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强度空间非均质性与各向异性特征下边坡稳定性极限平衡滑面应力法 被引量:3
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作者 邓东平 徐润冬 +1 位作者 彭一航 文莎莎 《岩土力学》 北大核心 2025年第1期55-72,共18页
实际工程中,土体强度存在空间非均质性与各向异性特征,忽视这些特性将难以可靠地评估边坡稳定性。为此,对强度空间非均质性与各向异性特征下边坡稳定性开展深入研究。首先,改进现有空间非均质性模型和原始Casagrande各向异性模型,拓展... 实际工程中,土体强度存在空间非均质性与各向异性特征,忽视这些特性将难以可靠地评估边坡稳定性。为此,对强度空间非均质性与各向异性特征下边坡稳定性开展深入研究。首先,改进现有空间非均质性模型和原始Casagrande各向异性模型,拓展其通用性与实用性。其次,对土体强度空间非均质性与各向异性进行耦合,并将其嵌入至拉剪改进模式下Mohr-Coulomb(简称M-C)强度准则当中。然后,在极限平衡理论的框架内,采用滑面应力计算模式代替传统条间力假设模式,并通过构建滑面应力函数以及引入滑面局部安全系数概念和滑面端部应力约束条件,实现边坡拉-剪与压-剪共同作用机制和边坡渐进破坏方式的融入。最后,基于滑体所满足的整体力学平衡条件,建立强度空间非均质性与各向异性特征下边坡稳定性极限平衡严格解答。经后续算例对比分析,提出的方法的可行性与有效性得以验证。此外,研究成果将可用于全面揭示强度空间非均质性与各向异性特征下边坡破坏机制。 展开更多
关键词 边坡稳定 非均质 各向异性 极限平衡 滑面应力 渐进破坏模式
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强降雨条件下层状离子型稀土边坡稳定性分析
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作者 郭钟群 刘颜硕 +3 位作者 林校明 刘强强 吴建奇 王晓军 《有色金属科学与工程》 北大核心 2025年第4期632-644,共13页
降雨是离子型稀土矿山滑坡灾害的主要诱发因素,层状边坡的渗流机制和滑坡特征与均质边坡有显著不同。基于离子型稀土原地浸矿工程背景,设置降雨强度为10 mm/h与20 mm/h,通过数值模拟得到强降雨条件下层状边坡的孔隙水压力与体积含水率... 降雨是离子型稀土矿山滑坡灾害的主要诱发因素,层状边坡的渗流机制和滑坡特征与均质边坡有显著不同。基于离子型稀土原地浸矿工程背景,设置降雨强度为10 mm/h与20 mm/h,通过数值模拟得到强降雨条件下层状边坡的孔隙水压力与体积含水率变化规律。应用有限元强度折减法,得到不同土层次序边坡的安全稳定性系数,分析了不同土层次序对矿山边坡稳定性的影响。研究表明:降雨强度和时长显著影响层状边坡的水力行为及其稳定性,尤其在暴雨工况下,砂-粉质黏土层状坡体内部的土层交界面处更易形成饱和滞水区,导致孔隙水压力急剧增加,进而显著降低土体的抗剪强度,增加滑坡风险;粉-砂质黏土层状坡体由于上层粉质黏土的低渗透性,限制了水分垂直渗透速度,导致层间形成滞水带,产生软化效应,进而增加了边坡失稳风险;在大雨和暴雨2种工况下,粉-砂质黏土层状边坡安全系数均低于砂-粉质黏土层状边坡,由于砂-粉质黏土层状坡体滞水现象严重,导致安全系数突变更加显著。 展开更多
关键词 离子型稀土 降雨入渗 层状边坡 数值模拟 边坡稳定
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含水率变化对四川山矾根土摩阻特性和边坡稳定性影响 被引量:1
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作者 刘雪璇 郑培龙 +5 位作者 梁军 王玉杰 李通 王余靖 王鑫皓 王云琦 《中国水土保持科学》 北大核心 2025年第1期70-79,共10页
含水率是土壤物理性质中变化最频繁的指标,不但影响土体的表观强度,还影响根土力学作用。目前浅层边坡稳定性评估研究中,关于土壤含水率对根系固土能力影响的考虑较少。为明确根土界面特性—土壤含水率的关系,并探讨在边坡稳定分析中考... 含水率是土壤物理性质中变化最频繁的指标,不但影响土体的表观强度,还影响根土力学作用。目前浅层边坡稳定性评估研究中,关于土壤含水率对根系固土能力影响的考虑较少。为明确根土界面特性—土壤含水率的关系,并探讨在边坡稳定分析中考虑该关系的必要性,本研究开展以土壤含水率为变量的根土直剪摩擦试验,并将3种不同模型下根土界面摩阻特性(“本文动态模型”、Wu模型和FBM模型)分别纳入对根系附加强度的估算中,最后采用GEO-Studio软件对边坡稳定性进行模拟。结果表明:1)随着土壤含水率的增加,四川山矾根系抗拉和拔强度均与根径呈负幂函数关系,2条曲线通常具有交点,其对应的根径随着含水率升高先增后减,范围为0.12~2.75 mm;2)随着土壤含水率的增加,实测的根土界面摩擦系数先增后减;3)3种模型估算的根增附加黏聚力c_(r):c_(r)(f)<c_(r)(FBM)<c_(r)(Wu),且含水率越高,c_(r)(f)与c_(r)(FBM)和c_(r)(Wu)的偏差越大;4)将3种模型下根增附加黏聚力c_(r)纳入边坡稳定性评估中,边坡稳定系数均随含水率升高而降低,“本文动态模型”稳定系数的估算值更保守,Wu和FBM模型约为“本文动态模型”的1.53和1.02倍,说明分析植被边坡稳定性时应考虑根土界面摩擦特性随土壤含水率的动态变化。 展开更多
关键词 根系固土 根土界面摩阻特性 降雨入渗 土壤含水率 边坡稳定
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推覆构造条件下多种因素不同工况边坡稳定性研究 被引量:2
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作者 郑斌 钱兆明 +1 位作者 贾明滔 李邵东 《中国矿业》 北大核心 2025年第1期164-173,共10页
受推覆构造影响,露天矿采区内地层分布错综复杂,不同区域的边坡所处的地质条件各不相同。此外,在推覆作用下,地层的变异性大,难以明确底部地层的具体分布特征,在设计边坡角时,不利于确定安全的边坡角,同时也给露天境界设计带来了极大困... 受推覆构造影响,露天矿采区内地层分布错综复杂,不同区域的边坡所处的地质条件各不相同。此外,在推覆作用下,地层的变异性大,难以明确底部地层的具体分布特征,在设计边坡角时,不利于确定安全的边坡角,同时也给露天境界设计带来了极大困难。为了保障资源的高效开发,充分利用地层岩体的稳定边坡角,减少露采剥离量,本文以推覆构造地质条件的刚波夫主矿体露天矿为背景,考虑采深、地下水位及断层上盘平台宽度三种因素,设计不同因素组合,再分别考虑工况条件研究方案,对推覆构造条件复杂地质情况下边坡稳定性进行研究。研究结果表明:在采深单因素工况中,边坡安全系数随采深的增大而降低,且降低速率逐渐变缓;当采深大于210 m后,由于露天采坑为漏斗形,随着深度增加,深部边坡在单位高度上的暴露面积减小,下部边坡的坡体对变形起到抑制作用;在地下水单因素工况和断层上盘平台宽度单因素工况条件下,边坡稳定性随工况条件变差而降低;在双因素或多因素影响下,受到各因素的叠加影响,采深与地下水位高度越大,或断层上盘平台宽度越小时,坡脚及整体的变形量越大;最后,通过对优化后的全采区边坡稳定性进行模拟,当折减系数为1.5时,边坡未出现大范围位移情况,边坡稳定性较好。 展开更多
关键词 推覆构造 边坡稳定 采深 地下水位 断层
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基于强度折减有限元法的堤防边坡稳定敏感性分析 被引量:1
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作者 张从从 肖艳 +1 位作者 刘晨 袁波 《水电能源科学》 北大核心 2025年第4期217-220,共4页
为探讨堤防边坡相关参数对边坡稳定性的影响,以某堤防边坡为例,将数值模拟和数理统计法相结合,基于强度折减有限元法用ABAQUS有限元软件计算出边坡安全系数,采用正交设计法选取具有代表性的边坡系数、内摩擦角、粘聚力、弹性模量4个边... 为探讨堤防边坡相关参数对边坡稳定性的影响,以某堤防边坡为例,将数值模拟和数理统计法相结合,基于强度折减有限元法用ABAQUS有限元软件计算出边坡安全系数,采用正交设计法选取具有代表性的边坡系数、内摩擦角、粘聚力、弹性模量4个边坡参数作为影响因素进行搭配组合试验,每个因素上下浮动固定值,设置出4个水平变量进行极差分析和单因素敏感度分析,研究4个因素对边坡稳定的影响程度。结果表明,粘聚力、内摩擦角、边坡系数、弹性模量对堤防边坡稳定性影响程度依次降低,粘聚力越大,堤防边坡越稳定;内摩擦角越大,堤防边坡越稳定;边坡系数越大,堤防边坡越稳定;弹性模量取值越大或越小时堤防边坡安全系数反而下降,取中间值时堤防边坡安全系数最大。在今后的堤防治理中,应按边坡参数对边坡稳定性影响程度综合考虑设计增强边坡稳定性的方案,研究成果可为类似堤防治理工程提供参考。 展开更多
关键词 强度折减有限元法 边坡稳定 正交试验 敏感性分析 极差分析
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露天矿山岩体质量精细化表征及边坡稳定性分析
6
作者 孙东东 杨天鸿 +1 位作者 刘飞跃 刘洋 《东北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期97-105,共9页
在进行边坡岩体质量评价和稳定性分析时,通常将岩体简化为均质材料,而天然岩体实际上具有非均质的特征.针对该问题,提出了一种考虑非均质性的岩体质量精细化表征及力学参数建模方法.以乌拉根铅锌矿为例,详细阐述了岩体力学参数精细化建... 在进行边坡岩体质量评价和稳定性分析时,通常将岩体简化为均质材料,而天然岩体实际上具有非均质的特征.针对该问题,提出了一种考虑非均质性的岩体质量精细化表征及力学参数建模方法.以乌拉根铅锌矿为例,详细阐述了岩体力学参数精细化建模的流程.基于所建立的精细化力学参数模型,分别采用均匀和非均匀两种岩体力学参数对南帮进行稳定性分析,结果表明,采用非均匀力学参数进行计算可以更准确地反映露天边坡稳定性的真实情况.本研究所建立的精细化块体模型能够反映露天边坡中的薄弱及不稳定区域,可为边坡岩体质量评价、稳定性分析及支护施工设计等提供科学有效的解决途径. 展开更多
关键词 露天矿 岩体质量 精细化建模 块体模型 边坡稳定性分析
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多策略改进SSA优化KELM的边坡稳定性预测模型 被引量:13
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作者 祁云 薛凯隆 +3 位作者 李绪萍 汪伟 白晨浩 吉准泽 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第3期92-98,共7页
为了能够更加精准地预测边坡稳定状态,从而有效预防边坡失稳事故,提出改进麻雀搜索算法(ISSA)与核极限学习机(KELM)相结合的ISSA-KELM边坡稳定性预测模型。首先,将边坡失稳特征中的容重、黏聚力等6个主要影响因素作为预测指标,建立边坡... 为了能够更加精准地预测边坡稳定状态,从而有效预防边坡失稳事故,提出改进麻雀搜索算法(ISSA)与核极限学习机(KELM)相结合的ISSA-KELM边坡稳定性预测模型。首先,将边坡失稳特征中的容重、黏聚力等6个主要影响因素作为预测指标,建立边坡稳定性评价数据集;其次,引入Sine混沌映射、Levy飞行策略、动态自适应权重以及融合最优爆炸策略和反向学习改进麻雀搜索算法(SSA),以提高其全局搜索能力和稳定性;而后利用ISSA优化KELM中的核参数ψ和正则化系数C,提升其预测精度,同时避免KELM出现过拟合现象;最后,对比分析ISSA-KELM模型与SSA-KELM、粒子群优化算法(PSO)-KELM以及PSO-支持向量机(SVM)模型的预测结果,并将ISSA-KELM模型应用于山西某露天煤矿。结果表明:ISSA-KELM模型的准确率、精确率、召回率和F 1分数分别达到了0.9459、1、0.8667和0.929,均优于SSA-KELM、PSO-KELM和PSO-SVM模型,模型的预测结果与实际值最为接近,表明所建ISSA-KELM模型具有较强的泛化能力。 展开更多
关键词 边坡稳定 预测模型 改进麻雀搜索算法(ISSA) 核极限学习机(KELM) 预测指标 混淆矩阵
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大温差下乌兹别克斯坦盐渍土力学特性及路基边坡稳定性研究
8
作者 郑方 宋战平 +3 位作者 王加辉 刘乃飞 张玉伟 王燕 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第S1期149-153,共5页
随着国家“一带一路”倡议的深入推进,中亚等丝路沿线国家盐渍土地区的交通基础设施建设急剧增加,受特殊气候条件的影响,盐渍土道路工程建设中易出现沉陷、边坡失稳等工程问题。以乌兹别克斯坦A380公路项目为依托,基于大温差冻融循环及... 随着国家“一带一路”倡议的深入推进,中亚等丝路沿线国家盐渍土地区的交通基础设施建设急剧增加,受特殊气候条件的影响,盐渍土道路工程建设中易出现沉陷、边坡失稳等工程问题。以乌兹别克斯坦A380公路项目为依托,基于大温差冻融循环及不固结不排水三轴剪切试验,研究大温差下不同冻融循环次数及含盐量下盐渍土的破坏强度及抗剪强度参数的演化规律;对不同含盐量、不同冻融循环次数下的路基边坡稳定性进行数值模拟分析。结果表明:在不同冻融循环次数及含盐量下,随着含盐量增加,破坏强度不断减小呈线性衰减特征,黏聚力和内摩擦角呈二次函数衰减特征;随着冻融循环次数增加,破坏强度及黏聚力不断减小,呈对数函数衰减特征,而内摩擦角呈对数函数的增长特征;盐渍土路基边坡安全系数随着含盐量和冻融循环次数的增加均呈现不断减小的特征。 展开更多
关键词 大温差 盐渍土 冻融循环 抗剪强度 边坡稳定
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含弱速度间断线特性的六方向三角网在边坡稳定性分析中的应用
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作者 余小军 秦傲韩 +3 位作者 范佳志 杨鹰 杨峰 赵炼恒 《矿冶工程》 北大核心 2025年第3期44-51,共8页
针对上限有限元法中三节点三角形单元在边坡稳定性分析时存在的体积锁定问题,从速度间断线与同处共轭三角形单元的力学等效效应出发,提出一种含弱速度间断线特性的六方向三角网(P6),并配合六节点三角形(T6)单元上限有限元法对边坡稳定... 针对上限有限元法中三节点三角形单元在边坡稳定性分析时存在的体积锁定问题,从速度间断线与同处共轭三角形单元的力学等效效应出发,提出一种含弱速度间断线特性的六方向三角网(P6),并配合六节点三角形(T6)单元上限有限元法对边坡稳定性进行分析。结果表明:P6联合T6单元获得的边坡潜在滑动面清晰明确,耗散能密度平滑过渡,且随着网格密度增大,弱速度间断线效应加强,边坡稳定性系数N_(s)上限解精度提升;考虑内摩擦角及边坡坡度等综合因素的影响,P6对应的N_s上限解均优于三方向三角网及Delaunay三角网。基于P6上限有限元法在单次计算框架内形成的均匀网格计算效果良好,有利于强度折减上限分析等批处理运算方式,亦可结合网格自适应扩展其应用范围。 展开更多
关键词 边坡稳定 网格划分 三角网 三角形单元 上限有限元 滑动面 耗散能密度 速度间断线
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基于六方向贯通式间断线网格的边坡稳定性上限分析
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作者 范佳志 秦傲韩 +3 位作者 杨峰 杨鹰 赵炼恒 高益康 《自然灾害学报》 北大核心 2025年第2期110-120,共11页
边坡潜在滑动面可应用极限分析上限有限元方法,以“常应变率三角形单元及速度间断线”网格模式搜索获取,由此速度间断线的排布方式,成为影响边坡稳定性计算精度的重要因素。文中构思一种六方向贯通式速度间断线排布策略,提出对应三角网... 边坡潜在滑动面可应用极限分析上限有限元方法,以“常应变率三角形单元及速度间断线”网格模式搜索获取,由此速度间断线的排布方式,成为影响边坡稳定性计算精度的重要因素。文中构思一种六方向贯通式速度间断线排布策略,提出对应三角网的生成流程并编程实现,作为自有上限有限元分析程序的前处理模块。经边坡稳定性算例验证表明:六方向贯通式间断线网格布局,以契合关键边界的多次一分为四及末次一分为六背景网格生成方式,不仅实现整个模型的大区域六方向间断线通路,又能在边坡坡脚处体现出多方向发散特性的网格。提出的模型非关键边界背景网格切割算法,可以局部分割新生单元的方式契合边界,维持边界处网格的六方向间断线通路特性。对于“常应变率三角形单元及速度间断线”网格离散模式,六方向贯通式间断线网格布局,较之三方向贯通及Delaunay三角剖分的情况,能更好地发挥速度间断线的效用,明显提高边坡稳定性问题的计算精度。六方向贯通式间断线网格布局,还可以结合高阶变形单元、网格自适应等措施,扩展其应用范围。 展开更多
关键词 边坡稳定 上限有限元方法 速度间断线 六方向贯通式间断线 网格拓扑结构 交互网格切割
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考虑桩间土拱效应的抗滑桩加固边坡稳定性分析 被引量:5
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作者 赵子豪 张海旭 +1 位作者 杜威 吴凤元 《济南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期78-86,98,共10页
针对抗滑桩加固边坡稳定性的已有研究并未考虑由桩间土拱效应引起的土体主应力旋转对边坡稳定性影响的不足,基于由桩间土拱效应引起主应力旋转的土压力统一表达式以及抗滑桩抗滑力的完善计算公式,修正抗滑桩加固边坡稳定性的三维旋转破... 针对抗滑桩加固边坡稳定性的已有研究并未考虑由桩间土拱效应引起的土体主应力旋转对边坡稳定性影响的不足,基于由桩间土拱效应引起主应力旋转的土压力统一表达式以及抗滑桩抗滑力的完善计算公式,修正抗滑桩加固边坡稳定性的三维旋转破坏机制,并基于修正后的机制分析边坡的安全系数和滑动面。结果表明:相对于已有研究,当考虑桩间土拱效应所引起的土体主应力旋转时,所得边坡的安全系数更大;土体的性质与土体的内摩擦角、黏聚力有关,当内摩擦角、黏聚力增大时,边坡的安全系数增大,边坡的最深滑动面位置随着内摩擦角的增大而逐渐变浅,随着黏聚力的增大而逐渐变深;当边坡的宽高比与坡角增大时,边坡的安全系数减小,抗滑桩的最有效安装位置更接近坡顶。 展开更多
关键词 边坡稳定 三维旋转破坏机制 抗滑力 土拱效应 主应力旋转 安全系数
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基于PSO-SVM模型的边坡稳定性预测研究
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作者 徐智超 陈匀杉 +2 位作者 邓超 丁乐 计静 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第9期3531-3537,共7页
为准确且高效地预测边坡稳定性,研究提出了一种基于粒子群优化支持向量机(Particle Swarm Optimization algorithm optimized Support Vector Machine,PSO-SVM)的边坡稳定性预测模型。该模型首先采用主成分分析法对特征数据进行降维,以... 为准确且高效地预测边坡稳定性,研究提出了一种基于粒子群优化支持向量机(Particle Swarm Optimization algorithm optimized Support Vector Machine,PSO-SVM)的边坡稳定性预测模型。该模型首先采用主成分分析法对特征数据进行降维,以提高模型的学习效率;其次,采用粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法优化支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的超参数,以提高模型的预测精度与泛化能力。为验证模型有效性与可靠性,选取反向传播神经网络(Back Propagation Neural Network,BPNN)、随机森林(Random Forest,RF)与未优化的SVM作为对比试验模型,并将准确率、精确率、召回率与F_(1-score)作为各模型预测性能的评价指标,以对各模型的预测性能进行评估。研究结果显示,PSO-SVM模型在测试集的准确率、精确率、召回率与F_(1-score)分别为0.958、0.917、1和0.957,均为各模型的最高值,展现出最佳的预测性能与泛化能力。研究为边坡稳定性评估提供了有效参考,具有重要的工程意义。 展开更多
关键词 安全工程 边坡稳定 主成分分析法 粒子群优化算法 支持向量机
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Fuzzy-AHP法在顺层岩质边坡稳定性分析中的应用
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作者 卢林娟 陈俊智 任春芳 《黄金科学技术》 北大核心 2025年第3期615-625,共11页
为了解决矿山顺层岩质边坡稳定性评价中存在的模糊性和复杂性问题,建立了一种基于可拓理论中简单关联函数确定权重的模糊层次分析模型。首先从定性和定量2个方面确定顺层岩质边坡的评价指标,并采用简单关联函数确定权向量;然后将所得权... 为了解决矿山顺层岩质边坡稳定性评价中存在的模糊性和复杂性问题,建立了一种基于可拓理论中简单关联函数确定权重的模糊层次分析模型。首先从定性和定量2个方面确定顺层岩质边坡的评价指标,并采用简单关联函数确定权向量;然后将所得权向量结合模糊数学理论得出边坡稳定等级状态;最后将该模型应用于云南省某露天矿顺层岩质边坡稳定性评价中,运用强度折减法和极限平衡法验证模型的可行性。结果表明:该矿山B区顺层岩质边坡稳定性状态中,非常稳定、稳定、基本稳定、不稳定和非常不稳定的隶属度分别为0.0808、0.2641、0.4104、0.1820和0.0627,由最大隶属度原则可知,边坡处于基本稳定状态,与强度折减法和极限平衡法所得结果一致,验证了模型的可靠性。该模型能够避免评价过程中存在的主观性问题,评价结果更具客观性和合理性。 展开更多
关键词 边坡稳定性分析 顺层岩质边坡 简单关联函数 层次分析法 模糊数学
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考虑参数空间变异性的边坡稳定可靠性分析方法及应用
14
作者 刘福海 李志轩 +1 位作者 王洪志 易平 《计算力学学报》 北大核心 2025年第4期548-556,共9页
边坡稳定可靠性分析的难度不仅体现在涉及的功能函数为高度非线性的隐式函数,还在于土性参数通常具有空间变异性,因采用隐含众多随机变量的随机场模型,导致计算量急剧增加,造成维度灾难.针对这些困难,本文提出基于维度距离策略的主动学... 边坡稳定可靠性分析的难度不仅体现在涉及的功能函数为高度非线性的隐式函数,还在于土性参数通常具有空间变异性,因采用隐含众多随机变量的随机场模型,导致计算量急剧增加,造成维度灾难.针对这些困难,本文提出基于维度距离策略的主动学习Kriging可靠性分析方法,通过维度距离约束避免样本点彼此邻近而造成信息冗余,提高计算效率;多个数值算例表明,在高维问题中该方法的效率优势尤其明显.将改进的主动学习Kriging方法与物质点强度折减法相结合,建立起一种基于随机场的边坡稳定可靠性分析方法,通过对一个两层边坡的基于平稳随机场和非平稳随机场的稳定可靠性分析,表明所提方法有效减少了计算量,同时也表明考虑土性参数随深度变化的非平稳随机场边坡的失效概率要明显高于平稳随机场边坡的失效概率. 展开更多
关键词 边坡稳定 可靠性分析 KRIGING 空间变异性 随机场
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不积雨条件下黄土水分入渗特征及其对边坡稳定性的影响
15
作者 雷磊 王晓东 +4 位作者 魏小龙 刘子瑞 陈青云 白旭龙 田堪良 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第2期153-160,170,共9页
降雨入渗是诱发边坡失稳的重要因素,模拟降雨引发的不积雨入渗对于理解边坡失稳及滑坡等地质灾害至关重要。基于室内黄土土柱水分入渗试验,利用HYDRUS-1D软件模拟土壤水分入渗过程,并结合FLAC3D软件分析降雨入渗对边坡稳定性的影响。结... 降雨入渗是诱发边坡失稳的重要因素,模拟降雨引发的不积雨入渗对于理解边坡失稳及滑坡等地质灾害至关重要。基于室内黄土土柱水分入渗试验,利用HYDRUS-1D软件模拟土壤水分入渗过程,并结合FLAC3D软件分析降雨入渗对边坡稳定性的影响。结果表明:HYDRUS-1D模型在不同深度的土壤含水率模拟值与实测值随时间变化趋势一致,评价指标RMSE值的范围为0.023~0.039 cm^(3)/cm^(3),NSE值均在0.7以上,该模型具有较好的模拟效果,且土壤含水率随土层深度的变化表现出响应时间延长和变化幅度减小的特征;不积雨条件下土壤水分入渗的实测值与模拟值的湿润峰运移特征高度吻合,拟合相关系数达到0.997,模型对湿润峰运移时间和速率的模拟精度随土层深度的增加而逐步提高,并产生显著的水流滞后效应;FLAC3D模型分析表明,降雨入渗深度的增加导致边坡土体剪切带从坡脚向坡顶扩展,边坡逐渐失稳,安全系数从天然状态下的2.46减小至入渗深度为200 cm时的0.72,表明降雨入渗深度对边坡稳定性具有显著影响。研究结果为黄土边坡水分场变化和滑坡预测提供了重要依据,有助于更好地理解和预防边坡失稳地质灾害的发生。 展开更多
关键词 黄土 不积雨入渗 边坡稳定 HYDRUS-1D模型模拟 湿润峰 FLAC3D数值模拟
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梅州地区极端风雨条件下风化花岗岩收陡边坡稳定性分析
16
作者 冯天阔 李勇泉 +2 位作者 李国维 刘日新 周洋 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2025年第9期77-84,共8页
为研究高速公路改扩建工程中收陡边坡受降雨和风荷载影响下的稳定性问题,以梅汕高速公路风化花岗岩路堑边坡为研究对象,根据实际现场工程并采用ABAQUS有限元软件与MATLAB风荷载模拟技术,建立考虑非饱和渗流与风-雨-土多场耦合作用的数... 为研究高速公路改扩建工程中收陡边坡受降雨和风荷载影响下的稳定性问题,以梅汕高速公路风化花岗岩路堑边坡为研究对象,根据实际现场工程并采用ABAQUS有限元软件与MATLAB风荷载模拟技术,建立考虑非饱和渗流与风-雨-土多场耦合作用的数值模型,系统分析不同降雨强度(150,200和250 mm/d)及风荷载对边坡变形机制与稳定性的影响。通过强度折减法计算安全系数,并结合现场测斜监测数据验证模型可靠性。研究结果表明:降雨入渗是边坡失稳的主导因素,孔隙水压力升高直接削弱土体抗剪强度;风荷载通过桩基传递水平推力,加剧浅层土体位移;预应力锚索通过主动约束效应显著抑制坡体变形,锚索轴力受降雨与风荷载影响显著,且下级边坡锚索对降雨敏感性高于上级边坡。研究结果可为类似地质条件下边坡稳定性的预测、防护与评价提供参考。 展开更多
关键词 收陡边坡 风荷载 降雨 数值模拟 边坡稳定
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基于机器学习与改进D-S证据理论的边坡稳定性预测
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作者 聂闻 伍玉龙 +2 位作者 谢伟 谢明 江松 《人民长江》 北大核心 2025年第9期66-73,共8页
针对目前单一机器学习算法边坡稳定性预测结果存在较大不确定性的问题,提出一种基于机器学习算法与改进D-S证据理论的边坡稳定性预测评估模型。首先选用BP、SVM和RF三种机器学习算法对边坡稳定性状态进行初步评估,并采用粒子群优化算法... 针对目前单一机器学习算法边坡稳定性预测结果存在较大不确定性的问题,提出一种基于机器学习算法与改进D-S证据理论的边坡稳定性预测评估模型。首先选用BP、SVM和RF三种机器学习算法对边坡稳定性状态进行初步评估,并采用粒子群优化算法对三种机器学习算法进行优化以寻找最佳超参数;然后,引入改进D-S证据理论,以优化后的三种机器学习算法作为基分类器,对初步预测评估的结果进行融合;最后,通过该融合模型对边坡稳定性状态进行评估,并与传统D-S证据理论以及Murphy方法进行对比分析。结果表明:采用改进D-S证据理论对三种机器学习算法的预测结果进行融合后,测试集准确率达92.42%,较单一机器学习算法提升了7.57%,并且相较于传统D-S证据理论,该方法在证据冲突较大时融合精度更高。 展开更多
关键词 边坡稳定 机器学习 改进D-S证据理论 数据融合
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爆破冲击作用下露天矿边坡稳定性模拟研究
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作者 孙磊 杜小雪 +2 位作者 马宏发 刘传鹏 杨俊涛 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期101-109,共9页
目的为了探讨爆破冲击作用下的边坡动力响应和稳定性演化规律,开展爆破冲击作用下露天矿边坡稳定性模拟研究。方法以蒙东某露天矿边坡为研究对象,开展了现场爆破监测试验。采用ANSYS/LS-DYNA建立了边坡数值模型,反演了边坡质点的动态响... 目的为了探讨爆破冲击作用下的边坡动力响应和稳定性演化规律,开展爆破冲击作用下露天矿边坡稳定性模拟研究。方法以蒙东某露天矿边坡为研究对象,开展了现场爆破监测试验。采用ANSYS/LS-DYNA建立了边坡数值模型,反演了边坡质点的动态响应规律,研究了边坡岩体有效应力、振动速度和测点位移特征;采用极限平衡法和拟静力法推导了爆破冲击下边坡安全系数计算公式。结果在爆破作用下边坡监测点1~4的应力峰值分别为1.09,0.55,0.23,0.15 MPa,有效应力持续时间分别为8,5,4,3 ms;边坡监测点1~4的X方向峰值振速分别为9.98,3.88,1.99,0.95 cm/s;边坡监测点1~4的岩体单元残余变形分别为0.00180,0.00090,0.00055,0.00040 cm。结论结果表明:爆破作用产生的有效应力向岩体内部传播,边坡岩体有效应力峰值随时间和距离增加逐渐减小;随着爆心距增加,边坡质点峰值振速不断减小;在塑性区范围内,边坡监测点单元在爆炸应力波作用下产生残余变形,且岩体单元残余变形随爆心距增加逐渐减小;理论计算得到静力作用(不考虑爆破作用)和考虑爆破作用下该边坡安全系数分别为1.35,1.05,满足规范要求,表明该露天矿边坡处于稳定状态。研究结果可为露天矿边坡爆破施工提供参考。 展开更多
关键词 爆破振动 数值模拟 露天矿边坡 动力响应 边坡稳定
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爆破和冻融作用影响下挂帮矿开采边坡稳定性研究
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作者 田小龙 张春阳 +1 位作者 段文权 胡凯兵 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2025年第7期13-20,共8页
为了揭示爆破振动与冻融循环耦合作用下寒区挂帮矿边坡失稳机制,提出1种冻融参数折减与爆破荷载等效的数值模拟方法,基于某铁矿构建FLAC3D三维数值模型,通过冻融参数动态折减与爆破荷载叠加,对比分析无爆破扰动、单独冻融影响、单独爆... 为了揭示爆破振动与冻融循环耦合作用下寒区挂帮矿边坡失稳机制,提出1种冻融参数折减与爆破荷载等效的数值模拟方法,基于某铁矿构建FLAC3D三维数值模型,通过冻融参数动态折减与爆破荷载叠加,对比分析无爆破扰动、单独冻融影响、单独爆破扰动和冻融爆破耦合下边坡岩体的位移、应力和塑性区演化规律。研究结果表明:爆破振动对位移增量的影响(0.44 mm)高于冻融作用(0.34 mm);在二者耦合作用下位移增量达到0.50 mm,且塑性区范围扩大了12%~18%,加剧了岩体的损伤。研究结果证实冻融和爆破振动耦合下的渐进损伤效应,提出的耦合数值计算方法可为寒区边坡安全评估提供参考。 展开更多
关键词 爆破振动 挂帮矿开采 边坡稳定 数值模拟 岩石冻融
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露天矿倾斜内排压帮边坡稳定性控制方法研究
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作者 赵建疆 曹兰柱 +1 位作者 马文哲 买吾拉尼江·莫合特尔 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期157-165,共9页
为研究露天矿倾斜煤层下横采内排追踪压帮边坡稳定性控制开采方法,以准东露天矿首采区东帮边坡为工程背景,采用二维与三维相结合的方法,基于极限平衡法和数值模拟方法对东帮边坡稳定性进行分析,确定内排压帮的最优追踪距离;基于内排空... 为研究露天矿倾斜煤层下横采内排追踪压帮边坡稳定性控制开采方法,以准东露天矿首采区东帮边坡为工程背景,采用二维与三维相结合的方法,基于极限平衡法和数值模拟方法对东帮边坡稳定性进行分析,确定内排压帮的最优追踪距离;基于内排空间利用最大化的工程条件,建立排土线布置的数学表达式,确定采场和内排土场工作线布置方案。研究结果表明:首采区东帮边坡稳定性与追踪距离、边坡角呈负相关,内排压帮的最优追踪距离为50 m,内排工作线布置方向为22°;与内排土场工作线与采场工作线平行发展方案相比,安全与经济效益提升显著。研究结果可为露天煤矿内排追踪压帮技术提供新的解决方案。 展开更多
关键词 露天煤矿 横采内排 边坡稳定 追踪距离 排土线布置
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