应用案例 · 第 32 页
岩土工程软件应用案例、建模方法与工程分析实践，按发布时间由近到远浏览，第 32 页。
Ｐａｓｔｅｒｎａｋ地基降水对邻近管线影响的解析研究
基于 Ｐａｓｔｅｒｎａｋ弹性地基梁理论，结合土的有效应力原理和 Ｄｕｐｕｉｔ假设，推导了砂土地层 单井降水引起邻近管线变形的解析解．算例解析计算结果与抽水试验及数值模拟结果吻合较好，验 证了其准确性，在此基础上深入分析了管线受力变形的影响参数．结 果 表 明：研 究 管－土 相 互 作 用 时，土中剪力的影响不应被忽略，管线变形范围与降水影响半径大致相等．降水深度、管线与降水井 距离对管线变形及受力有较大影响，且存在临界降深，使得管线变形及受力发生较大转变．到达临 界降深前，管线变形和弯矩最大值位于管线中心，随降深增大而增大．超过临界降深后，管线弯矩最 大值会随降深增大由管线中心向外偏移，出现两个弯矩峰值，位于水位线与管线相交处．研究成果 可为相关工程的管线防护提供参考．
阅读详情饱和黏土中抗拔桩上限承载力分析及土塞效应
构造了抗拔桩上限分析机构，对饱和黏土中闭口桩与开口管桩抗拔承载力进行了上限计算，通过与弹塑性有限元、 下限法及 API 方法进行对比说明了其合理性，并与实测资料对比验证了此方法的可靠性。研究了长径比、桩壁粗糙程度、土 体强度非均匀性和土塞高度对抗拔承载力的影响，拟合出了闭口桩的抗拔净承载力预测公式。主要结果表明：对于闭口桩， 归一化的抗拔净承载系数和单桩长径比之间近似呈线性关系。对于开口管桩，开口管桩抗拔净承载力系数与闭口桩抗拔净承 载力系数的比值随长径比的增大有增大的趋势；管桩抗拔净承载力系数随着土塞高度的增加而增加，土塞对管桩的抗拔承载 力有不可忽略的影响。
阅读详情不排水条件下反压土支护悬臂挡墙的稳定分析
反压土支护悬臂挡墙在基坑工程中得到了广泛的应用，但是规范并未给出设计方法，而现有的反压土支 护分析方法往往采用人为指定的滑裂面进行分析或是计算方法繁琐。为此，基于库伦滑动楔形分析和强度折减法 给出不排水条件下反压土支护时悬臂挡墙两侧简化土压力分布，再根据该土压力分布计算嵌固稳定安全系数。滑 动楔形分析的结果表明反压土支护时开挖侧的滑裂面并非传统的朗肯被动滑裂面，而是从上到下分为三段，分别 通过反压土斜面、反压土右端点和水平开挖面。所提方法能够考虑土墙之间剪力，计算结果与有限元吻合较好。 最后，基于该方法研究了反压土尺寸、挡墙嵌入比对安全系数的影响。
阅读详情西藏波密丹卡弄巴冰湖发育特征与潜在风险
冰湖溃决是青藏高原的典型山地灾害之一，严重威胁川藏交通廊道的安全。 开展沿线地区的冰湖灾害调查和溃决风险 评估，并制定针对性的防控对策十分必要。 选取西藏波密的丹卡弄巴冰湖为研究对象，通过遥感解译、野外调查、工程地质类 比、数值模拟等方法，查明了冰湖、冰川积雪区、形成流通区、堆积区等分区流域的发育特征，提出了丹卡弄巴具有发生冰湖溃 决和形成泥石流的条件，揭示了高位冰崩、冰川跃动、雪崩等是引发冰湖溃决的主要诱因类型，计算了终碛垄发生全溃的洪水 流量曲线，模拟了泥石流在下游沟道的演进过程。 结果显示，冰湖全溃条件下形成的泥石流将对堆积区 ２８ 户 ８５ 人造成淤埋 的直接危害，还将挤占帕隆藏布河，造成主河偏流，对右岸沿河的川藏交通廊道及其附属设施等造成路基水毁的间接危害。 对川藏交通廊道沿线冰湖发育区开展灾害调查和风险评估进行初步探索，可供西藏国土空间风险管控、水利水电开发、冰湖 景区选址等冰湖灾害评价提供借鉴。
阅读详情考虑裂隙分布及强度的膨胀土边坡稳定性分析
为完善现有膨胀土边坡稳定分析方法中概化处理土体结构，特别是裂隙面、软弱夹层等因素的局限，将边 坡视为均质土层、裂隙充填薄层及张拉裂隙的组合，将现场勘测得到的典型控制性裂隙的空间信息（高程、倾 角、厚度、长度）纳入模型，同时考虑裂隙面夹层的强度参数，建立膨胀土裂隙边坡地质模型。基于Slide程序中 能够满足条块间作用力与力矩平衡，并且适合于折线滑动面的边坡稳定分析的 Janbu、Spencer 和 Morgenstern 方 法，以南水北调中线工程典型滑坡为稳定性分析算例，分析含裂隙膨胀土边坡的稳定性及其特征。结果表明，边 坡地质模型与真实边坡的吻合度越高，其稳定性亦越接近。在考虑了地表垂直裂隙、地下水及坡脚缓倾裂隙后， 边坡的安全系数显著降低，并产生了由坡顶的垂直裂隙与从此裂隙底部开始发展、剪出口在坡脚的滑面组合而成 的折线型滑动面，该滑动面型式与现场典型滑坡破坏特征基本一致。
阅读详情基于 PEM--JFEM 方法的节理岩质边坡稳定性评价
以赞比亚一露天铜矿南帮边坡( 矿体下盘) 为研究对象，将 Ｒosenbluth 点估计方法与节理有限元方法相结合应用于 该节理发育的岩质边坡稳定性评价中． 建立以边坡岩体材料强度参数( 内摩擦角和黏聚力) 为输入变量，安全系数为输出变 量的概率模型，点估计状态函数的求解过程引入节理有限元方法． 通过现场节理及结构面调查，建立边坡节理有限元模型求 解边坡安全系数，得到基于安全系数的边坡变形破坏概率统计指标，对边坡稳定性进行了概率分析，分析结果与现场失稳情 况一致． 该方法既考虑了岩体材料参数在赋值过程中实际存在的不确定性，同时也考虑了节理岩质边坡的节理属性，充分体 现了岩层接触作用的非线性关系，使得对节理岩质边坡的稳定性评价更加合理．
阅读详情阿勒泰骆驼峰景区崩塌灾害特征与防治措施研究
以阿勒泰市骆驼峰景区崩塌灾害为工程背景，采用地质分析法研究其形成机制，利用赤平极射投影与数值 计算得出典型崩塌危岩体的稳定性，通过现场调查与Rocfall模拟软件分析崩塌落石的运动特征，并提出防治方 案。研究结果表明：成岩过程中形成的结构面在后期持续的地质应力的作用下张开甚至贯通，以及强烈的冻融循 环作用是形成骆驼峰崩塌的主要原因；数值计算结果显示，崩塌体在外界扰动因素（降雨/融雪、地震）的作用下 稳定系数降低明显，多数处于欠稳定-不稳定状态；崩塌落石形成后经历抛掷、碰撞、弹跳、滚动等运动状态， 弹跳高度最大值为11.3 m，总动能最大值为304.6 kJ。根据分析成果，提出“主动+被动”相结合的崩塌防治措施， 既避免破坏景观，又达到了治理效果。
阅读详情基于极限平衡法的路堤稳定性概率分析方法比较
为合理采用边坡稳定性的概率分析方法，基于垂直条分极限平衡法 SLIDE 软件平台和斜坡软弱地基路 堤离心模型试验结果，对全局最小方法和整体边坡方法的原理和计算结果进行了比较，并用整体边坡方法分析 了抗滑桩加固对斜坡软弱地基路堤稳定性的影响． 研究结果表明:与全局最小方法相比，整体边坡方法算法更严 谨，计算结果更全面，设计更趋保守，但计算耗时较多，应根据模型复杂程度、分析目的等合理选择概率边坡稳定 性分析方法;整体边坡方法能较好地从破坏概率的角度论证抗滑桩加固斜坡软弱地基路堤的科学性、有效性．
阅读详情等值地应力下岩质圆形隧道位移释放系数比较及应用
隧道前期变形是利用收敛约束法确定支护压力和围岩稳定变形的关键，在分析隧道开挖面空间效应机制的 基础上，总结具有代表性的深埋岩质圆形隧道位移释放系数公式，对其进行分类、适用性及空间效应的比较，得 到不同位移释放系数、不同支护施作距离和不同控制目标下的收敛约束差异。研究结果表明：以围岩塑性区最大 半径为基础的位移释放系数对弹性围岩和各种弹塑性围岩均适用，具有广泛的工程应用前景；弹性位移释放系数 仅适用于弹性围岩，常用塑性位移释放系数仅适用于相对半径为 2 的隧道围岩；不宜将依据距开挖面较远处得到 的支护压力而设计的支护结构随意前移构筑，应依据实际工程的围岩特性，合理选择位移释放系数公式，适时施 作不同刚度的支护。
阅读详情边坡失效概率估计的高斯过程动态响应面法
针对传统响应面法在求解具有高度非线性隐式功能函数边坡可靠性问题上的局限性，采用适用于处理高维度、小样 本、非线性回归问题的高斯过程回归模型构建隐式功能函数的响应面，将高斯过程响应面与蒙特卡罗模拟法相结合，通过构 造合理的迭代方式，在利用高斯过程回归模型的不确定性评价功能获取最优采样点的基础上，实现了高斯过程响应面动态更 新，由此提出了边坡失效概率快速估计的高斯过程动态响应面法。利用数值算例验证了该方法的有效性，在此基础上对 3 个 边坡算例进行了可靠性分析。结果表明，与传统响应面法相比较，该方法计算精度与计算效率明显较高，易于与既有的边坡 分析软件相结合，且实现容易，适用于边坡可靠性的快速分析。
阅读详情考虑拉裂缝的斜坡软弱地基路堤稳定性分析
评述斜坡软弱地基路堤稳定性研究面临的挑战性，应用极限平衡法软件 Ｓｌｉｄｅ、有限元法软件 Ｐｈａｓｅ２，分 别从推力线分布状况、达到临界剪切强度折减时单元拉伸屈服分布状况角度出发，探讨斜坡软弱地基路堤稳定性 分析中引入拉裂缝的必要性；在极限平衡法基础上，利用敏感性分析法确定拉裂缝分别在干燥和完全充水条件下 的最不利深度；分析拉裂缝引入后对稳定安全系数、最危险滑面形态及条间法向力的影响，阐述拉裂缝水分充填 对稳定性的不利作用。研究结果表明，敏感性分析法可较好地确定拉裂缝的深度；考虑拉裂缝后，滑块土条条间 法向拉力消失，稳定安全系数降低，设计更趋于安全，拉裂缝完全充水将进一步加剧斜坡软弱地基路堤稳定安全 系数的降低；滑面由上部垂线和下部圆弧共同组成，其形态更真实客观。
阅读详情斜坡软弱地基路堤复式滑面的极限平衡法判识
依托渝怀铁路斜坡软弱地基路堤土工离心模型试验成果，利用 Ｓｌｉｄｅ软件建立对应的计算模型，开 展 基 于极限平衡法与概率分析的复式滑动研究；对比Ｓｌｉｄｅ模型结果与离心模型试验成果的差异，探讨斜坡软弱层厚 度与内摩擦角变化对复式滑面的影响；开展斜坡软弱层内摩擦角变异性对稳定性与滑动模式影响的概率分析。 Ｓｌｉｄｅ模型计算与离心模型试验具有互补性；在极限平衡法中，考虑复式滑面有利于提高设计的安全储备；斜 坡 软弱层内摩擦角偏小、厚度偏薄时更易出现复式滑动破坏；在极限平衡法中引入概率分析，可更好地反映斜坡软 弱层内摩擦角的变异性。
阅读详情岩体渗透各向异性对地下水封油库 围岩稳定性的影响
地下水封油库是目前世界上最主要的战略石油储备模式，由于它是采用水封的形式将原油储存于地下岩石 洞室中，因此，岩体的渗透特性(尤其是各向异性特征)将影响围岩的稳定性。以国内在建的首个大型地下水封石 油洞库工程为背景，在花岗片麻岩体渗透各向异性特征研究的基础上，对不同渗透各向异性比值下，洞室围岩地 下水压力、流速、位移和应力等进行有限元分析，并采用广义 Hoek-Brown 准则的强度折减法研究渗透各向异性 对洞室群围岩整体稳定性系数的影响。研究结果表明，花岗片麻岩体渗透各向异性对洞库围岩地下水压力和流速 具有显著影响，随渗透各向异性比值的增加，地下水压力线性增大，地下水流速呈对数递减关系；渗透各向异性 对洞库围岩变形无影响；对围岩应力场影响不明显，可以忽略不计；对洞室群围岩的整体稳定性系数影响较大， 总体随各向异性比值的增加逐渐下降。这对地下水封油库工程的稳定性评价具有一定理论和工程价值。
阅读详情滚石运动过程中关键参数的影响分析
边坡滚石是一种常见的工程地质灾害，滚石运动的复杂性往往与其影响因素密切相关。针对滚石从发源地到 终止点之间的运动形态，对影响滚石运动轨迹和能量转换的诸多参数进行了探讨，通过理论比对分析，筛选出主要的 影响参数，即边坡坡面还原系数、坡面摩擦角、坡面粗糙度、滚石自转的角速度和滚落状态 5 方面进行了系统的模型 试验和数值模拟分析，总结出了外在因素以及内部因素耦合作用下的滚石的运动形态。为进一步深入研究滚石运动奠 定了基础，为制定相应的工程防护措施提供了参考依据。
阅读详情基于节理产状不确定性的边坡稳定性及敏感度分析
用 Monte Carlo 法对服从 Fisher 分布的节理产状进行模拟，计算每个模拟产状的安全系数，并统计拟合安全系 数的分布规律及边坡的可靠度。为同时考虑安全系数对节理倾角和倾向的敏感度，提出了以安全系数对节理面法向矢 量球面距离的敏感度来反映其对产状敏感度的分析方法，并建议用平均值和最大值两个指标来反映任意产状的敏感度。 用赤平投影方法在赤平图上绘制安全系数等值线图和敏感度等值线图，实现了计算结果的可视化展示。算例分析表明： 此方法实现了对节理产状不确定性的全面直观分析，消除了产状测量数据离散化可能造成的安全隐患，解决了以往产 状敏感度分析中需单独对倾角或倾向分析的不足。
阅读详情反倾岩质边坡变形破坏的节理有限元模拟计算
岩质边坡的倾倒破坏是地质环境中广泛存在的现象，通过模拟手段对边坡的响应规律进行科学准确预测显 得尤为重要。采用基于强度折减法的节理有限元法(JFEM-SSR)对反倾层状边坡的变形破坏机制进行研究，该方法 可同时考虑岩块和节理属性，并能充分体现岩层或岩块接触作用的非线性关系，在获得边坡应力、位移及塑性区 的同时可以到边坡的稳定系数。首先，采用 JFEM 对 R. E. Goodman 和 J. W. Bray 提供的一个倾倒破坏的算例进行 了模拟计算，证实该法应用于节理岩石边坡稳定性分析的合理性；然后，基于该方法，采用节理网络模型建立广 乐高速公路一桥墩承台开挖边坡的地质模型，对其变形破坏机制及稳定性影响因素进行研究，重点探讨地下水渗 流作用、地震作用、岩层倾角、岩面厚度对边坡变形破坏的影响，以便为工程决策提供依据。
阅读详情基于节理网络有限元的柱状节理岩体等效变形模量结构效应研究
因其特殊的地质成因，柱状节理成为一种具有强烈非连续性及各向异性的特殊岩体结构。以白鹤滩水电工程设计、 建设中所遇到的柱状节理玄武岩体为背景，针对柱状节理岩体的等效变形模量问题，在探讨了其结构效应表征参数的基础上， 利用节理网络有限元为工具，研究各结构效应表征参数对柱状节理岩体等效变形模量的影响。研究结果表明：在柱轴线横向 平面上，对于柱体不规则程度，当柱体完全不规则相对于完全规则情况，等效模量提高大约 10%左右；在其他条件不变情况 下，当柱体平均边长从 0.1 m 增加至 0.5 m 时，等效模量从 5.36 GPa 增加至 23.4 GPa；对不同加载方向的研究结果表明，柱 状节理在柱轴横向平面上可以视作各向同性；当节理刚度线性递增时，相应的岩体等效模量也基本符合线性递增的规律。在 平行柱体轴线平面，节理组 2 间距越大，柱状节理岩体的等效变形模量越大；随着错距比的增加，柱状节理岩体的等效变形 模量呈现先增加后减少的趋势，当错距比为 50%时，节理岩体的等效变形模量取最大值；对于节理刚度的影响，与柱轴横向 平面类似的，随柱体轴线平面上节理刚度的线性增加，相应的岩体模量也基本符合线性递增的规律。该研究成果与已有的现 场研究成果及三维数值模型成果相比，吻合良好。说明了文中提供的研究结论具有较好的可信度及参考价值。
阅读详情大型地下厂房块体稳定性简便分析方法
块体是结构控制型岩体中常见的潜在危险源之一。利用极限平衡法及强度折减法两种方法计算了某在建特大型水电 站地下厂房开挖揭露的部分块体的安全系数，并根据计算结果提出一种利用块体几何及力学参数判断其稳定性的简便图解方 法，经现场监测数据验证计算结果可靠性可满足工程要求。研究表明，对同一块体而言，极限平衡法和强度折减法得到的安 全系数以及对其稳定性的总体判别结果并不一致。强度折减法受软件算法及网格尺寸影响，结果偏于保守。简单块体的安全 系数计算应以极限平衡法为主，而复杂形态块体的安全系数用强度折减法计算较为方便。利用垂向地应力、块体体积、最大 角点深度及结构面等效强度等 4 个指标并结合块体稳定性判别分区图，可满足快速判断块体稳定性的需要。对于判别为不稳 定的块体，应及时支护并考虑加强支护。研究成果可用于类似工程块体稳定性的快速分析。
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