摘要：土质边坡系统失效概率与土体抗剪强度参数以及地下水位息息相关,在传统边坡可靠度分析中一般只考虑了土体抗剪强度参数的变异性,忽略了地下水位随机性带来的影响。该文将有限元离散技术、上限法理论、相关非高斯随机场模拟方法以及随机规划理论结合起来研究随机地下水位作用下考虑参数空间变异性的边坡系统失效概率。采用有限单元离散边坡土体,将边坡地下水位作为随机变量并考虑土体抗剪参数的空间变异性,基于塑性极限分析上限法构建边坡可靠度分析的随机规划模型;采用基于蒙特卡洛的迭代方法进行求解,得到边坡稳定性系数和速度场;根据边坡中单元的失效信息首次采用AP聚类分析方法来估算边坡的系统失效概率,发展了边坡系统可靠度分析理论。对一个经典的边坡算例进行了系统分析并与极限平衡分析方法、有限元方法结果进行对比,结果表明:随机地下水位作用下考虑参数空间变异性时,边坡存在多种失效模式,AP聚类分析方法可以根据失效单元的位置信息识别出边坡所有失效模式以及对应的失效概率;基于Matlab编制了高效的上限法并行程序,大大提高了计算效率。

摘要：山地、丘陵地区的公路建设和运营中常伴有大量边坡,边坡的灾害问题已成为制约我国公路、铁路建设与运营发展的主要因素。目前,主流边坡信息化管理系统在信息集成领域存在缺陷,难以满足对各类复杂边坡科学监测与精细化管理的需求。为此,将BIM可视化技术引入到边坡监测与管理中,利用可视化模型“所见即所得”的优势与强大的数据集成能力改善沟通环境、提高管理效率。首先,通过地质钻孔数据解译结合地层层序优化逻辑确定地层层序、地层边界与分布范围,利用Dynamo节点开发基于钻孔数据的自动化建模程序,提出基于Revit+Dynamo的边坡地质BIM精细化建模方法。然后,提出联合OBJ-JSON格式储存模型关键属性信息的边坡模型轻量化导出方案,实现模型与地质信息的集成以及大体量边坡地质模型与Web的端互通,基于***框架扩展WebGL原生代码优化BIM模型并开发了边坡BIM模型的Web端交互应用。最后,全方位分析涵盖项目全生命周期管理的内需并借助MySQL数据库技术将上述成果进行整合,开发了基于BIM的高速公路边坡的可视化监测管理平台并运用于实际工程。实例结果表明,基于平台建立的边坡可视化管理方案能够大幅提升案例公路边坡项目在运用阶段的管理水平与管理效率。研究为边坡信息化、可视化管理流程的制定和实施提供了参考。

摘要：多级边坡常承受复杂荷载影响,且现有多级边坡稳定性分析大多基于线性破坏准则,而岩土体破坏往往呈现非线性特征.为详细分析基于岩土材料非线性特征下多级边坡在不同工况时的安全性能,基于极限分析上限定理和强度折减技术,结合非线性破坏准则,考虑地震效应和坡顶超载的影响,构建边坡对数螺旋线非线性能耗分析模型,根据虚功原理推导出边坡安全系数解析式;采用序列二次规划迭代方法,通过MATLAB优化计算,运用蒙特卡罗边坡可靠度方法,结合边坡工程案例探讨了非线性系数、地震效应及坡顶超载对三级边坡稳定性、潜在滑动面位置及可靠度指标的影响规律.研究结果表明:随着非线性系数、地震效应比例系数、坡顶超载的增大,边坡安全系数显著降低,可靠度指标逐渐减小,失效概率不断增加,边坡发生失稳的可能性逐步递增,在复杂工况下其发生失稳的范围更大;若非线性系数取值越低,会越高估复杂荷载对边坡稳定性的影响,不利于正确评估其稳定性;随着非线性系数、坡顶超载的增大,地震效应比例系数的减小,边坡坡顶滑出点与坡肩距离逐渐增加,潜在滑动面逐步向坡内偏移,失稳发生的范围显著加大;当地震效应比例系数、坡顶超载越大时,非线性系数对边坡稳定性影响越显著;随着非线性系数越大、坡顶超载越小,竖向地震效应对边坡稳定性影响越明显;而当地震效应比例系数越小、非线性系数越大时,坡顶超载对边坡稳定性影响越显著,在坡顶超载为0~20 kPa阶段尤为明显,类似边坡工程设计时应重点注意.

摘要：在求解边坡临界滑动面问题的优化算法中,大多都存在结构复杂、参数取值困难或寻优效果差的缺点。为此,将基于高斯分布模型的分布估计算法与基于简化Bishop法的滑面安全系数计算模型相结合,建立具有简单生物协同和竞争思想的临界滑动面搜索新方法;然后,针对3自由度问题,设计了一种局部搜索方法,以弥补分布估计算法局部搜索性能差的劣势。将标准方法和改进方法分别应用于边坡断面复杂度依次递增的3道算例中,完成对标准方法正交试验结果的极差分析和多因素方差分析,并实现标准算法与改进算法计算结果的对比分析。结果表明:(1)标准分布估计算法可以计算出边坡的临界滑动面;(2)当算例简单时,各控制因素都不会对计算结果产生显著性差异;当算例复杂时,只有种群规模呈现出显著性;(3)改进算法比标准算法的计算结果更佳、搜索速度更快,且有效降低了种群规模大小对计算结果的影响。探索分布估计算法在边坡临界滑动面搜索问题中的应用,为解决该类问题开辟出了一条新的研究途径。初步校验表明,该模型鲁棒性更好,具有广阔的应用前景。

摘要：根据工程地质分析,北盘江大桥推荐桥位安龙岸边坡施加工程荷载后,存在滑动破坏的可能性。为判断安龙岸边坡的稳定性,分别采用Slide.v6007、Phase2 V9.0边坡稳定分析计算软件和FLAC 3D软件对安龙岸边坡进行二维和三维稳定性计算分析。计算分析显示,安龙岸边坡稳定性计算安全系数大于安全系数设计标准,从理论分析来看该边坡处于稳定状态,并且有一定的安全裕度。相对于二维分析的计算安全系数,三维分析的计算安全系数要大。安龙岸边坡稳定性分析结论为北盘江大桥推荐桥位的初步设计提供了较为合理的依据。

摘要：为提升边坡险情的监测能力,本文提出了一种基于深度学习与图像局部特征提取的边坡异常监测技术。该技术通过提取边坡自然特征物的二维坐标构成目标三角网络,以三角网络的变化区域圈定边坡险情范围,并提取变化范围内的同名特征点,以同名特征点的位移情况对边坡的变化进行描述。首先,拍摄边坡发生险情前后的图像,利用目标检测模型YOLOv5识别边坡自然特征物,利用语义分割模型DeepLabV3+对提取的自然特征物进行语义分割得到其二值化区域,提取区域中心得到二维坐标,以所有自然特征物的二维坐标点阵构建目标三角网络,并以三角网络变化圈定边坡的变化范围。然后,利用图像特征提取技术,提取变化范围之内的同名特征点,并统计其位移距离与方向,以此反馈边坡的变化情况。最后,设计了试验验证该方法的稳定性与可靠性,并在真实的边坡验证了方法的实用性。试验结果表明,该技术能够对边坡的变化进行有效监测,是边坡监测工程中的一种可行技术。

摘要：针对单一监测手段无法实现全面监测公路边坡形变、进而无法有效探究公路边坡的全周期形变规律的问题,提出了一种联合InSAR、微变雷达和GNSS的公路边坡空地协同监测方法,并以广西境内天巴公路上的一处典型边坡为例进行监测分析。结果表明:InSAR技术可以捕捉到该边坡发生滑移前的加速形变信号;在滑移阶段,微变雷达和GNSS均能监测到量级相当的形变信息;在滑移后期,InSAR和GNSS获得的形变趋势基本一致,说明该边坡已经从前期的显著形变转变为趋于稳定的轻微变形。将3种技术进行联合应用,能够最大限度地弥补单一技术的不足,能够更为全面、高效地对公路边坡进行形变监测。研究结果可为公路边坡形变空地协同监测提供一个参考范例。

摘要：为了给边坡植被恢复设计等提供参考和技术支撑,基于内江市境内公路边坡经0、5、7、15、20 a植被恢复的样地野外调查资料,以土壤颗粒(团聚体)平均质量直径和水稳性指数为土壤抗蚀性指标,以土壤粒径≥0.25 mm的大团聚体含量、容重、有机质含量、碱解氮含量、速效磷含量、速效钾含量等6个土壤理化性质指标为土壤抗蚀性影响因子,采用主成分分析、耦合协调度分析等方法,探究不同植被恢复年限的边坡土壤抗蚀性与其影响因子的耦合协调关系,得到以下主要结论:1)不同植被恢复年限的土壤抗蚀性指标及其影响因子具有显著差异,随着植被恢复年限的延长,土壤大团聚体含量和养分含量呈增加趋势,土壤容重呈减小趋势,土壤抗蚀性呈增强趋势;2)碱解氮含量、有机质含量、速效磷含量、大团聚体含量、容重是不同植被恢复年限土壤抗蚀性的主要影响因子;3)土壤理化性质指标中,化学指标(速效磷含量、碱解氮含量、有机质含量、速效钾含量)对土壤抗蚀性的影响大于物理指标(大团聚体含量、容重)的影响,进行植被护坡设计时应当注重有机质和速效肥料的保持;4)土壤理化性质指标与土壤抗蚀性指标的耦合协调度随植被恢复年限的延长而提高,植被恢复15 a时二者的耦合协调类型仍属弱协调、植被恢复20 a时二者的耦合协调类型尚属中度协调,为了进一步改善边坡土壤的理化性质、促进稳定土壤结构的形成、增强土壤抗蚀性,还需更长时间的植被恢复。

摘要：以兰州港务区桩锚支护边坡实例为依托,通过无线自动化监测与有限元软件数值模拟相结合的方式,研究桩锚支护在未设冠梁(填土过程)阶段和设置冠梁(运营期间)阶段的支护结构内力与边坡稳定性的变化规律.结果表明:在未设冠梁阶段,随着填土高度的增加,桩身弯矩、锚杆轴力和边坡位移逐渐增大;冠梁设置后,可有效地减小桩身弯矩和锚杆轴力并且对桩顶附近土体有较强的约束作用,对边坡顶部位移的约束效果最为显著,边坡位移的影响从坡顶至坡底逐渐减小,也明显地提高了边坡的稳定性;随着运营期内支护结构与边坡土体应力的相互调整,两者的内力与位移趋于平稳变化.该试验可为西北黄土地区桩锚支护边坡的设计、施工和监测分析提供有益的参考.

摘要：目前对树根桩与预应力桩联合加固边坡的研究相对较少,对其稳定性与敏感性的分析也不够深入。以徐州奎河边坡加固工程为例,基于强度折减方法,利用FLAC3D软件建立数值模型,分析树根桩与预应力桩联合加固边坡的稳定性及桩体受力与变形情况,并与预应力桩加固、树根桩加固、不加固3种方案进行对比分析,最后通过正交试验分析树根桩与预应力桩联合加固后边坡稳定性影响因素的敏感性。结果表明,采用树根桩与预应力桩联合加固边坡时:(1)比其他加固方案的边坡水平位移与支护桩水平位移更小,安全系数更高,达到了较好的加固效果;(2)边坡潜在滑动面为绕过坡脚的经过土岩交界处的深层滑动面,边坡下滑力主要由预应力桩承担;(3)边坡安全系数对各影响因素的敏感性顺序为预应力桩边长>树根桩桩长>预应力桩桩间距>预应力桩桩长>树根桩桩间距>树根桩直径。研究结果可为类似工程设计提供参考依据。