物理力学性能参数(如位移和压力等)的变化,监测边坡稳定性能够有效地捕捉到这些参数的变化,掌握边坡岩土体变形破坏规律,并进行边坡失稳预警。

因此,露天矿边坡监测对确保露天矿边坡稳定有着十分重要的意义。

目前,最能直接体现边坡稳定状态的是边坡变形特征[3]。

边坡位移监测通过监测边坡岩土体的位移,获得边坡变形区域分布、变形类型和变形时间,建立变形演化与边坡稳定性间的关系,进而对露天矿山边坡变形趋势进行预测和失稳预警。

本文将露天矿边坡位移监测分为表面位移监测和地下位移监测这两种,通过分析近年来露天矿边坡位移主要监测技术的基本原理以及适用范围,总结边坡监测的主要问题及未来发展方向,为露天矿边坡安全监测提供参考。

2露天矿边坡表面位移监测2.1传统大地测量法传统大地测量法主要是利用测量仪器(如经纬仪、水准仪和全站仪等)对边坡变形监测点进行位置变化测量监测,并通过对监测点的定期监测,计算获得边坡表面变形,并分析边坡变形特征和评价边坡稳定性。

由于该方法具有操作简单和成本低等特点,因而在露天矿边坡的监测中得到了十分广泛的应用。

其缺点是需要布设大量的监测点来获取边坡整体变形情况,效率较低且工作量大,一旦突发滑坡等地质灾害将会对工作人员生命和仪器设备构成威胁,同时受地形、外部环境和气候等因素的影响也较大,目前正在逐渐被其他监测方法所取代。

2.2测量机器人监测技术测量机器人监测技术主要是利用智能型电子全站仪对露天矿边坡监测点进行自动搜索、跟踪、辨识和测量,快速定位并获取定点的位置及坐标信息,并根据安全阈值进行自动预警,以实现对边坡变形的实时自动监测,通常用于滑坡发生后的应急预警。

理论分析和数值计算相结合的边坡稳定分析方法研究现状

理论分析和数值计算相结合的边坡稳定分析方法研究现状

理论分析和数值计算相结合的边坡稳定分析方法研究现状摘要:概述了边坡稳定性分析方法取得的一系列研究成果, 具体表现为极限平衡理论、数值分析方法、图解法、复合法等确定性分析方法的发展和随机分析方法、模糊分析方法的兴起。

详细总结了有限元边坡稳定性分析方法的最新进展, 指出边坡稳定性分析应加强实验研究, 进一步完善有限元强度折减分析方法。

关键词:有限元强度折减法;边坡稳定分析;研究进展Abstract :Some problems are analyzed in the finite element method for solving the factor of safety in this paper.A series of research results of the method of slope stability analysis are summarized,including limit equilibrium theory,numerical analysis method,graphic method,stochastic analysis and fuzzy analysis method.The latest development of the finite element analysis method for slope stability analysis is expounded, Noting that experimental studies should be strengthened in slope stability analysis. Consummate the FEM strength reduction analysis further.Key words: finite elements; lope safety factor;research progress0引言边坡的稳定性分析是边坡支护设计的基础,为支护结构设计提供科学依据。

边坡稳定性分析策略的现状与展望

边坡稳定性分析策略的现状与展望

边坡稳定性分析策略的现状与展望将国内边坡稳定性分析方法目前的研究情况与开展情况做了充分的介绍,描述了定性、定量分析法的一般理论、特点及所适合的范围,并且就现在所拥有的边界稳定性分析方法的优点和缺点进行了探讨。

标签:边坡稳定;稳定分析方法;定性分析;定量分析;综述前言在水利工程建设中中,边坡失稳事件与地震、火山并称为世界性三大地质灾害(源)。

因此,边坡稳定性分析受到了普遍的关注,并成为了研究的焦点。

评定边坡稳定性有多种多样的数据理论与手段方法,但是优点和缺点都同时存在于这些方法中,因此评价分析边坡稳定性的重要之处在于合理地选择分析方法。

为此,本文为了给评价方法选择提供借鉴,总体地描述了边坡稳定分析理论与手段,并进行分类。

1 定性分析法定性分析法是主要是通过工程地质勘察结论,如地质与水文条件等,分析了解边坡体的形成、演化史等,以此分析去得到可能失稳破坏方式与力学机理,是工程实践中大多所使用的方法。

2 定量分析法定量分析法是运用土力学、岩类力学及理论力学的理论数据,根据典型的数学物理式子与计算机技术来确定相关稳定安全系数,计算滑坡体内的应力变化,从而分析边坡稳定性定量分析可分为确定性分析法赫不确定分析法。

2.1 确定性分析法(1)极限平衡法。

极限平衡法是把滑体当成刚体研究滑体顺着滑动面的保持平稳的形态,计算比较简单,该方法是工程实践中应用最早,也是目前最普遍使用的一种定量分析方法。

但是边坡体具有一定的繁琐性,计算时往往会出现计算结果和实际应该得到的结果不相同,这是由模型的建造与参数的选择所导致的。

常用的极限平衡法有以下几种:①瑞典条分法。

该方法假定滑动面为圆弧,将条形快的根本重心向滑面划去分解并求出法向力,以此来算出圆弧面的平稳安全系数。

这种方法并不需要条间的作用力,只能充当滑动体的力矩平稳的基础,产生的差异使得安全系数降低。

②Bishop条分法。

该方法在瑞典条分法的基础上做了改进。

假定条件力水平,即只考虑水平推力而不考虑事项剪切力。

边坡稳定产品行业发展现状及潜力分析研究报告

边坡稳定产品行业发展现状及潜力分析研究报告

市场潜力评估结果分析
市场需求
随着基础设施建设和自然 灾害防治的需求增加,边 坡稳定产品的市场需求不 断增长。
竞争态势
行业内企业数量众多,但 具备技术优势和品牌影响 力的企业较少,市场集中 度有待提高。
政策环境
国家对边坡稳定产品行业 给予政策支持,推动行业 技术创新和产业升级。
市场潜力挖掘方向与策略建议
增长趋势
随着这些领域投资的不断增加,边坡 稳定产品行业市场规模将继续保持增 长态势。
主要产品类型与特点
主要产品类型
边坡稳定产品主要包括抗滑桩、锚索 、土钉墙、预应力锚索等。
产品特点
这些产品具有不同的特点和适用范围 ,需要根据具体工程地质条件和设计 要求进行选择和使用。
市场竞争格局与市场份额
市场竞争格局
未来市场机遇与挑战分析
市场机遇
随着基础设施建设的不断推进,边坡稳 定产品行业将迎来更大的市场机遇,需 求量将持续增长。
VS
挑战
市场竞争激烈,企业需要不断提高产品质 量和服务水平,加强品牌建设和市场营销 ,以应对市场挑战。
企业应对策略建议
01
加强技术研发和创新
企业应加大技术研发和创新投入,提高产品质量和性能,增强市场竞争
强化产学研合作
加强产学研合作,推动技 术创新和成果转化,提高 边坡稳定产品技术的竞争 力和市场占有率。
05
边坡稳定产品行业市场潜力分析
市场潜力评估方法与模型建立
评估方法
采用定量与定性相结合的方法,包括市场调研、数据分析、专家评估等。
模型建立
建立边坡稳定产品行业市场潜力评估模型,综合考虑市场需求、竞争态势、政策环境等因素。
力。
02
推广绿色生产技术和环保材料

边坡稳定性研究

边坡稳定性研究

边坡稳定性分析方法的研究现状与展望靳付成边坡稳定性分析中的问题主要有:安全系数的定义、滑裂面的确定和载荷的处理。

另外,水对边坡岩体稳定性的影响也是多方面的。

大量工程实践证明,大多数边坡岩体的破坏和滑动都与水的作用有关。

在某些地区的冰霜解冻和降雨季节,滑坡事故较多,这就足以说明水是影响边坡岩体稳定性的重要因素。

岩体中的水大部分来自大气降水,因此,在低纬度湿热地带,因大气降水频繁,地下水补给丰富,水对边坡岩体稳定性的影响就比干旱地区更为严重。

对于致密性好、透水性差且完整性好的岩体而言,水的作用不是特别明显。

但是对于含有大量裂隙或大的结构面的岩体来说,水对岩体整体强度的影响效果就要显著得多,降水主要在地质灾害形成过程的两个方面起到影响:一是促进了滑移面的形成。

雨水一旦降到斜坡表面,便沿着孔隙、裂缝下渗,一部分储藏在孔隙、裂缝中,另一部分则继续渗透到软弱结构面上富集起来,并对这个面上的岩土进行侵蚀、软化,降低其强度,最后形成比较明显的软弱滑层。

二是对地质灾害的诱发作用。

当处于极限平衡状态的斜坡,再一次接受雨水时,一部分雨水渗透到可能的滑移面上对其软化,使其强度进一步降低;而另一部分雨水继续停留在土石孔隙、裂隙中,增加岩土体的重力,包括静水压力和动水压力,当岩土的重量增加到大于下伏软弱结构面的抗剪能力时,便产生滑动,形成地质灾害。

水对边坡的机理下图是统计的滑坡发生当日降水量的每小时最大雨强和连续数小时的平均雨强与滑坡发生概率分布图(图 3.10)。

通过该图看出当数小时连续降雨且平均雨强处于[0,40]范围内时,发生滑坡的概率比其它情况下明显要大,达到了52%;而每小时最大雨强与滑坡发生次数之间的关系没有平均雨强明显,在整个分布轴上滑坡发生概率大于15%的最大雨强有三个分布区间,分别是[0,50]、[350,400]和[400,∞]。

因此,滑坡的发生往往与长时间的持续降雨有密切的关系,而短时间大的降雨虽然也有可能促使滑坡的发生,但是二者关系不是很紧密。

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