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含双软弱夹层岩质边坡稳定性上限解被引量：1: 2024年; 含软弱夹层岩质边坡稳定性由软弱夹层和岩体共同控制,多层软弱夹层边坡和单一夹层边坡在地质模型、破坏模式与稳定性分析方法方面存在明显的差异。结合传统塑性理论与广义塑性理论,将极限分析上限法应用于含一定厚度的双层软弱夹层岩质边坡中,假设上夹层符合非关联流动法则,其余均符合关联流动法则,建立滑动破坏机构,提出含双夹层岩质边坡稳定系数的计算方法。结合算例,基于序列二次优化算法求解该边坡处于极限平衡状态下的稳定系数最小值并绘制对应的破坏机构,将计算结果与3DEC离散元数值分析结果进行对比分析。结果表明:软弱夹层倾角越大,滑动破坏面越靠近坡顶,边坡稳定性越差,理论计算结果与数值结果具有较好的一致性,验证了该方法的正确性。; 袁家好鲁祖德陈从新孙朝燚范凯刘才华; 关键词：边坡工程岩质边坡稳定性极限分析上限法广义塑性理论

考虑底部塑性区的深埋隧洞围岩压力上限解: 2024年; 基于极限分析理论,提出一种适用于软弱围岩的深埋隧道围岩压力的计算方法。考虑隧道底部塑性变形区的影响,构建纺锤形的破坏模型。基于该破坏模型构建围岩速度场,引入侧压系数λ_(1)和底压系数λ_(2),推导围岩压力的理论计算公式。根据计算公式进行编程优化计算,分析不同非线性系数m下,侧压系数λ_(1)、底压系数λ_(2)对围岩压力的影响。研究结果表明:随着内摩擦角减小,“纺锤”上下两端塑性区不断向外延伸;非线性系数m对围岩压力有显著影响,当非线性系数一致时,提高侧压系数λ_(1)可以降低拱顶和隧道底部压力,提高底压系数λ_(2)可以降低拱顶和边墙压力;在岩土体非线性特征明显的地区,计算深埋隧洞围岩压力时应考虑底部塑性区。; 傅鹤林易海东胡凯巽李鲒; 关键词：深埋隧道围岩压力上限解

预留土支护基坑旋转破坏模式下的极限抗力上限解被引量：1: 2023年; 对于支撑式或锚拉式支挡结构,进行预留土辅助支护时需验算绕支点的抗倾覆稳定性,然而目前还未找到合理的计算方法。基于极限分析上限定理,提出预留土支护基坑的3种可能破坏模式,运用斜条分法对被动区土体进行离散,并构建相容速度场,分别推导3种破坏模式下基坑抗倾覆力矩的计算表达式,采用遗传算法编程,分析支挡结构与土体间摩擦系数、土体黏聚力及预留土几何参数等对破裂角及抗倾覆力矩的影响规律。结果表明:当墙背光滑且土体黏聚力为零时,利用朗肯被动土压力理论计算得到的抗倾覆力矩为一上限解;存在黏聚力时,朗肯被动土压力理论计算值偏于保守,存在摩擦系数时,库伦土压力理论计算的抗倾覆力矩偏大;与预留土宽度和坡度相比,预留土高度对抗倾覆力矩的影响更加显著。; 张辉吴曙光杨凯丞; 关键词：上限法基坑工程

非均质断层破碎带盾构开挖面极限支护力上限解: 2023年; 盾构施工穿越断层破碎带具有普遍性,而现有的黏聚力沿深度线性变化模型不能充分反应断层破碎带的倾斜性和非均质性,针对这一问题,引入非均质方向角和非均质系数角分别描述断层破碎带的倾斜性、非均质性和非均质系数大小,提出空间非均质分布函数模型。将模型应用于极限分析上限法,推导了盾构穿越断层破碎带隧道开挖面极限支护压力的计算公式,通过算例和工程实例验证了空间非均质分布函数模型的合理性,分析了在不同非均质方向下内摩擦角、黏聚力、埋深比、非均质系数对开挖面稳定性的影响。结果表明:非均质系数角α=90°时,非均质方向角μ的变化对隧道开挖面支护压力无影响;非均质方向角μ≠0°且非均质系数ρ>0时,开挖面支护压力随非均质方向角、内摩擦角、黏聚力、埋深比、非均质系数的增加而减小;非均质方向角μ=0°且H/D≥1时,开挖面支护压力不受埋深比变化影响。非均质方向角对破坏模式形状的影响大于对破坏范围的影响,内摩擦角对破坏模式的形状和范围均有较大影响,非均质方向角和内摩擦角的增大使得开挖面前方塌落体由拱顶往下滑的趋势转变为由前方滑落,针对不同非均质方向角和内摩擦角的断层破碎带的加固侧重点应有所不同。研究结果为确定断层破碎带中盾构开挖面极限支护压力提供了一种可行的计算方法。; 廖伯富黄明路遥黄永杰许佳佳; 关键词：支护压力上限法断层破碎带非均质

基于极限分析上限解的复杂边坡稳定性研究: 边坡稳定性问题是水工结构工程和岩土工程经典问题之一，如何采用一种简便快捷、适用性强的理论计算方法对其进行分析一直都是工程师们关注的热点。然而，堤坝填筑和平山造地工程中遇到的部分复杂边坡稳定性评估问题缺少与之适应的理论分析...; 闫超; 关键词：边坡稳定性内部构造

可折叠防沉板不排水单向承载力上限解: 2023年; 海底可折叠防沉板是有效解决独立式防沉板因面积过大而带来安装施工困难且费用高问题的一种新型海洋浅基础。服役期间,其不排水承载力、破坏机制严重依赖两翼间距和地基土不排水强度分布规律。为揭示可折叠防沉板的承载特性并建立其承载力计算方法,结合数值模拟和理论分析的手段,揭示了不排水条件下可折叠防沉板在竖向V、水平H、弯矩M荷载作用下的地基破坏机制及其随两翼间距、土体不排水强度分布的演变规律。进而基于揭示的破坏机制,分别建立了对应的运动许可速度场,联立虚功率方程和内部能量耗损函数建立了可折叠防沉板单向承载力上限解,并编制了求解程序。通过与数值计算结果对比,不排水承载力上限解高于数值解9.0%以内,计算精度较高。成果解决了传统独立式防沉板承载力计算理论不适用于可折叠防沉板的问题。; 孙立强王晓雪孙铨志封晓伟

“坝前淤积面加坝”边坡稳定性分析上限解: 2023年; 西北黄土丘陵山区通常采用“坝前淤积面加坝”进行水库除险加固施工,涉及不同固结状态土体和多个软弱结合面的“复合土坝”稳定性分析问题。文中针对“复合土坝”的结构型式和水库运行特点,基于极限分析上限定理,构建2种运动许可的破坏机制,给出考虑库水位动态变化引起的坝坡静水压力和坝体孔隙水压力效应的边坡稳定分析上限解,采用强度折减法并结合序列二次规划法进行边坡安全系数的寻优计算。在此基础上,以宁夏南部黄土丘陵山区“坝前淤泥面加坝”的水库除险加固工程为算例,对比分析文中上限解与Optum-G2和Geo-studio数值模拟计算结果。研究表明,当库水位由设计水位骤降至死水位时,2种破坏机制的上限解与数值模拟值非常接近,安全系数的相对误差≤5.7%;改变淤泥-新填土软弱结合面宽度,破坏模式亦随之变化;平动破坏时,软弱结合面宽度与边坡安全系数呈近似线性关系,宽度每增加1 m,安全系数约提高2.7%;转动-平动破坏时,坡比与边坡安全系数亦呈近似线性变化,坡比每增加0.1,边坡安全系数约降低8.6%。本文方法简单、快捷,适宜在此类工程中应用。; 王红雨闫超曹静; 关键词：土力学稳定性分析

一种双层地基极限承载力的上限解分析方法、装置及介质: 本发明提供了一种双层地基极限承载力的上限解分析方法，S1，建立竖直荷载下的双侧对称双层地基破坏机构，根据双层地基多刚块破坏机构与土层分界线的位置关系获得各刚块的边长和面积；并根据双层地基多刚块破坏机构与土层分界线的位置关...; 金亮星刘伯楠覃天韦俊杰

强降雨影响下盾构隧道开挖面稳定性的三维对数螺旋模型上限解: 2023年; 目前针对盾构隧道开挖面稳定性的既有成果,还较少考虑降雨环境和地下水位的影响,尤其是强降雨入渗带来的土工影响。首先,基于分层假定Green-Ampt模型来模拟强降雨入渗过程;其次,在土体抗剪强度理论和有效应力理论的基础上,将修正后的Mohr-Coulomb准则和Darcy定律结合,推导出与降雨强度和降雨历时相关的分段形式表观黏聚力表达式;然后,基于极限分析上限理论构建三维对数螺旋破坏机制,将表观黏聚力做功引入上限定理的虚功率方程,通过优化计算,得到考虑强降雨入渗和地下水位条件下盾构隧道开挖面支护力的上限解。最后,将上限解析解与三维数值模拟结果及既有试验结果进行对比,得到了较好的一致性。此外,针对降雨强度和地下水位深度等关键参数进行了影响因素分析。结果表明:当降雨强度较小时(F/ks≤1,F为平均降雨强度,ks为饱和渗透系数),隧道开挖面极限支护力随降雨强度的增大而加速增大,随降雨历时的变化不明显,当降雨强度较大时(F/ks>1),极限支护力随降雨强度的增大而缓慢增大,随降雨历时的增加而显著增大;当地下水位深度较小时(Z_(w)/D≤3,Z_(w)为地下水位深度,D为开挖直径),极限支护力随地下水位深度的增加线性减小,当地下水位深度较大时(Z_(w)/D>3),其变化速率逐渐减小,最后趋于平稳。; 张治国罗杰朱正国朱正国孙苗苗; 关键词：强降雨 GREEN-AMPT模型上限定理

隧道洞口段非均质及各向异性土质裂缝仰坡稳定性上限解: 2023年; 针对忽略岩土体非均质和各向异性将导致边坡稳定性评价产生误差的问题,应用极限分析上限理论及抗剪强度系数折减法,推导土体强度非均质和各向异性影响下隧道洞口含裂缝仰坡稳定性解析式,探究土体强度非均质和各向异性对仰坡稳定性系数、坡顶裂缝位置、隧道拱顶失稳范围及仰坡安全系数的影响。结果表明,裂缝深度及坡角越大,仰坡稳定性系数越小;非均质系数越大和各向异性系数越小,维持仰坡稳定的临界坡高越大;非均质系数及各向异性系数越大,裂缝距坡顶边缘越远,隧道拱顶失稳范围越大;非均质系数增大有利于仰坡稳定,而各向异性系数越大仰坡越易失稳。; 张京伍李明东荣耀刘志丹管仲敏; 关键词：隧道非均质性各向异性

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