МОДЕЛЬ АНАЛИЗА УСТОЙЧИВОСТИ СКЛОНА, ОСНОВАННАЯ НА ШВЕДСКОМ МЕТОДЕ СРЕЗА Slope Stability Analysis and Sliding Surface Search Model Based on Swedish Slice Method

Xiao-hui Yang, Shuaikang Zhou, Nan Guo

Аннотация


В статье рассматриваются задачи определения устойчивости многоступенчатого склона и поиска поверхности скольжения на основе шведского метода среза, который был усовершенствован путем более точного определения сдвигающих и удерживающих сил в основании грунтовых отсеков. Выводится численная интегральная формула для коэффициента устойчивости многоступенчатого склона. Разработана модель поиска поверхности скольжения по склону с использованием метода одноцелевой оптимизации. Результаты показывают, что предложенный метод расчета коэффициента безопасности позволяет точнее прогнозировать общую устойчивость многоступенчатого склона для реальных инженерных сценариев. В отличие от метода предельного равновесия в разработанной модели не делается заранее никаких предположений о поверхности скольжения, и полученное положение поверхности скольжения является более объективным и достоверным. По результатам расчетов с ее использованием одновременно определяются как общая устойчивость склона, так и устойчивость его локальных уступов. По сравнению с методом конечных элементов поверхность скольжения тесно связана с параметрами склона, что делает этот подход более удобным для инженерных применений. Проверочный анализ показывает, что относительная погрешность предложенного алгоритма невелика, что свидетельствует о точности метода расчета коэффициента устойчивости многоступенчатого склона. Результаты исследований могут быть использованы для проектирования и анализа проектов по строительству на мно-
гоступенчатых склонах.


Полный текст статьи публикуется в английской версии журнала
«Soil Mechanics and Foundation Engineering”, vol.61, No.4


Литература


Fellenius W. (1936). “Calculation of the stability of earth dams.” Transactions of the 2nd Congress on Large

Dams, Washington D C, 4: 445-462.

Chen Z, Wang J, Wang Y, et al. (2001). “A three-dimensional slope stability analysis method using the upper

bound theorem Part II: numerical approaches, applications and extensions.” Int. J. of Rock Mechanics

and Mining Sciences, 38(3): 379-397.

Chen Z, Wang X, Haberfield C, et al. (2001). “A three-dimensional slope stability analysis method using the

upper bound theorem: Part I: Theory and methods”. Int. J. of Rock Mechanics and Mining Sciences,

(3): 369-378.

Cheng M Y, Hoang N D. (2016). “Slope collapse prediction using Bayesian framework with k-nearest

neighbor density estimation: case study in Taiwan.” J. of Computing in Civil Engineering, 30(1):

-1 -04014116-8.

Cheng Y M, Lansivaara T, Wei W B. (2007) “Two-dimensional slope stability analysis by limit equilibrium

and strength reduction methods.” Computers and geotechnics, 34(3): 137-150.

Dai Z, Shen P. (2002) “Numerical solution of simplified Bishop method for stability analysis of soil slopes.”

ROCK AND SOIL MECHANICS-WUHAN, 23(6): 760-764.

Dawson E M, Roth W H, Drescher A. (1999). “Slope stability analysis by strength reduction.” Geotechnique,

(6): 835-840.

Donald I B, Chen Z. (1997). “Slope stability analysis by the upper bound approach: fundamentals and

methods.” Canadian Geotechnical J., 34(6): 853-862.

Duncan J M. (1996). “State of the art: limit equilibrium and finite-element analysis of slopes.” J. of

Geotechnical Eng., 122(7): 577-596.

Griffiths D V, Lane P A. (1999) “Slope stability analysis by finite elements.” Geotechnique, 49(3): 387-403.

Lavigne F, Wassmer P, Gomez C, et al. (2014) “The 21 February 2005, catastrophic waste avalanche at

Leuwigajah dumpsite, Bandung, Indonesia”. Geoenvironmental Disasters, 1:1-10.

Li L C, Tang C A, Zhu W C, et al. (2009) “Numerical analysis of slope stability based on the gravity increase

method.” Computers and Geotechnics, 36(7): 1246-1258.

Li X, Zhu J, Li Z, et al. (2020). “3D stability assessment of stepped slopes in inhomogeneous soils.” J. of

Central South University, 27(1): 221-230.

Li Z, Zhu Y. (2006). “Search model of slip surface and stability analysis of multi-step slope.” Chin. J. of Rock

Mechanics and Eng., 25(S1): 2841-2847.

Lin Y, Zhou K, Li J. (2019). “Prediction of slope stability using four supervised learning methods.” IEEE

Access, 2018, 6: 31169-31179.

Scholtès L, Donzé F V. A DEM (2015). “Analysis of step-path failure in jointed rock slopes.” Comptes

Rendus Mécanique, 343(2): 155-165.

Shi Weimin, Ye Xiaoming, Zheng Yingren.(2002). “Stability analysis on step-shaped slope.” Chin. J. of Rock

Mechanics and Eng., 21(5): 698-701.

Sloan S W. (2013). “Geotechnical stability analysis.” Géotechnique, 63(7): 531-571.

Tschuchnigg F, Schweiger H F, Sloan S W, et al.(2015). “Comparison of finite-element limit analysis and

strength reduction techniques”. Géotechnique, 65(4): 249-257.

Tschuchnigg F, Schweiger H F, Sloan S W. (2015). “Slope stability analysis by means of finite element limit

analysis and finite element strength reduction techniques. Part I: Numerical studies considering

non-associated plasticity.” Computers and Geotechnics, 70: 169-177.

Tschuchnigg F, Schweiger H F, Sloan S W. (2015). “Slope stability analysis by means of finite element limit

analysis and finite element strength reduction techniques. Part II: Back analyses of a case history.”

Computers and Geotechnics, 70: 178-189.

Xu W J, Wang S, Bilal M. (2020). “LEM-DEM coupling for slope stability analysis.” Science China

Technological Sciences, 63(2): 329-340.

Xue X H, Yang X G, Chen X. (2014). “Application of a support vector machine for prediction of slope

stability.” Science China Technological Sciences, 57(12): 2379-2386.

Yang X L, Li Z W. (2018). “Factor of safety of three-dimensional stepped slopes.” Int. J. of Geomechanics,

(6): 04018036-1 - 04018036-12.

Yin Y, Li B, Wang W, et al. (2016). “Mechanism of the December 2015 catastrophic landslide at the

Shenzhen landfill and controlling geotechnical risks of urbanization.” Eng., 2(2): 230-249.

Zienkiewicz O C, Humpheson C, Lewis R W. (1975). “Associated and non-associated visco-plasticity and

plasticity in soil mechanics.” Geotechnique, 25(4): 671-689.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.