强度折减法

摘要： 针对应用强度折减法对单洞室稳定性分析中临界失稳判据不统一的现状,基于Flac 3D软件建立围岩、埋深、洞室断面形状不同的模型,对强度折减法中广泛使用的计算不收敛判据、特征点位移突变判据、塑性区贯通判据加以比较。结果表明:单洞室塑性区围绕开挖面成片存在,不宜直接作为临界失稳的判据;在土质围岩和岩质围岩中三种断面形式的洞室基于不收敛判据求得的围岩安全系数均比特征点位移突变判据求得的围岩安全系数要大;基于不收敛判据求得的围岩安全系数对应的沉降位移均已处于无限塑性流动阶段,建议采用特征点位移突变判据求解单洞室围岩安全系数。

摘要： 基于传递系数显式解法(简称传统显式解法)推导了考虑桩反作用力的滑坡推力计算公式(即改进传递系数显式解法,简称改进显式解法);依托FLAC 3D软件平台建立模型,采用强度折减法对比分析了传统显式解法与改进显式解法计算的结果;研究了传统显式解法、改进显式解法,及传统隐式解法、改进隐式解法计算滑坡推力的适用性;分析了强度折减法与传统极限平衡法计算安全系数的区别。结果表明:由改进显式解法计算的滑坡推力大于由传统显式解法计算的;用改进显式解法计算的滑坡推力进行支护设计能够达到设计安全系数;采用强度折减法计算得到的滑坡推力与安全系数值均小于采用传统极限平衡法计算的;推荐采用改进的传递系数显式解法来计算滑坡推力,采用传统的传递系数隐式解法来计算滑坡安全系数。

摘要： 为了得出水库坝坡稳定安全系数,检验设计方案的可行性,文章采用极限平衡法与强度折减法对邹平市淦沟水库坝坡进行稳定分析。研究表明:两种方法下坝坡的抗滑稳定安全系数均符合规范规定值,有限元强度折减法的失稳判别依据一致性好,安全系数略有保守,可观察各工况荷载条件下的坝坡失稳破坏机制,二者结合运用有利于工程计算分析的客观精细,进一步确保堤坝可靠性。

摘要： 从影响土钉支护结构支护效果的敏感因素出发,通过某一路堑边坡截面,应用有限元软件建立路堑边坡模型,研究土钉布设位置、直径、间距对边坡土体稳定性的影响。研究结果表明:根据布设位置的不同,土钉拉应力的最大值在土钉布设于中部时取得,安全系数在下部加钉时最大;随着土钉布设间距的增加,土钉所受拉应力的增长趋势呈抛物线形,安全系数的增长趋势呈线性;土钉所受拉应力随着其直径的增大而逐渐减小,安全系数在土钉直径为100 mm时达到最大。从安全系数的增长速率以及数值大小分析出,边坡土体安全系数对加钉部位最为敏感,对间距的敏感性次之,对土钉直径的敏感性最低,甚至基本不受影响。

摘要： 分析了某公路桥梁岸坡的工程地质条件,采用midas GTS NX数值计算分析软件对该岸坡稳定性进行数值计算,并与Janbu法计算结果进行比较,两者计算结果相近,强度折减法计算结果更贴合实际,而Janbu法计算结果在工程上偏于安全。在此基础上,给出了该岸坡的稳定性评价结果及防护建议。

摘要： 水泥搅拌桩是常用的软基处理方式,能够改善其力学性质,使其满足工程要求。但水泥搅拌桩施工过程将对结构性软土造成扰动,因此软基处理初期由于水泥土胶结作用尚未形成,土体强度甚至低于原状土。本文基于某临海滩涂围垦区地下隧道建设过程中海堤堆填及堤脚附近软基处理,开展了一系列三维有限元数值分析。首先在不考虑施工不确定性条件下,将整体简化模型与考虑实体水泥搅拌桩模型进行对比,对其合理性进行评价。计算结果表明,海堤安全系数随扰动度增大而减小,按照规范要求需控制扰动度不大于60%,并且针对本研究问题,整体简化模型稳定性评价结果与后者接近,不同扰动度下两模型计算得到的安全系数最大误差不超过2%。在此基础上,针对实际工程中出现的部分节段堤顶沉陷或海堤侧向变形较大现象,取两个典型加固断面进行堤下地基处理范围土体参数反算。基于反算结果验证按实际工程施加堤脚反压后,海堤稳定性满足要求,同时也进行了堤脚附近软基处理对加固断面海堤稳定性影响评估。结果表明,对于外侧堤脚抛石镇压作用显著的断面,其潜在破坏模式在不同扰动度下均为向内滑动;对于外侧堤脚抛石体体积较小,而内侧堤脚砂袋镇压作用范围较大的断面,其潜在破坏模式随扰动度的增大由向外滑动转变为向内滑动。结合以上计算结果,实际工程中堤脚附近软基处理过程应注意控制施工速率,降低土体扰动度。

摘要： 岩质边坡的安全稳定性一般由其内部的软弱夹层控制。建立了几种典型的软弱夹层分布的岩质边坡,基于强度折减法,并考虑破坏过程中的张拉作用,逐步增大折减系数,得到不同折减系数的岩质边坡的稳定性计算结果,并与传统强度折减法的计算结果对比。结果表明,在软弱夹层控制的岩质边坡的顶部存在张拉破坏;考虑抗拉强度计算得到的塑性区更加符合实际情况,且结果偏保守。

摘要： 针对青麦地大型石灰岩露天矿高陡边坡的稳定性问题,通过现场调查统计分析,主要是由层理优势结构面所控制。利用赤平极射投影图分析层理优势结构面对边坡稳定性的影响程度,依据分析结果,适当加大了该露天矿安全平台和清扫平台的宽度尺寸,并将该层理结构面考虑到岩体稳定性计算分析模型中。根据赤平极射投影和稳定性计算结果表明:通过合理布置采场边坡结构参数,层理结构面对边坡的稳定性影响很小,边坡处于稳定状态,为现场开采设置边坡结构参数提了施工指导依据。

摘要： 绿色生态驳岸砌块已在堤岸护坡工程中得到应用,但其护坡能力仍需深入研究。文章以洞庭湖堤岸为工程背景,采用数值计算方法比较了天然护坡、混凝土砌块护坡、生态砌块护坡三种不同护坡形式的堤岸稳定性。研究结果表明,洞庭湖堤岸采用生态砌块护坡稳定性较混凝土砌块护坡好,且相对于天然堤岸其稳定性提高幅度达24.3%,天然护坡、混凝土砌块护坡、生态砌块护坡下洞庭湖堤岸最小安全系数分别为1.525、1.66、1.895;三种护坡的最大塑性变形区均主要集中在淤泥粉质粘土层底部,应加强对此区域进行防护;相比于混凝土砌块护坡和天然护坡,生态驳岸砌块护坡下堤岸滑移面面积减小,整体滑移量相对减小。研究成果可为洞庭湖堤岸护坡设计与施工提供借鉴。

摘要： 在中东某码头升级改造工程中,推荐采用灌注桩墙与重力式结构组合体系,能够充分发挥两种结构的受力特点,有效解决码头前沿线前移、水深加大、码头上部荷载大幅增加、水平位移要求严、减小高基床扰动等技术难题。采用强度折减法和弹塑性分析法对该组合结构统一模型的结构稳定、桩墙内力和码头水平位移等主要技术指标开展Plaxis有限元分析,并对比不同桩墙和拉杆水平刚度下的结构稳定、内力及位移等变化规律。结果表明,桩墙和拉杆的水平刚度对组合体系的结构稳定性和桩墙内力的影响基本一致,均是随着二者的水平刚度降低而降低;拉杆的水平刚度降低引起水平位移的增加,而桩墙水平刚度的降低则有利于降低一定的水平位移。

摘要： 文章基于有限元强度折减法,以某边坡工程为实例,应用ABAQUS有限元软件对边坡稳定性进行分析,结合特征点的位移突变和塑性区贯通等现象,分析边坡从局部到整体失稳的过程,确定了合理可靠的边坡稳定性安全系数和滑动面位置.并与传统的极限平衡分析法进行了对比分析,验证了ABAQUS有限元强度折减法边坡稳定性分析理论和方法的正确性和有效性.研究成果可为边坡工程设计与施工提供一定的参考.

摘要： 降雨是诱发边坡失稳破坏的重要因素之一,尤其是含有软夹层等不良地质条件的边坡,在降雨条件下极易发生滑坡.通过建立含有软夹层的复合地层分析模型,基于非饱和土的渗流理论,采用有限元强度折减法,对含有软弱夹层的边坡进行降雨入渗作用下流固耦合分析,计算了边坡在降雨作用下的安全系数.研究结果揭示了边坡土体饱和度、孔压、位移变形以及塑性应变的变化规律,探讨了降雨条件下此类边坡发生失稳破坏的机理.研究结果可为降雨作用下边坡的稳定性评价和防治提供参考.

摘要： 保持掌子面的稳定是隧道能够安全施工的前提.为了对掌子面的稳定程度进行评价,获得掌子面的稳定安全系数及临界失稳破坏形态,依托武广客运专线浏阳河隧道某断面里程位置的情况,建立数值模型,基于强度折减法的原理,从掌子面中心点水平位移、最大塑性应变、塑性区面积/隧道面积等随折减系数的变化,获得掌子面的临界稳定安全系数,从掌子面塑性区的发展得到掌子面渐进破坏的模式,从位移分布和沉降得到破坏形态,并同现场监测及相关研究做了对比.结果表明:该隧道的掌子面的稳定安全系数为2.8,与实际情况较吻合;破坏形态是在掌子面斜上方一个火焰形状的区域,未发展至地表,与已有的相关试验有所不同,主要是因为掌子面围岩失稳既有黏聚力的影响,也有内摩擦角的影响.

摘要： 针对偏压工况下软土地区基坑开挖的坑底隆起问题,建立了二维有限元强度折减分析模型.对偏压范围、偏压距离以及偏压荷载大小对抗隆起稳定安全系数的影响进行了数值模拟分析,同时对比了极限平衡法、极限分析法和上述数值方法在偏压工况下的抗隆起稳定安全系数.结果表明:偏压范围越大或偏压距离越小,基坑抗隆起稳定安全系数越小;不同深宽比下的基坑抗隆起稳定安全系数均随偏压荷载大小增加而线性减小;Terzaghi极限平衡法和极限分析法均高估了偏压基坑的抗隆起稳定性,偏危险;Bjerrum&Eide极限平衡法和基于Prandtl机构的规范法低估了偏压基坑的抗隆起稳定性,偏保守.

摘要： 以广东省仁博高速公路K443+260～K443+585右侧粉砂岩高边坡为研究对象,结合现场监测数据和数值模拟分析,通过考虑非饱和区强度变化及饱和区渗透力影响的降雨过程边坡稳定性强度折减法,研究边坡在开挖和降雨过程中的失稳机理以及应急处置措施.结果表明:边坡在开挖切方过程中,造成坡面临空向土体产生较大的水平位移,并产生初始塑性区,使坡面产生浅层滑塌.连续降雨20d,坡体浅层含水量持续增加,坡体表层出现暂态饱和区;停雨7d内,坡表零孔压面逐渐向坡体内部推移,原有开挖形成的塑性区开始向坡顶贯通,边坡安全系数持续下降,在饱和区土体软化以及非饱和区土体基质吸力下降的过程中,边坡存在深层滑动的趋势.针对边坡临危的应急抢险措施稳定性分析表明,锚索加固对提高边坡的稳定性具有重要的作用,但加固后边坡稳定度仍处于较低的安全状态;最终通过实施反压第3级边坡土体并进行边坡后缘的减载刷方,确保了边坡的长期稳定.

摘要： 根据对锚杆和土钉的锚固体抗拔力来源的考虑,假定滑移面为抛物线形,借鉴传统条分法的思想,用积分法对均质边坡的复合土钉支挡结构进行稳定性分析,推导了稳定性系数与滑移面滑出点位置坐标间的函数关系式,建立了新的稳定性计算模型和最危险滑移面位置的搜索模式,研究表明:(1)三种稳定性分析方法中,本文提出的计算模型所得稳定性系数最大;(2)与圆弧滑移面相比,抛物线形滑移面计算得到的稳定性系数较大,但是抛物线形滑移面计算得到的滑动区范围较小;(3)与强度折减法分析结果相比,两者计算得到的稳定性系数比较接近,而且从模拟结果可以看出锚杆和土钉均穿过危险滑移面,这与本文计算模型分析的结论一致.

摘要： 为了研究采空区对边坡的稳定性影响,对含采空区的边坡进行调查研究,分析采空区顶板的稳定性;利用有限元分析软件建立含不同跨度、位置和双层采空区的边坡模型,采用强度折减法求解边坡的安全系数,并确定最危险滑动面,分析边坡安全系数与三者之间的变化关系.结果表明,对于含不同位置、不同跨度和双层采空区的边坡,安全系数均有不同程度的下降,单采空区最大降幅为10.7%,边坡最可能滑动的位置均是边坡坡顶至坡脚的圆弧面;而双采空区最大降幅为17.9%,边坡最可能滑动的位置是坡顶与采空区上部.该研究成果可为类似采空区边坡的稳定性研究提供参考.

摘要： 海底滑坡是具有巨大危害的海洋地质灾害之一,天然气水合物的分解被认为是导致海底滑坡的重要因素之一.将南海神狐海域的实际构造简化建立了简易模型,应用强度折减法对水合物分解引起的海底斜坡稳定性进行了模拟预测,分析了水深、水合物沉积层深度、坡角和水合物分解量等4种影响因素对于斜坡稳定性的影响,通过计算临界滑动面及安全系数的分布,对于水合物诱因产生的海底滑坡进行了定量分析,为今后水合物开采原生或次生环境风险与地质灾害预防提供指导和帮助.

摘要： 采用基于ABAQUS的强度折减有限元法对边坡稳定性进行分析,将折减系数以场变量的形式赋给ABAQUS,利用ABAQUS的后处理功能,将折减系数FV1和边坡坡顶水平位移U1输出到结果中,并绘制出FV1随U1变化的关系曲线,以位移突变为失稳判据,获得边坡的安全系数.在此基础上,通过改变桩的位置,分析桩位于不同位置情况下对边坡的加固效果.结果表明:坡中布桩时安全系数最大,边坡的破坏模式为整体破坏,桩的挡土作用得到充分发挥.

摘要： 海大车辆段现状边坡高度20～30m,由花岗岩风化带及花岗斑岩岩脉组成,本文采用FLAC有限元强度折减分析方法分析了该边坡的稳定性,通过分析可知,花岗斑岩脉体及构造破碎带对边坡稳定性影响明显,场区内的强风化花岗岩边坡具有一定的自稳性,对指导边坡后期永久性边坡设计具有指导意义.

摘要： 本发明公开了一种基于降低强度包线折减法的岩质边坡稳定性测试方法，包括以下步骤：步骤一、根据Hoek–Brown准则，建立折减后强度与折减前强度的含参量数学关系，将折减后强度的确定问题转换为参量的确定问题，获得折减后强度的表达式；步骤二、推导参量和折减后强度的数学表达式，确定表达式当中的折减后强度；步骤三、分析参量可解范围，优化折减后强度的表达式来进行岩质边坡稳定性测试。本发明通过数学推导得到折减后强度的直接表达式，实际应用时能够在数值软件内完成运算，无需再导出至统计软件执行拟合运算，从而使得计算难度以及工作量得到大幅降低。

摘要： 本申请提供了基于强度折减法的边坡系统可靠度分析方法，采用强度折减法SRM对稳定性系数进行评估，并采用初始采样策略和主动学习函数，构建了原始极限状态函数LSF的主动学习代理模型ASVM、ARBF和AK，将蒙特卡罗模拟MCS和主动学习代理模型相结合来评估边坡系统的失效概率，可以量化随机变量及其相关参数对边坡稳定性的影响，大大减少了初始样本点数，有效提高了计算效率，可自动识别土质边坡中任意形状的滑动面，在对具有复杂几何形状的层状边坡进行可靠度分析时更为方便。

摘要： 一种基于强度折减法的钢筋混凝土板配筋率计算方法，包括：步骤一、根据莫尔圆推导出素混凝土的抗剪强度；步骤二、根据变形协调推导出钢筋混凝土的等效抗剪强度；步骤三、根据钢筋拉伸屈服模式推导出钢筋混凝土的等效抗拉强度；步骤四、根据抗剪极限平衡和抗拉极限平衡，采取强度折减法计算出满足结构承载能力的钢筋混凝土板配筋率。本发明基于莫尔圆和应变协调原理，推导出钢筋混凝土的等效抗剪强度、抗拉强度，再根据抗剪极限平衡和抗拉极限平衡，采取强度折减法计算出满足结构承载能力的钢筋混凝土板配筋率，本发明能直接应用于工程实际，无需反复调整参数进行试算，效率大为提高，采用数值方法，能够适用于各种形式的钢筋混凝土板配筋计算。

摘要： 本发明是一种均质边坡稳定性评价的双折减系数强度折减法，其特点是，首先设定双折减系数比率，然后对属于强度参数的粘聚力和摩擦角正切值分别采用不同的折减系数，将折减后的强度参数输入到滑移线场理论特征线法计算得到极限状态下的边坡坡面曲线，简称极限稳定坡面，当极限稳定坡面与边坡坡面相交于坡脚时，判断边坡为极限状态，由此得到一系列设定的双折减系数比率对应的双折减系数，由此构建双折减系数倒数空间的临界状态曲线，由强度折减最短路径法计算临界点，得到双折减系数比率，再通过由双折减系数倒数空间推导的综合安全系数公式计算综合安全系数。具有科学合理，工程实用价值高，效果佳等优点。

摘要： 一种考虑剪切带单元强度软化的动态强度折减法，其特征在于：(1)考虑了剪切带单元的强度软化；(2)可以反映实际边坡中的初始缺陷点及软弱夹层；(3)可以反映剪切带发育扩展以及边坡渐进破坏的过程；(4)可以自动搜索出滑动面；(5)克服了传统方法所得边坡塑性区过大的缺点，更加符合工程实际。本发明计算所得的塑性区要远小于传统的整体强度折减法，克服了传统的整体强度折减法在进行边坡稳定性有限元计算时塑性区范围过大的缺点。同时本发明不仅可以考虑剪切带单元的强度软化，模拟边坡剪切带的发育扩展过程，反映边坡渐进破坏的特点，还可以直接搜索出潜在滑动面。提供了一种新型边坡稳定性分析方法。

摘要： 本发明公开了一种基于土质边坡强度折减法的安全系数确定方法，包括以下步骤：S1：采集土质边坡的强度参数，并计算其最大边坡位移和最大边坡应变；S2：根据边坡的最大边坡位移和最大边坡应变，确定土质边坡的安全系数。本发明克服了以往强度折减法计算不准确且误差较大的缺点，以最大剪切应变达到15％～20％作为判定土质边坡的失稳指标，可以通过监测边坡土体的失稳指标来预防和预报边坡失稳破坏。

摘要： 本发明公开了一种基于有限元强度折减法的边坡支护结构设计方法，它包括：步骤1、确定支护结构形式，确定支护结构尺寸及布置；步骤2、建立支护结构边坡有限元模型，支护结构采用弹性本构的结构单元进行模拟，根据边坡工程安全等级确定边坡安全系数Fs，获得有限元模型中折减后的土体粘聚力c折减和内摩擦角步骤3、对有限元模型进行弹塑性静力分析获得各个支护结构的内力，根据内力进行支护结构设计；解决了现有边坡支护结构设计方法未考虑变形协调以及需要假定外力分布形式的不足。

摘要： 本发明公开了一种边坡稳定性评价的三参数强度折减法，通过对黏聚力、内摩擦角和抗拉强度采用不同的折减系数进行折减来体现失稳过程中三个参数不同的贡献和衰减程度；基于边坡特征点位移突变判据，推导出了特征点位移与黏聚力折减系数的拟合关系式(理论依据充分、物理意义明确、结果准确客观)；假定综合安全系数与黏聚力折减系数、内摩擦角折减系数和抗拉强度折减系数之间满足线性关系，推导出了综合安全系数与黏聚力折减系数的关系式(简单明确)；最终总结提出了三参数强度折减法，并给出了应用该方法分析边坡稳定性的步骤，为边坡稳定性评价提供了一种新的可靠分析方法。实施例分析结果表明，本方法计算得到的综合安全系数更加准确可靠。

摘要： 本申请提供了基于强度折减法的边坡系统可靠度分析方法，采用强度折减法SRM对稳定性系数进行评估，并采用初始采样策略和主动学习函数，构建了原始极限状态函数LSF的主动学习代理模型ASVM、ARBF和AK，将蒙特卡罗模拟MCS和主动学习代理模型相结合来评估边坡系统的失效概率，可以量化随机变量及其相关参数对边坡稳定性的影响，大大减少了初始样本点数，有效提高了计算效率，可自动识别土质边坡中任意形状的滑动面，在对具有复杂几何形状的层状边坡进行可靠度分析时更为方便。

摘要： 本发明公开了一种基于有限元强度折减法的支护结构边坡稳定评价方法，它包括根据支护结构边坡的设计文件，获取支护结构的极限承载能力；根据支护结构边坡设计文件中的模型建立有限元模型；对有限元模型土体单元的粘聚力c和内摩擦角采用强度折减法进行折减，通过折减后得到的一组以上的粘聚力c和内摩擦角对有限元模型进行弹塑性应力应变分析，试算出一组粘聚力c和内摩擦角，使其对应的有限元模型中的任意一个支护结构最先达到极限承载能力即认为此时的粘聚力c和内摩擦角对应的折减系数为该支护结构边坡的安全系数；解决了采用有限元强度折减法在计算支护结构边坡安全系数时安全系数严重失真等技术问题。