考慮巖體流變特性的邊坡滑面搜索方法及邊坡穩(wěn)定性分析的研究.pdf

1、含有結(jié)構(gòu)面的巖質(zhì)邊坡是自然界中最為常見的邊坡,其穩(wěn)定性問題廣為關(guān)注,對于含有結(jié)構(gòu)面的邊坡巖體而言,其特征決定了邊坡的安全和穩(wěn)定性,而結(jié)構(gòu)面的變形是存在時效的,作者根據(jù)這些特點在論文中總結(jié)了前人的一些方法,并就此提出了自己的觀點和解決該類問題的具體路徑.整個邊坡中巖層滑面或滑動帶與整個邊坡中巖石介質(zhì)對邊坡穩(wěn)定的影響程度是完全不同的,因而研究滑動帶的強度和變形發(fā)展是研究邊坡穩(wěn)定性的關(guān)鍵.在有限元分析中,由于在整個滑動帶中結(jié)構(gòu)面的變形不是一次

2、全部完成的,它具有"時效"因而對于含有結(jié)構(gòu)面的巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性而言,結(jié)構(gòu)面起絕對作用,因而計算中不能和巖石一起平均考慮.作者提出在結(jié)構(gòu)面中滑動帶的形成時,可以利用粘彈塑性有限元計算結(jié)果,通過組合優(yōu)化理論在單一結(jié)構(gòu)面或結(jié)構(gòu)面的組合中尋找潛在的最?；?而不是通常意義上的將滑面人為的假定.運用組合優(yōu)化方法中的Dijkstra算法尋求出最"短"即最"危"路徑,以此確定出最危險滑面.這個路徑的起點和終點可以根據(jù)有限元計算中結(jié)構(gòu)面單元中的應(yīng)力、應(yīng)

3、變或位移最大點來確定,也可以任意假定多個起始點來進行搜索計算確定,最終獲得最可能的破裂面和最小的邊坡穩(wěn)定系數(shù)Fs,作者在有關(guān)算例和實際工程中加以實現(xiàn).在搜索滑面的過程中針對目前都是以應(yīng)力準則為依據(jù)的邊坡分析方法,文中提出了自己的改進方法,對于Hoek等提出的利用點安全因子判別巖體破壞的準則進一步討論,提出可以以結(jié)構(gòu)面單元的應(yīng)變或應(yīng)變能作為搜索判別的最佳依據(jù),最終確定可能的最?；鍲s值,并在算例中通過對比計算分析,得出了若考慮結(jié)構(gòu)面的流

4、變特性,用應(yīng)變做為安全因子得出的解將是最能反應(yīng)實際的穩(wěn)定性規(guī)律.根據(jù)計算結(jié)果分析,對于存在結(jié)構(gòu)面的邊坡而言,穩(wěn)定系數(shù)是一個隨時間變化的函數(shù),只有在考慮"時效"的前提下得出的Fs值才是工程上可以使用的穩(wěn)定系數(shù).在計算中,初始狀態(tài)確定后得出的Fs<,始>與考慮時效后(流變計算收斂后)計算得出的Fs<,終>是一個遞減值,可以通過它們之比來看出"流變"對邊坡穩(wěn)定的影響程度.這種變化影響采用剪切應(yīng)變作為安全因子判斷時規(guī)律最為明顯.通過采用粘彈塑性

5、有限元程序(VPGold)結(jié)合組合優(yōu)化理論中的Dijkstra最短路徑算法及搜索程序(ComOpt),文中對國家重點工程德興銅礦大山村選礦廠高邊坡的典型斷面進行了計算,并與規(guī)范中推薦的靜力平衡方法及其他計算方法、巖體試驗參數(shù)和現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)進行了對比分析,計算得出該邊坡的長期最小穩(wěn)定系數(shù),并對該工程的長期穩(wěn)定性即考慮時間效應(yīng)后的穩(wěn)定性作出了評價.充分驗證了作者提出觀點的可行性和合理性.作者最后提出對于該類方法的進一步工作目標,即若在計算過