巖石邊坡穩定性分析
關注創建者：匿名 創建時間：2021-11-12
巖石邊坡穩定性分析的視頻教程
ABAQUS案例—邊坡穩定性分析及場變量在邊坡強度折減中的應用
本案例介紹了如何采用ABAQUS軟件進行邊坡穩定性分析，以及介紹了場變量在邊坡強度折減中的應用。介紹了采用平面應變單元來模擬三維的邊坡穩定問題所需要注意的問題及分析技巧。
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巖石邊坡穩定性分析的實例教程
1 引言
隨著計算巖土力學技術的發展，邊坡穩定性的概率分析技術越來越多地在實踐中得到了應用。在過去三年的邊坡工程課程教學中，逐漸進化出一個完善的邊坡穩定性概率分析數據集，包括多種先進的計算工具。
巖石邊坡穩定性概率分析
巖石邊坡楔形體穩定性概率分析(3)---節理剪切強度的隨機分布
巖石邊坡楔形體穩定性概率分析(Probabilistic Analysis)---Part 2
巖石邊坡楔形體穩定性概率分析(Probabilistic Analysis)---Part 1
巖石邊坡平面滑動的概率分析
巖石邊坡工程課程---巖體物理力學參數的經驗估算(C6)
《邊坡工程》課程總結
[重點]巖石邊坡工程課程---邊坡工程分析與設計(C4)
巖石邊坡楔形體穩定性概率分析(3)---節理剪切強度的隨機分布
邊坡穩定判別準則---安全系數FOS和破壞概率POF
貝葉斯定理(Bayes theorem)確定邊坡破壞的概率
最新的課程設計更新(SSGeotech, 77648)和優化了文獻數據，包括按照時間順序對文獻進行了重新排列，增加了Slope/W, Plaxis LE 和 SoilWorks的算例，比較了各種強度模型和概率模型以及各種計算工具的優缺點，特別強調了如何在實際的工程項目中建立模型以及如何解釋計算結果。
有一點兒需要說明的是自從Baecher【Baecher G.B. 第59屆太沙基講座 (TL59): 巖土風險和可靠性分析】提出巖土可靠性分析(Reliability Analysis)以來，一些研究者喜歡使用"可靠性"這個術語。不過，盡管破壞概率和可靠性可以相互轉換，但是在邊坡穩定性分析領域中，我們仍然偏愛使用簡單易懂的"破壞概率"評價邊坡的穩定性。
展開 1 引言
隨著計算技術的發展，三維極限平衡分析越來越受到巖土工程師的歡迎。目前，在工業界有三個備受關注的3D LEM分析軟件：(1) SLIDE3---它是SLIDE2的三維版本，SLIDE3的專長是采礦巖石力學，因此對于分析巖石工程邊坡，特別是采礦工程邊坡SLIDE3是最好的選擇; (2) Fracman---Fracman的專長是離散斷裂網絡，因此如果要分析巖體的隨機斷裂(包括巖橋破壞)和巖石邊坡穩定性, Fracman提供了非常優秀的功能; (3) Plaxis LE(PLE 3D)---PLE 3D是PLE 2D的3D擴展，PLE的專長是非飽和土力學，因此如果要研究土體邊坡的穩定性，PLE 3D是最佳選擇。這個筆記通過一個巖石邊坡的穩定性分析簡要描述了PLE 3D的工作流程，模型包括兩個不同性質的地層和一個軟弱滑動面。
2 分析步驟
盡管三維極限平衡分析與二維極限平衡分析的基本原理相同，但3D分析比2D分析的操作過程要復雜得多。為了進行三維邊坡穩定性分析，使用下面的通用步驟: (1) 產生模型(Create model); (2) 分析設置(Specify analysis settings); (3) 輸入幾何形狀(Enter geometry); (4) 輸入材料屬性(Apply material properties); (5) 設置搜索方法(Specify search method); (6) 分析模型(Analyze model); (7) 查看結果(Results)。
展開 1 引言
二維極限平衡穩定性分析是巖土工程實踐中最常用的分析方法。隨著計算技術的不斷發展，三維極限平衡穩定性逐漸被引入到實踐中，從而能夠分析更復雜的幾何形狀以及更復雜的破壞機理【三維極限平衡巖石邊坡穩定性分析流程(PLE) [兩種地層+一個軟弱滑動面]】。本文介紹了一個露天礦的三維極限平衡邊坡穩定性分析，特別強調了巖體各向異性對邊坡穩定的影響。
2 模型
該露天礦邊坡高度340米，整體邊坡角為38°，使用Leapfrog【更新Leapfrog Geo---3D地質模擬(塊體模型)；塊體模型(Block Model)的產生、輸入和轉換】導入幾何模型，主要的材料有四種，如下圖所示。
這四種材料分別使用了四種不同的強度模型：
(1) Generalized Hoek-Brown;
(2) Mohr Coulomb;
(3) Anisotropic Strength;
(4) Generalized Anisotropic
3 3D分析
分析方法使用了Janbu Simplified和Spencer方法。Janbu Simplified給出了安全系數的下限值，Spencer方法同時考慮了力和力矩的平衡。為了尋找出最優的滑動面，滑動面使用橢球體(Ellipsoid)，搜索方法使用布谷鳥搜索方法【臨界滑動面的搜索算法---布谷鳥搜索(Cuckoo Search)】，同時啟用SAO優化。
結果顯示：Janbu Simplified方法得出的FOS=1.331; Spencer方法得出的FOS=1.37。
為了便于比較，使用截面創建器創建一個3D模型的2D斷面，然后進行二維極限平衡分析。結果顯示： Janbu Simplified方法得出的FOS=1.2，而Spencer方法得出的FOS=1.24。
展開 3 應用實例
下圖所示的模型通過導入兩個surface建立，首先導入底層表面，代表"Hard Rock"，然后導入上層表面，代表邊坡"Rock"。輸入的平面代表不連續面"Weak Rock"。材料均采用Mohr-Coulomb模型。GLE/M-P的計算結果FOS=1.466。這個例子復制了【三維極限平衡巖石邊坡穩定性分析流程(PLE) [兩種地層+一個軟弱滑動面]】，主要檢查了軟弱夾層對安全系數的影響。
顯然軟弱夾層的空間位置和強度影響著滑動面的路徑和安全系數。當軟弱層的傾角由初始的35°改變為45°時，FOS=1.585,這意味著滑動面與軟弱面的相交部分減少；當把"Weak Rock"的粘結力由1kPa改變為10kPa時，FOS=1.469，這顯示出粘結力對安全系數的影響不大，相比之下，內摩擦角對安全系數的影響更大，當把Phi由25°改變為35°時，FOS=1.589。
4 結束語
采礦邊坡三維穩定性分析比二維穩定性分析的計算結果更準確，能夠揭示出更復雜的破壞機理。除了輸入地形表面建立三維模型外，一個更直接的方法是輸入各種采礦軟件【綜合的地質、資源模擬、礦山規劃和生產軟件-Surpac 2020 塊體模擬(Block Modeling)】建立的塊體模型(Block Model)。
展開 Deere's RQD---現代巖體工程分類方法的基石 (Part I)
Deere's RQD---現代巖體工程分類方法的基石 (Part II)
Q-System巖石塊體尺寸的估算(RQD/Jn)
工程巖體分類的簡要回顧
工程巖體分類RMS(Rock Mass Strength)
巖體變形模量的估算---Python實現
4.5 極限平衡法
極限平衡法是邊坡穩定性最方便快捷的分析方法, 我們將在以后的課程中,以SLIDE軟件為例,詳細討論極限平衡法的分析原理包括各種條分法的差異以及如何使用SLIDE來解決真實的邊坡穩定性問題.
4.6 概率分析和敏感性分析
盡管理論上概率分析和敏感性分析可以在數值模擬中使用, 但是時間代價太大, 因此目前的概率分析和敏感性分析都在極限平衡法中使用, 從實踐的角度來看, 這樣的處理方法已經足夠精確. 我們將在講授極限平衡法時附帶討論這兩種分析方法.
巖石邊坡穩定性概率分析
巖石破壞路徑的搜索算法
巖石邊坡平面滑動的概率分析
巖石邊坡楔形體穩定性概率分析(Probabilistic Analysis)---Part 1
巖石邊坡楔形體穩定性概率分析(Probabilistic Analysis)---Part 2
巖石邊坡楔形體穩定性概率分析(3)---節理剪切強度的隨機分布
使用BLOCK算法搜索邊坡的最小滑動面
4.7 LRFD法
LRFD代表著Load And Resistance Factor Design, 荷載與阻力系數設計, 這是一種極限狀態設計法, 起源于結構設計理論, 上學期的<鋼筋混凝土結構設計原理>中, 曾經提及過這種方法.
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算例導讀：
強度折減法最早是Zienkiewicz提出，其基本實質是材料的c和φ逐漸降低，導致某單元的應力無法和強度配套，不能承受的應力轉到周圍土體中去，從而出現連續的滑動面。本算例通過三維均質土坡穩定性分析來說明如何用強度折減法計算的安全系數。
算例需知：
需要CAE源文件的請添加微信（CivilTutor）說明來意或通過附件下載。
算例結果：
abaqus地震荷載下三維邊坡動力穩定性分析 邊界條件粘彈性人工邊界 付費學習
據廣東梅州大埔縣委宣傳部消息，5月1日凌晨2時10分許，梅大高速往福建方向K11+ 900m附近發生高速公路路面塌陷事故。截至5月2日下午2時，塌方災害已造成48人死亡，另有3人的DNA在進一步比對確認，30人受傷（無生命危險）[1]。
圖 1（圖片來源于“央視新聞”）
一、降雨是路基邊坡失穩重要誘因
在山區，高速公路往往依山而建，在坡度較大的地方，基于因地制宜原則，半挖半填路基被廣泛應用
2023年6月18日，“泰坦號”潛艇失蹤，令世人震驚。調查結果表明該潛艇已在深海發生“內爆”，五名乘客全部遇難。雖已過去兩個月，有關該事件倫理道德及潛水器內爆原因的討論仍在繼續。
“泰坦號”觀光潛艇由一家名為“海洋之門”的公司開發和運營。該公司每年夏天推出為期一周乘坐“泰坦號”潛艇到達“泰坦尼克號”殘骸的觀光探險之旅，旅費為每人25萬美元（約合人民幣180萬元）。對于“泰坦號”的內爆，人們在感到驚駭與悲痛的同時
摘 要：
為了分析邊坡在降雨入滲作用下的滲流和穩定性，文章采用有限元強度折減數值模擬法，分析坡面滲流及穩定性受降雨強度、持續時間及類型等因素的影響。結果表明：隨著邊坡降雨強度或持續時間的增加，邊坡最大孔壓逐漸增大，穩定性系數逐步降低。總降雨量相同的情況下，短期暴雨對粘性土坡的影響更為明顯，造成孔壓升高，邊坡穩定性下降。研究結果對邊坡穩定性評估提供參考。
關鍵詞：降雨入滲;邊坡穩定性;
采用ANSYS有限元強度折減方法對滑坡穩定系數進行求解，通過有限元強度折減方法對不同工況下滑坡穩定系數進行計算，并將模擬計算值與極限平衡方法進行對比，驗證了強度折減方法的有效性。
有限元強度折減法是20世紀70年代末由英國科學家Zienkiewicz提出的，是通過不斷提高強度折減系數來降低坡體巖土抗剪強度參數，并反復試算，直到達到極限破壞狀態，程序自動根據彈塑性有限元計算結果得到滑動破壞面，
摘 要：針對雙孔隧道在施工過程中產生的復雜應力場與位移場，通過有限差分軟件FLAC3D數值模擬，采用Drucker-Prager準則作為巖土體塑性屈服準則，計算得到雙孔隧道開挖及支護后隧道的應力場及位移場分布規律。進而分析得到了雙孔隧道需要支護的關鍵位置及錨桿最小設計長度要求。結果表明：采用噴錨支護能夠有效阻止塑性區的擴大，對提高圍巖承載能力影響顯著。
關鍵詞：FLAC3D;噴錨支護;雙孔隧道
解決非線性分析不收斂的技巧
1模型中結構剛度的大小。
對于某些結構，從概念的角度看，可以認為它是幾何不變的穩定體系。但如果結構相近的幾個主要構件剛度相差懸殊，在數值計算中就可能導致數值計算的較大誤差
文章信息
基于離散元循環荷載作用下的邊坡穩定性分析
2023年6月18日，“泰坦號”潛艇失蹤，令世人震驚。調查結果表明該潛艇已在深海發生“內爆”，五名乘客全部遇難。雖已過去兩個月，有關該事件倫理道德及潛水器內爆原因的討論仍在繼續。
“泰坦號”觀光潛艇由一家名為“海洋之門”的公司開發和運營。該公司每年夏天推出為期一周乘坐“泰坦號”潛艇到達“泰坦尼克號”殘骸的觀光探險之旅，旅費為每人25萬美元（約合人民幣180萬元）。對于“泰坦號”的內爆，人們在感到驚駭與悲痛的同時
