GIS和最小勢(shì)能原理的斜坡穩(wěn)定性三維分析

橋址高陡巖質(zhì)斜坡穩(wěn)定性分析時(shí),一方面,應(yīng)考慮斜坡的卸荷變形影響;另一方面,作為橋梁建設(shè)場(chǎng)地,除應(yīng)評(píng)價(jià)其整體穩(wěn)定性外,還應(yīng)考慮表層危巖體及巖體蠕變對(duì)橋梁安全的影響。結(jié)合工程實(shí)例介紹了平硐所揭示的高陡巖質(zhì)斜坡中的強(qiáng)烈卸荷變形特征,提出了橋址高陡巖質(zhì)斜坡穩(wěn)定性分析時(shí)應(yīng)評(píng)價(jià)的內(nèi)容及分析方法,對(duì)相似工程具有較好的借鑒作用。

以湖南西部某紅砂巖淺埋隧道為例,建立了三維有限差分?jǐn)?shù)值模型并模擬了隧道不同開挖步過(guò)程中掌子面附近圍巖應(yīng)力和地表沉降的變形規(guī)律,最后利用數(shù)值計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明:隧道開挖對(duì)掌子面前方影響范圍約為2d,在掌子面后方1d范圍內(nèi)圍巖應(yīng)力發(fā)生明顯變化,隨掌子面向前推進(jìn)逐步趨于穩(wěn)定;地表沉降量主要發(fā)生在上臺(tái)階開挖時(shí),當(dāng)仰拱施作完成形成穩(wěn)定的閉合環(huán)結(jié)構(gòu)后,沉降變形很快趨于穩(wěn)定。主應(yīng)力最大值位于拱腰,其次是拱腳,而塑性區(qū)主要出現(xiàn)在拱肩和拱腳。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與計(jì)算結(jié)果基本吻合。

深厚覆蓋層上高土石壩抗震穩(wěn)定性的三維分析——常規(guī)的擬靜力方法不能反映出深厚覆蓋層上高土石壩的動(dòng)力特性，而應(yīng)從壩體材料的動(dòng)力穩(wěn)定性、壩體地震后的永久變形和壩坡地震過(guò)程中穩(wěn)定安全系數(shù)時(shí)程變化等方面綜合評(píng)價(jià)大壩的安全性．結(jié)合一工程實(shí)例，建立了深厚覆...

為分析深厚覆蓋層地區(qū)在泥漿護(hù)壁條件下的防滲墻成槽穩(wěn)定性,從槽壁失穩(wěn)機(jī)理上分析泥漿的護(hù)壁作用;并結(jié)合西藏某直孔電站實(shí)際工程,采用有限差分法,分析防滲墻成槽開挖過(guò)程中的槽壁應(yīng)力和變形變化特性。結(jié)合泥漿護(hù)壁條件下的槽壁應(yīng)力及變形變化規(guī)律,提出提高防滲墻造孔期間槽壁穩(wěn)定性的有效措施。

應(yīng)用數(shù)值模擬技術(shù)對(duì)尖山邊坡開挖過(guò)程中的坡體變形問(wèn)題進(jìn)行了真實(shí)有效的分析,直觀地再現(xiàn)了邊坡應(yīng)力和位移變化,并得到邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)。模擬結(jié)果表明:原始開裂邊坡的模擬結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況基本吻合。隨著上部邊坡臺(tái)階形成的進(jìn)度,邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)逐漸增大,然而2070水平以下繼續(xù)采用\"一面坡\"開采方式情況下,最終邊坡安全系數(shù)為1.16,理論上處于安全狀態(tài),但靠近極限平衡狀態(tài)。通過(guò)本次模擬表明:該削坡卸載方案具有一定的可行性和合理性,對(duì)邊坡開挖和治理具有一定的指導(dǎo)意義。

某水電站工程,采用adina軟件對(duì)某水電站進(jìn)行了三維有限元分析,建立了某水電站整體的三維有限元模型,分別對(duì)6種工況進(jìn)行計(jì)算分析,得出不同工況下的位移場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)、塑性區(qū)分布以及邊坡整體安全系數(shù)等。

斜坡大塊石流堆積層穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)

公路隧道圍巖穩(wěn)定性三維動(dòng)態(tài)模擬分析——利用顯式有限差分法，建立了三維有限差分的分析模型，對(duì)某公路隧道圍巖穩(wěn)定性進(jìn)行了數(shù)值模擬。結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行計(jì)算分析，對(duì)可能發(fā)生圍巖大變形的部位進(jìn)行了預(yù)測(cè)，得到了與實(shí)際情況基本一致的結(jié)論。

針對(duì)三維土工網(wǎng)護(hù)坡技術(shù)的前期階段不斷出現(xiàn)的邊坡整體失穩(wěn)現(xiàn)象,基于三維土工網(wǎng)護(hù)坡技術(shù)的作用機(jī)理,采用強(qiáng)度系數(shù)折減法,利用abaqus建立土工網(wǎng)防護(hù)邊坡的三維有限元模型,以坡肩特征點(diǎn)的位移突變情況作為邊坡失穩(wěn)判斷的標(biāo)準(zhǔn),分別計(jì)算和比較了不同降雨條件下土工網(wǎng)防護(hù)邊坡和不含土工網(wǎng)邊坡的安全系數(shù),探究了邊坡失穩(wěn)時(shí)坡體內(nèi)部塑性區(qū)的發(fā)展情況和位移分布規(guī)律,并利用室內(nèi)邊坡抬升破壞試驗(yàn)分析比較了兩種邊坡的破壞抬升角度和最終破壞情況,與數(shù)值模擬分析結(jié)果進(jìn)行比較。結(jié)果表明：土工三維網(wǎng)在一定程度上可以提高邊坡的整體穩(wěn)定性,但作用影響較小;降雨強(qiáng)度的大小對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響較為明顯;在土工網(wǎng)和鉚釘共同作用下,土工網(wǎng)和其覆蓋的土體共同作用,呈現(xiàn)較好的整體性。

大石門水利樞紐工程左岸高邊坡砂卵礫石層覆蓋厚度為134m,運(yùn)行期砂卵礫石遇水軟化,飽和強(qiáng)度僅為13~16mpa。在常年受水體浸泡且遭遇高烈度地震的情況下,保證百米級(jí)砂卵礫石層邊坡穩(wěn)定是設(shè)計(jì)中的難題。針對(duì)砂礫石遇水軟化邊坡失穩(wěn)定的問(wèn)題,在保證邊坡穩(wěn)定的前提下,邊坡設(shè)計(jì)采取以開挖為主的\"強(qiáng)開挖、弱支護(hù)\"設(shè)計(jì)原則,即用緩于砂礫石穩(wěn)定邊坡坡比開挖,確保邊坡在地震工況下不會(huì)整體失穩(wěn)。采用有限元?jiǎng)恿Ψ治龇椒?對(duì)地震作用下砂卵礫石高邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行分析。結(jié)果表明,地震作用下的位移響應(yīng)、速度響應(yīng)、加速度響應(yīng)程度隨著坡高的增加逐漸加大;邊坡最危險(xiǎn)滑動(dòng)面發(fā)生在坡面靠近第一級(jí)馬道以下位置,且屬于表層滑動(dòng);當(dāng)?shù)卣鸺铀俣确逯颠_(dá)到0.26g后,安全系數(shù)降低到1.084。

邊坡的動(dòng)力穩(wěn)定性分析一直是巖土工程領(lǐng)域的難點(diǎn)。為研究矢量和法在三維邊坡動(dòng)力穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用,從三維均質(zhì)邊坡出發(fā),給出了一種將矢量和法與動(dòng)力有限元法相結(jié)合的三維邊坡動(dòng)力穩(wěn)定性分析方法,并給出其具體計(jì)算過(guò)程。最后,將該方法運(yùn)用到大型堆積體邊坡的動(dòng)力穩(wěn)定性分析中。該邊坡的動(dòng)力分析表明,三維邊坡動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律受地形的影響很大,堆積體對(duì)地震波具有較好的吸收效果;在6.5級(jí)地震(峰值加速度0.2g)作用下,穩(wěn)定性計(jì)算表明,堆積體q1與q2的平均安全系數(shù)分別為1.47,1.23,最小安全系數(shù)分別為1.33,1.18,可認(rèn)為邊坡在該地震荷載下能夠保持穩(wěn)定。

邊坡巖體是非均質(zhì)、各向異性、不連續(xù)的復(fù)雜介質(zhì),由結(jié)構(gòu)面和所圍限的結(jié)構(gòu)體組成,結(jié)構(gòu)面常?？刂浦鴰r體的穩(wěn)定性。離散元法將巖體離散為塊體單元,單元可以發(fā)生變形、移動(dòng)和分離,可以較為真實(shí)地模擬不連續(xù)巖體在受結(jié)構(gòu)面控制下發(fā)生變形破壞的過(guò)程。本文以某邊坡為對(duì)象,在現(xiàn)場(chǎng)采樣基礎(chǔ)上,統(tǒng)計(jì)分析了優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面方位和可能發(fā)生的變形破壞模式,采用三維離散元軟件3dec分析了不同工況下的邊坡穩(wěn)定性。

三維數(shù)值模擬在邊坡穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用——結(jié)合云南溪洛渡水電站專用線典型邊坡工程，探討和構(gòu)建了復(fù)雜巖堆體的三維計(jì)算模型，討論了其巖土指標(biāo)取值和計(jì)算參數(shù)，運(yùn)用三維快速拉格朗日差分法軟件flac3d對(duì)復(fù)雜巖堆體k35段邊坡進(jìn)行了三維數(shù)值模擬計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)...

邊坡巖體是非均質(zhì)、各向異性、不連續(xù)的復(fù)雜介質(zhì),由結(jié)構(gòu)面和所圍限的結(jié)構(gòu)體組成,結(jié)構(gòu)面常?？刂浦鴰r體的穩(wěn)定性。離散元法將巖體離散為塊體單元,單元可以發(fā)生變形、移動(dòng)和分離,可以較為真實(shí)地模擬不連續(xù)巖體在受結(jié)構(gòu)面控制下發(fā)生變形破壞的過(guò)程。本文以某邊坡為對(duì)象,在現(xiàn)場(chǎng)采樣基礎(chǔ)上,統(tǒng)計(jì)分析了優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面方位和可能發(fā)生的變形破壞模式,采用三維離散元軟件3dec分析了不同工況下的邊坡穩(wěn)定性。

土工三維網(wǎng)墊防護(hù)邊坡整體穩(wěn)定性分析 步入21世紀(jì)以來(lái),我國(guó)根據(jù)時(shí)代發(fā)展的需要開展了大量的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),越 來(lái)越多人工開挖的工程邊坡代替原有的自然邊坡被不斷地應(yīng)用在公路建設(shè)、水利 工程、礦物開采以及地基處理等工程項(xiàng)目中。隨著人們關(guān)于環(huán)境資源保護(hù)和可持 續(xù)性發(fā)展這兩個(gè)觀念的不斷深入,以漿砌石護(hù)坡為代表的傳統(tǒng)護(hù)坡技術(shù)雖然在鋪 設(shè)初期有較好的防護(hù)效果,但鑒于其耐久性弱,生態(tài)效益差以及在施工時(shí)對(duì)周圍 環(huán)境的破壞嚴(yán)重,該傳統(tǒng)護(hù)坡技術(shù)正被逐漸減小使用。 相比于傳統(tǒng)的灰色護(hù)坡技術(shù),土工三維網(wǎng)墊植草生態(tài)護(hù)坡作為一種生態(tài)環(huán)保 的綠色復(fù)合型生態(tài)護(hù)坡技術(shù),憑借其施工方便、低成本、持久耐用等優(yōu)點(diǎn),目前也 越來(lái)越多地被應(yīng)用于工程建設(shè)中。土工三維網(wǎng)墊對(duì)邊坡的加固作用主要分為兩個(gè) 階段,即前期網(wǎng)墊的作用階段和后期植草根莖的加固防護(hù)階段。 在邊坡防護(hù)的后期,植草的根莖完全發(fā)育并開始發(fā)揮固土效

大石門水利樞紐工程左岸高邊坡砂卵礫石層覆蓋厚度為134m,運(yùn)行期砂卵礫石遇水軟化,飽和強(qiáng)度僅為13～16mpa。在常年受水體浸泡且遭遇高烈度地震的情況下,保證百米級(jí)砂卵礫石層邊坡穩(wěn)定是設(shè)計(jì)中的難題。針對(duì)砂礫石遇水軟化邊坡失穩(wěn)定的問(wèn)題,在保證邊坡穩(wěn)定的前提下,邊坡設(shè)計(jì)采取以開挖為主的“強(qiáng)開挖、弱支護(hù)”設(shè)計(jì)原則,即用緩于砂礫石穩(wěn)定邊坡坡比開挖,確保邊坡在地震工況下不會(huì)整體失穩(wěn)。采用有限元?jiǎng)恿Ψ治龇椒?對(duì)地震作用下砂卵礫石高邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行分析。結(jié)果表明,地震作用下的位移響應(yīng)、速度響應(yīng)、加速度響應(yīng)程度隨著坡高的增加逐漸加大;邊坡最危險(xiǎn)滑動(dòng)面發(fā)生在坡面靠近第一級(jí)馬道以下位置,且屬于表層滑動(dòng);當(dāng)?shù)卣鸺铀俣确逯颠_(dá)到0.26g后,安全系數(shù)降低到1.084。

結(jié)合云南溪洛渡水電站專用線典型邊坡工程,探討和構(gòu)建了復(fù)雜巖堆體的三維計(jì)算模型,討論了其巖土指標(biāo)取值和計(jì)算參數(shù),運(yùn)用三維快速拉格朗日差分法軟件flac3d對(duì)復(fù)雜巖堆體k35段邊坡進(jìn)行了三維數(shù)值模擬計(jì)算,并將計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了后處理分析。根據(jù)計(jì)算結(jié)果系統(tǒng)分析了k35段邊坡在削坡及擋土墻加固后的穩(wěn)定性,給出了溪洛渡水電站專用線該段邊坡穩(wěn)定性的安全評(píng)價(jià)及處理意見(jiàn)。

以韓家?guī)X大跨淺埋隧道為研究背景,以midas(gts)軟件為工具,運(yùn)用三維數(shù)值分析方法分析了該隧道施工過(guò)程的穩(wěn)定性,為隧道施工過(guò)程中的穩(wěn)定性預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、及時(shí)調(diào)整優(yōu)化施工方法提供了非常實(shí)用的方法。

為了評(píng)價(jià)日本千葉縣某住宅區(qū)周邊大范圍邊坡的滑坡危險(xiǎn)度,探討了一種基于gis的三維邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法。首先根據(jù)已有的cad格式的地形等高線圖及有限的鉆孔數(shù)據(jù),得到地表、地層、地下水的三維gis數(shù)據(jù)。在依據(jù)邊坡傾角、傾向等地形特性對(duì)該大范圍邊坡劃分邊坡單元的基礎(chǔ)上,采用一種基于gis柵格數(shù)據(jù)的邊坡穩(wěn)定三維極限平衡分析模型計(jì)算了研究區(qū)域各邊坡單元的安全系數(shù),進(jìn)行了滑坡危險(xiǎn)性分區(qū)評(píng)價(jià)。本研究對(duì)于如何利用有限的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行高精度的數(shù)值計(jì)算分析,以及gis在地質(zhì)防災(zāi)領(lǐng)域的更深層次的應(yīng)用具有一定的參考價(jià)值。

路基下巖溶頂板穩(wěn)定性評(píng)價(jià)是巖溶區(qū)公路和鐵路建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題之一。選取丹霞互通區(qū)域?yàn)楸尘?結(jié)合地質(zhì)環(huán)境條件,對(duì)影響巖溶路基穩(wěn)定性因素進(jìn)行分析,采用ahp確定評(píng)估因子的權(quán)重并賦值。應(yīng)用gis技術(shù)的空間疊加分析功能,將研究區(qū)域劃分為4個(gè)穩(wěn)定性評(píng)估程度不同的區(qū)域。結(jié)果顯示,丹霞互通樞紐區(qū)域巖溶路基嚴(yán)重不穩(wěn)定區(qū)(7<r≤9)集中分布于研究區(qū)域的北部,占總面積的1.74%；較不穩(wěn)定區(qū)(5<r≤7)集中分布于北部和中部,占17.41%；較穩(wěn)定區(qū)(3<r≤5)整體均勻分布在區(qū)域面積內(nèi),占69.02%；穩(wěn)定區(qū)(1<r≤3)集中分布于南側(cè),占11.83%?？傮w上,該區(qū)域巖溶發(fā)育程度為強(qiáng)發(fā)育；巖溶路基穩(wěn)定性在空間分布上具有明顯的地帶差異性,該預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際情況一致性較好。

在上世紀(jì)90年代杜東菊等人編制的“中國(guó)區(qū)域穩(wěn)定工程地質(zhì)圖”的基礎(chǔ)上,開發(fā)了中國(guó)區(qū)域地殼穩(wěn)定性數(shù)據(jù)庫(kù),數(shù)據(jù)庫(kù)存入了歷史地震、活動(dòng)斷裂、地殼形變、活火山等大量?jī)?nèi)動(dòng)力地質(zhì)作用的信息。介紹了該數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)的方法,提出了加權(quán)信息量法評(píng)價(jià)模型,在gis數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了用該模型對(duì)中國(guó)區(qū)域地殼穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)。根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果,按穩(wěn)定、基本穩(wěn)定、次不穩(wěn)定、不穩(wěn)定4個(gè)級(jí)別對(duì)中國(guó)陸域范圍進(jìn)行了地殼穩(wěn)定性分區(qū),作出了分區(qū)圖,分區(qū)結(jié)果與實(shí)際吻合。

本文介紹了基于gis的地殼穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法,選取了地震、構(gòu)造、工程地質(zhì)、地面沉降等4個(gè)因子,19個(gè)要素,提出了點(diǎn)、線、區(qū)圖層定量處理方法,使用層次分析法確定權(quán)系數(shù),通過(guò)gis的疊加分析獲得最終評(píng)價(jià)結(jié)果,以天津市為例給出了地殼穩(wěn)定性評(píng)價(jià)圖。