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滑坡圆弧滑面等效压脚方量及压脚断面设计研究

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工程力学 2023年

作者：杨玲王环玲徐卫亚闫龙田雷河海大学岩土工程科学研究所

压脚能够最快速有效地防止滑坡继续变形，是滑坡防治的重要手段。压脚断面设计以及压脚方量计算是压脚工程中的重点和难题。本文以滑坡剩余下滑力为压脚设计抗滑力，考虑了压脚断面的主要设计参数：顶部马道宽度、堆载高程、压坡比以及... 详细信息

压脚能够最快速有效地防止滑坡继续变形，是滑坡防治的重要手段。压脚断面设计以及压脚方量计算是压脚工程中的重点和难题。本文以滑坡剩余下滑力为压脚设计抗滑力，考虑了压脚断面的主要设计参数：顶部马道宽度、堆载高程、压坡比以及底部堆载位置，针对圆弧滑动模式，推导了滑坡等效压脚方量计算公式。基于提出的计算公式，考虑了压脚顶部以上坡体的稳定性，以及压脚坡比和底部堆载条件的限制，以最小压脚方量为设计目标，进一步提出压脚断面设计参数的取值方法。将提出的方法应用于典型圆弧滑面坡体的压脚设计中，为滑坡防治提供理论和实用方法。

关键词：滑坡等效压脚方量压脚断面设计剩余下滑力圆弧滑面

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边坡最危险非圆弧滑面的直接搜索法研究

边坡最危险非圆弧滑面的直接搜索法研究

作者：吴汶垣南京大学

学位级别：硕士

确定某一边坡的安全系数及其潜在最危险滑面通常分为两个步骤：第一步,对边坡内某一给定滑面,计算该滑面对应的安全系数;第二步,在所有可能的滑面中找出安全系数最小的滑面作为潜在最危险滑面。本文针对第二步,即最危险滑面的搜索进行... 详细信息

确定某一边坡的安全系数及其潜在最危险滑面通常分为两个步骤：第一步,对边坡内某一给定滑面,计算该滑面对应的安全系数;第二步,在所有可能的滑面中找出安全系数最小的滑面作为潜在最危险滑面。本文针对第二步,即最危险滑面的搜索进行了研究。边坡最危险滑面搜索问题的本质是非线性优化问题,在众多的非线性优化方法中,直接搜索法具有鲁棒性强、搜索效率高的优点,已经大量应用在了很多工程优化问题中,并取得了良好的效果。因此,本文基于直接搜索法,提出了一种新的非圆弧滑面搜索方法——圆弧折线联合搜索法,并通过三个考核算例和一个工程实例验证了其在实际应用中的可靠性和高效性。本文的主要工作内容总结如下：(1)对直接搜索法进行了概括和总结,并对三种经典的直接搜索法进行了介绍。(2)对现有圆弧滑面模式搜索法进行了一定的改进,采用滑面上的三个点作为控制变量,算例结果表明该方法可以快速搜索得到全局最小值。(3)在前人采用直接搜索法对最危险滑面搜索研究的基础上,基于交替搜索法和二次插值理论,提出了一种搜索最危险非圆弧滑面的方法,算例结果表明该方法的细搜索能力很强,但是对初始滑面的选取敏感度很高,容易陷入局部最小值。(4)将文中提出的圆弧搜索和折线搜索结合起来,先用圆弧搜索确定最危险非圆弧滑面分布区域,再用折线滑面搜索得到的更准确的最危险非圆弧滑面。基于该思想,提出了一种更好的搜索最危险非圆弧滑面的新方法——圆弧折线联合搜索法。(5)采用本文提出的圆弧折线联合搜索法对三个考核算例进行了搜索,并和前人的研究进行了对比,证明了本文方法的有效性。(6)将本文方法应用于某一工程实例中,并证明了其实用性。

关键词：边坡稳定性分析最危险滑面搜索直接搜索法圆弧滑面非圆弧滑面模式搜索法交替搜索法

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矿山边坡圆弧滑面破坏形式随时间变化的探究

世界有色金属 2023年第4期 226-228页

作者：王思文韩琦中建材矿业投资江苏有限公司江苏南京211135

文章阐述了矿山边坡圆弧滑面破坏下的失稳特性以及计算方法,引入时间变化概念,探究了在不同时间变化下圆弧滑面破坏的特征,给出了圆弧滑动形式的时效稳定性算法计算公式,提出圆弧滑动模式下的时效抗剪强度计算公式,并且结合时效抗剪强... 详细信息

文章阐述了矿山边坡圆弧滑面破坏下的失稳特性以及计算方法,引入时间变化概念,探究了在不同时间变化下圆弧滑面破坏的特征,给出了圆弧滑动形式的时效稳定性算法计算公式,提出圆弧滑动模式下的时效抗剪强度计算公式,并且结合时效抗剪强度指标拟合出边坡稳定系数的时效规律,最后通过算例得到验证。

关键词：矿山边坡圆弧滑面时间稳定性

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滑坡稳定性分析的点安全系数计算方法

工程地质学报 2024年

作者：杨涛黄国东谢江伟纪李志吴红刚西南交通大学土木工程学院中铁西北科学研究院有限公司

滑坡稳定性评价是滑坡工程研究的基本问题之一，大多数滑坡具有分段差异性失稳变形特征，单一的稳定性系数不能描述滑坡的复杂滑动机理。本文基于推移式滑动机理和滑体刚性假设提出一种滑坡点安全系数理论计算方法，对滑体进行竖直分条... 详细信息

滑坡稳定性评价是滑坡工程研究的基本问题之一，大多数滑坡具有分段差异性失稳变形特征，单一的稳定性系数不能描述滑坡的复杂滑动机理。本文基于推移式滑动机理和滑体刚性假设提出一种滑坡点安全系数理论计算方法，对滑体进行竖直分条，自上而下逐一对滑块进行受力分析，定义点安全系数为滑面单元抗滑力与平行于滑动方向的下滑力之比。根据点安全系数分布形式，可以定量描述滑坡的滑动机理。滑坡稳定性系数定义为点安全系数对滑块下滑力的加权平均值，据此评价滑坡的整体稳定性。以具有圆弧滑面的滑坡为例，通过稳定性系数的比较，表明本文方法计算结果略大于简化Janbu而略小于Morgenstern-Price法；当相邻滑块滑面倾角差小于10°时，本文方法与Morgenstern-Price的误差小于3%，同时相对于大倾角差而言，此时计算结果也更加稳定。实际工程案例表明，本文方法能够较好评价滑坡的局部稳定性和整体稳定性，可以有针对性的对滑坡失稳部位进行支挡结构设计。

关键词：滑坡稳定性评价滑体刚性点安全系数圆弧滑面

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降雨入渗下岩堆细颗粒运移沉积物理模拟研究

河南理工大学学报（自然科学版） 2023年第2期42卷 77-86页

作者：姜思源向喜琼李彦荣杨鑫婷王军义谭利丽吕亚东贵州大学喀斯特地质资源与环境教育部重点实验室贵州贵阳550025 贵州大学资源与环境工程学院贵州贵阳550025 太原理工大学矿业工程学院山西太原030024

针对岩堆沿圆弧滑面滑动失稳破坏问题,开展降雨入渗下岩堆细颗粒运移沉积物理模拟试验,揭示岩堆内部圆弧滑面形成过程,分析细颗粒在岩堆中的运移沉积规律和沉积结构形式,并基于大剪试验对骨架型岩堆进行稳定性分析,定性解释细颗粒分布... 详细信息

针对岩堆沿圆弧滑面滑动失稳破坏问题,开展降雨入渗下岩堆细颗粒运移沉积物理模拟试验,揭示岩堆内部圆弧滑面形成过程,分析细颗粒在岩堆中的运移沉积规律和沉积结构形式,并基于大剪试验对骨架型岩堆进行稳定性分析,定性解释细颗粒分布与稳定性之间的关系。结果表明:在一定孔隙结构、细颗粒条件和水动力条件下,岩堆内的细颗粒易随地下水渗流路径迁移,形成岩堆内圆弧状相对隔水层;通过试验统计,岩堆中存在多级圆弧沉积面、浅表层圆弧沉积面和基底近直线圆弧沉积面,这些部位由粗粒土转变为碎石土,渗透系数降低,地下水入渗造成孔压、渗透压增大,内摩擦角降低,影响岩堆稳定性;对于崩塌之初以骨架型为主的岩堆,内部细颗粒的运移沉积可能引起岩堆的失稳破坏;基于高密度电法的贵州某岩堆实例探测可知,细颗粒运移造成岩堆浅层滑坡的可能性较大。

关键词：岩堆细颗粒运移沉积圆弧滑面

采用模拟退火法进行土体参数空间变异边坡的安全系数求解

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公路工程 2017年第3期42卷 26-30页

作者：路畅白桃武汉工程大学资源与土木工程学院湖北武汉430000 河南中原高速公路股份有限公司河南郑州450000

采用瑞典法、简化Bishop法和简易Morgenstern-price方法进行了给定土体参数空间变异边坡截面的圆弧滑面安全系数计算,并引入模拟退火法进行边坡的全局危险滑面搜索。计算结果表明,圆弧滑面假设下模拟退火全局扫描算法能以较好的精度完... 详细信息

采用瑞典法、简化Bishop法和简易Morgenstern-price方法进行了给定土体参数空间变异边坡截面的圆弧滑面安全系数计算,并引入模拟退火法进行边坡的全局危险滑面搜索。计算结果表明,圆弧滑面假设下模拟退火全局扫描算法能以较好的精度完成土体参数空间变异边坡的极限滑面搜索计算。瑞典法计算精度较简化Bishop法和简易Morgenstern-price法相对较差;简化Bishop法和简易Morgenstern-price法的计算精度接近,但是简化Bishop法的计算效率较高,简易Morgenstern-price法计算过程中存在冗余迭代计算。采用简化Bishop法和模拟退火相结合的边坡圆弧极限滑面搜索算法能够同时兼顾计算精度和效率,推荐优先使用。

关键词：边坡空间变异圆弧滑面模拟退火

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基于改进果蝇优化算法的边坡稳定性分析

基于改进果蝇优化算法的边坡稳定性分析

作者：余秀玲武汉理工大学

学位级别：硕士

我国以山区为主要地形的地理环境形成了众多自然边坡,基础设施建设过程中产生了人工边坡,不论是自然边坡还是人工边坡,由于其本身的特性及所处的工程环境,都易存在安全隐患,尤其是在降雨、地震等外部因素影响下,极易形成崩塌、滑坡等地... 详细信息

我国以山区为主要地形的地理环境形成了众多自然边坡,基础设施建设过程中产生了人工边坡,不论是自然边坡还是人工边坡,由于其本身的特性及所处的工程环境,都易存在安全隐患,尤其是在降雨、地震等外部因素影响下,极易形成崩塌、滑坡等地质灾害,给国民经济与人民安全带来双重威胁。因此,边坡稳定性分析一直是岩土工程中极具研究价值的课题。传统的边坡稳定性分析通常包含两个步骤,第一步,采用极限平衡法或强度折减法计算边坡安全系数,第二步确定边坡的最危险滑面。一般来说,土质边坡采用极限平衡法计算安全系数能够满足工程要求,且该项研究已趋于成熟。而确定边坡的最危险滑面可归结为复杂非线性多峰函数的优化问题,学者们已提出不同的方法解决该问题。随着计算机的发展和人工智能渗透到各行各业,采用智能优化算法搜索边坡的最危险滑面已成为近几年的研究趋势。论文简要介绍了课题的研究背景和意义,边坡稳定性分析方法与智能优化算法的研究现状。阐述了标准果蝇优化算法的原理、步骤,并进行了参数分析,发现对算法寻优过程影响较大的参数为搜索步长值,因此考虑将算法的固定步长改为自适应步长,并将模拟退火思想融入算法,得到改进果蝇优化算法,经实验验证,新算法较原算法在收敛速度和寻优效率方面均有显著提升。论文阐述了极限平衡法中通用条分法的基本原理和推导过程,介绍了通用条分法转化为Bishop法和MP法的过程。将Bishop法与改进果蝇优化算法结合用于最危险圆弧滑面搜索,建立了搜索模型并用MATLAB编程实现,通过两个算例验证算法在最危险圆弧滑面搜索中的适用性与可行性。此外,将算法与MP法结合用于非圆弧滑面搜索,提出双层搜索策略,提高算法的寻优速度和寻优精度。将本文所提方法用于十堰汽车城边坡的最危险滑面搜索。首先采用有限元软件Geo-studio进行边坡的渗流分析和稳定性分析,得到边坡典型剖面的安全系数为1.056。然后采用改进果蝇优化算法搜索边坡典型剖面的最危险滑面,所得结果与软件分析结果基本吻合,表明本文所提方法在实际工程中的适用性。

关键词：边坡果蝇优化算法圆弧滑面非圆弧滑面

极限平衡法在露天边坡稳定性评价中的适用性探讨

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地下水 2019年第5期41卷 86-89页

作者：杨志勇王晨旭河南省地质矿产勘查开发局第四地质勘查院

以北厂-架崖山北帮边坡为例,根据其结构面切割特征及滑移面形态,探讨了Janbu法、Spencer法以及Morgenstern-Price法在岩质节理边坡稳定性分析计算中的适用性,并对其采用的计算方法在自重和地震工况下的失效概率进行分析。分析结果表明:... 详细信息

以北厂-架崖山北帮边坡为例,根据其结构面切割特征及滑移面形态,探讨了Janbu法、Spencer法以及Morgenstern-Price法在岩质节理边坡稳定性分析计算中的适用性,并对其采用的计算方法在自重和地震工况下的失效概率进行分析。分析结果表明:对于岩质节理边坡采用圆弧条分法进行安全系数时计算结果偏于保守,其失效概率较采用非圆弧形滑面高20%;采用不同计算方法时,Morgenstern-Price法失效概率最大,这对边坡失稳准确评价具有较好的指导意义。

关键词：极限平衡法结构面特征圆弧滑面失效概率