邊坡分析的案例
邊坡穩定性分析 附GeoStudio2018幫助文檔邊坡穩定性分析模型SLOPE Modeling下
DeepEX中邊坡分析操作概述
在DeepEX中進行邊坡穩定性分析時，其操作思路大體可以分為以下三步：1）建立邊坡模型；2）邊坡分析設置；3）分析計算。
其中，邊坡建模和分析計算操作比較簡單。DeepEX提供了兩種邊坡建模方法，一種是直接建模，另外一種是DXF文件導入建模。當邊坡形狀比較復雜或者已有現成的DXF文件時，用戶可以直接導入DXF文件建立邊坡模型。當邊坡比較簡單時，可以在【一般】選項→【地表設置選項】中選擇【左側斜坡】或【右側斜坡】選項，即可打開編輯邊坡的對話框，如圖1所示。在該對話框中可以編輯邊坡坡度、放坡類型、臺階尺寸等數據，從而創建出邊坡模型。分析計算只需點擊【計算邊坡】按鈕即可，計算完成之后就能得到相應的安全系數結果。唯一需要注意的是，在進行邊坡穩定性計算之前，必須先完成常規計算。
圖1 設置邊坡形狀
在建立邊坡模型后，邊坡穩定性分析中最關鍵的操作就是邊坡分析設置。首先，用戶需要在【邊坡】選項中勾選【整體穩定性分析】（如圖2），才能進行邊坡穩定性分析設置。勾選之后，單擊【選項】按鈕即可打開【邊坡穩定性分析選項】對話框，如圖3所示。在該對話框中用戶可以選擇邊坡穩定性分析方法，設置圓弧中心范圍、半徑搜索方法，選擇是否考慮邊坡周圍基礎荷載、支撐極限承載力以及是否考慮坡頂土體拉裂等。完成邊坡分析設置之后，即可進行穩定性計算。
圖2 【邊坡】選項
圖3 邊坡穩定性分析選項
3 算例演示
本案例來自于Giam和Donald（1989）給出解答的一系列邊坡分析案例中最簡單的一個。Giam和Donald得到的計算結果在全世界范圍內得到了廣泛認可，因此他們的案例成為各種邊坡分析軟件的驗證案例。本文選取該案例來驗證DeepEX計算結果的準確性。
展開 邊坡可靠性分析
邊坡可靠性分析.part01.rar
邊坡可靠性分析.part02.rar
邊坡可靠性分析.part03.rar
邊坡可靠性分析.part04.rar
邊坡可靠性分析.part05.rar
邊坡可靠性分析.part06.rar
邊坡可靠性分析.part07.rar
邊坡可靠性分析.part08.rar
邊坡可靠性分析.part09.rar
展開 [重點]巖石邊坡工程課程---邊坡工程分析與設計(C4)
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.
展開 Updated---邊坡穩定性概率分析數據集(Probabilistic Approach)
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 
露天礦三維邊坡極限平衡穩定性分析
因此如果邊坡的幾何形狀、破壞機理或者材料強度的空間變異很大，應該進行真三維穩定性分析。
基于Midas-GTS NX某高邊坡穩定性分析 附midas GTS NX用戶手冊下載
六、邊界約束
點擊靜力邊坡分析--約束，將模型底部固結，兩側側向進行約束。
七、施加自重
點擊靜力邊坡分析--荷載--自重，施加重力加速度
八、求解設置
點擊分析--新建，命名穩定性分析SRM,求解類型選擇邊坡穩定SRM，將邊界條件、靜力荷載拖入右側激活組，點擊分析控制，打開弧長法，進行求解。
九、求解結果查看
邊坡穩定性系數：1.26
土體塑性應變云圖如下所示，具體查看時可右鍵點擊云圖，點擊自動范圍。
下載地址：midas GTS NX用戶手冊
ANSYS強度折減法邊坡穩定分析實例
求解不收斂命令提示框
位移云圖
等效塑性應變云圖
強度折減系數F=3.0時計算結果分析
不同折減系數下特征點位移分布圖
結論分析
1）從邊坡模型變形圖分析
從邊坡變形圖看，隨著強度折減系數F的增加，邊坡變形加大，當F=2.28時，解不收斂，從上述等效塑性應變云圖可看出，此時邊坡破壞面近似圓弧型，說明此時邊坡已經不安全，塑性應變已經產生貫通現象，極易引起失穩現象。
2）從邊坡水平方向位移云圖分析
邊坡水平方向位移隨強度折減系數F的增加產生很大波動，剛開始，隨F增加，水平位移慢慢增大，當F=2.4以后，邊坡模型的水平位移開始增加，當F=2.28后，水平方向位移開始急劇下降，當F=2.28時，邊坡模型的水平方向位移達到6.786cm，之后位移發生突變。
3）從塑性應變云圖分析
從邊坡模型的塑性區云圖看，也隨著強度折減系數F的增加，塑性應變從無到逐漸增大，塑性區也從無到逐漸增大，當F=2.28時，塑性區貫通到坡頂，并且此時解不收斂，表明此時邊坡已經破壞，因此，該邊坡的模型的安全系數應該是2.28。
此外，還可以從邊坡垂直方向位移以及關鍵點位移（如坡腳和坡頂）來判斷邊坡穩定性。
展開 利用赤平極射投影進行巖石邊坡的運動學分析(Kinematic Analysis)
3 結束語
運動學分析提供了一種簡單快捷的邊坡穩定性分析途徑，在可行性研究或初步評估和設計時可以使用。不過，由于運動學分析忽略了許多巖體屬性，沒有考慮施工過程，也沒有考慮節理的位置，因此在詳細分析和評價時需要結合其它方法(極限平衡法和數值模擬)進行綜合考慮。
用ANSYS做邊坡穩定分析
用ANSYS做邊坡穩定分析的方法是：根據有限元程序計算得到的應力場來計算各點的安全系數，然后
利用ANSYS強大的后處理功能繪出安全系數等值線圖，圖中安全系數最小的那條等值線就是最可能的滑裂面，
其安全系數就是邊坡的安全系數。..........
用ANSYS做邊坡穩定分析.pdf
FLAC3D 三維邊坡穩定分析<轉自igeo.cn>
Itasca FLAC3D 三維邊坡穩定分析
本片錄制了三維邊坡穩定分析在FLAC3D中的實現，提供了命令流及完整的建模過程及結果查看，供學習參考。
Itasca系列軟件巖土工程專業軟件，包括FLAC、FLAC3D、UDEC、3DEC、PFC2D、和PFC3D。該系列軟件針對巖土體問題開發、但不限于巖土體問題；可以解決大變形、甚至幾何形態破壞問題；可以追蹤記錄破壞過程；多種巖土本構；地質結構面模擬；真時間歷程動力模擬；地下水模擬；內置外接程序語言滿足用戶特定要求。
視頻地址：http://www.cax.cn/Itasca/227.html
展開 帶有軟弱夾層(Weak Layer)的三維采礦邊坡穩定性分析(3D Open Pit Analysis)
1 引言
大多數情況下，采礦邊坡的穩定性分析可以按二維平面應變問題處理，這樣作的原因有兩個：一方面由于問題本身確實可以近似簡化為二維模型，另一方面由于技術的限制，三維分析的建模和計算過程比二維分析要復雜得多。隨著開采深度的不斷增加，采礦邊坡越來越變成一個真三維問題，邊坡曲率的影響會越來越大，而且當有不連續面穿過邊坡時，使用二維模型分析的結果其誤差將會變得很大。
隨著計算巖土力學技術的不斷進步，現在三維邊坡穩定性分析正逐漸流行起來，其中最典型的數值分析工具是FLAC3D, 3DEC和RS3，最典型的極限平衡法分析工具是Slide3和PLE3。這個筆記簡要討論了使用極限平衡法進行的三維采礦邊坡穩定性分析。
2 三維模型
有多種方法可以建立三維模型，最常用的方法是輸入DXF文件【使用DXF文件組裝塊狀結構的六面體網格---基本規則】，不過這種建模方法對邊坡形狀作了太多的簡化，而且組裝模型需要非常嫻熟的技巧。實踐中最流行的方法是通過輸入幾何實體(Geometry)或表面(Surface)來建立更真實的三維模型，例如【建立更真實的數值模型(2)：FLAC3D與曲面地形的集成】。
在二維極限平衡分析中，代表巖體不連續面的軟弱夾層(Weak Layer)具有一定厚度，作為一種獨立的材料，如下圖所示。當臨近邊坡面有軟弱夾層時，滑動面會沿著軟弱夾層擴展【復合滑動面(Composite Slip Surface)破壞模式；使用BLOCK算法搜索邊坡的最小滑動面】。在三維極限平衡分析中，僅把不連續面作為一個面，類似于界面元(Interface Element)，給不連續面賦值強度參數但不設置厚度，滑動面的路徑與二維分析相似。滑動面的搜索方法是極限平衡法的核心，當進行三維分析時，不必再區分是圓形滑動面還是非圓形滑動面。
展開 
邊坡穩定性分析的有限元法
本文把強度折減理論用于有限元法中,成功地解決了有限元在邊坡穩定分析中的應用問題。有限元法不但滿足力的平衡條件,而且考慮了材料的應力應變關系,計算時不需做任何假定,使得計算結果更加精確合理,而且可以很直觀的得到坡體的實際滑移面。本文結合工程算例,對邊坡加錨桿前后的穩定性進行了分析,并與傳統的求穩定系數的方法進行了比較,表明有限元法解決邊坡問題是可行的
邊坡穩定性分析的有限元法.pdf
HYRCAN---一個免費的邊坡穩定性分析框架(極限平衡法LEM)
1 引言
為了滿足課外創新實踐學分的要求，選擇了一個相對開放的學習和研究項目---邊坡穩定性分析。在這個小型項目中，我們將使用一個名叫HYRCAN的軟件進行邊坡穩定性分析。HYRCAN與SLIDE的原理一樣，都是利用極限平衡法LEM求解邊坡穩定性的安全系數。但HYRCAN與SLIDE的不同之處在于SLIDE是商業性軟件，必須花錢購買才能使用，而HYRCAN是一個半開源的免費軟件，重要的是HYRCAN提供了一種現代巖土工程軟件開放的設計框架，用戶可以充分發揮自己的才能來改進軟件自身的功能，包括用戶界面。因此通過這個訓練，一方面可以增強學生的專業技能，熟悉和鞏固邊坡穩定性的分析方法，另一方面，也可以滿足“創新”要求，學生可以充分發揮自己的專業知識擴充程序現有的計算能力。這個筆記簡要描述了HYRCAN的相關開發背景。
2 HYRCAN簡介
HYRCAN是Mikola博士在2020年疫情大流行期間開發的一個類似于SLIDE的邊坡穩定性分析軟件。Mikola博士2012年畢業于加州大學伯克利分校(University of California at Berkeley), 他是一位非常天才的巖土工程師和軟件工程師，畢業后先在 Jacobs Engineering---一個國際知名的土木工程咨詢公司工作，2018年加入WSP USA工作(WSP 于2020年收購了國際知名的巖土和環境工程咨詢公司Golder Associates)。Dr. Mikola在工作之余，開發了許多免費的巖土工程工具軟件，例如DXF到UDEC的轉換，有限元分析，工程巖體分類，巖石楔形破壞分析，巷道支護等。
HYRCAN是一個二維邊坡穩定性程序，用于評估土或巖石邊坡圓形破壞面的安全系數或破壞概率。
展開 露天礦邊坡分析與設計---北達科塔大學(University of North Dakota)的解答[Part 1]
4 模型建立
在真實的采礦工程中，采礦邊坡是由臺階組成的，需要分析臺階的穩定性和局部破壞，(露天采礦臺階設計(Bench Design)方法; 露天采礦臺階穩定性分析方法(Bench Scale Stability Analysis)), 不過在本次設計中，僅考慮了最終邊坡的穩定性，并且假定邊坡是中心對稱的，這樣我們僅分析一半的邊坡剖面即可。相應地，對于費用分析也僅考慮邊坡的一半，如下圖所示。
邊坡設計是一個迭代的過程。首先，同時考慮邊坡穩定和費用建立模型，然后使用FLAC/Slope進行穩定性分析，如果安全系數大于等于1.3，則輸出最終設計方案，如果安全系數小于1.3，那么重新建立模型再進行計算， 直至FOS大于等于1.3，計算流程如下圖所示。
未完待續
展開 地震載荷作用下的邊坡穩定性(Seismic Loading)---偽靜態和Newmark位移分析
不過，為了研究更復雜的巖土應力和應變行為，需要進行動態的數值模擬(Dynamic Modeling)，FLAC, Plaxis, RS目前都可以作這樣的分析。
Newmark的分析類型有三種：剛性、耦合或不耦合。本項目使用剛性方法，通過輸入一個標準的地震記錄[Define Seismic Record]，估算地震引起的邊坡位移。值得注意的是，由于使用了多滑動面【邊坡穩定性多模態優化(Multi-Modal Optimization)】搜索技術，所以得出了2個不同滑動面的位移值。
4 結束語
如果不是震級大于7.0的摧毀性地震，當一個巖石邊坡受到地震震動時，即使瞬態應力達到巖石的抗剪強度，邊坡也不一定會發生破壞。此外，即使滑動面的安全系數在地震期間的有限時間內FOS<1，也不意味著邊坡會發生嚴重的破壞，真正重要的是地震導致邊坡出現的永久性位移。偽靜態分析不能揭示出這種變形特征，而Newmark位移分析能夠估算出地震誘發的永久性位移。這種永久性位移在地震期間可能不會導致邊坡立即破壞，但在地震后由于外部因素的作用邊坡會發生破壞【秘魯暴雨誘發的滑坡(Peru landslide)造成重大損失 | Fluid-Mechanical Interaction】，因此Newmark位移分析對于邊坡設計具有很大的現實意義。
展開 