• ISSN 1673-5722
  • CN 11-5429/P

黄土边坡“三维最危险滑裂面”的高效搜索和稳定性评价

黄雅虹 吕悦军 荣棉水 石玉成

黄雅虹, 吕悦军, 荣棉水, 石玉成. 黄土边坡“三维最危险滑裂面”的高效搜索和稳定性评价[J]. 震灾防御技术, 2017, 12(1): 125-132. doi: 10.11899/zzfy20170113
引用本文: 黄雅虹, 吕悦军, 荣棉水, 石玉成. 黄土边坡“三维最危险滑裂面”的高效搜索和稳定性评价[J]. 震灾防御技术, 2017, 12(1): 125-132. doi: 10.11899/zzfy20170113
Huang Yahong, Lv Yuejun, Rong Mianshui, Shi Yucheng. Efficient Search for the Most Possible 3D Slip Surface on the Loess Slope and Its Stability Evaluation[J]. Technology for Earthquake Disaster Prevention, 2017, 12(1): 125-132. doi: 10.11899/zzfy20170113
Citation: Huang Yahong, Lv Yuejun, Rong Mianshui, Shi Yucheng. Efficient Search for the Most Possible 3D Slip Surface on the Loess Slope and Its Stability Evaluation[J]. Technology for Earthquake Disaster Prevention, 2017, 12(1): 125-132. doi: 10.11899/zzfy20170113

黄土边坡“三维最危险滑裂面”的高效搜索和稳定性评价

doi: 10.11899/zzfy20170113
基金项目: 

地震行业科研专项 200808031

详细信息
    作者简介:

    黄雅虹, 女, 生于1963年。副研究员。主要从事地震地质灾害、土动力学特性和场地条件以及地震安全性评价等方面的研究工作。E-mail:yhhuang@aliyun.com

Efficient Search for the Most Possible 3D Slip Surface on the Loess Slope and Its Stability Evaluation

  • 摘要: 本文介绍了作者所开发的一套实用型黄土坡体“三维最危险滑裂面”搜索和稳定性评价软件系统的核心思想,即采用Monte Carlo随机搜索法与遗传算法相结合的优化方法,高效生成一系列接近(或包含)“最危险滑裂面”的三维滑裂面,并以Hungr法所确定的稳定性系数最小为筛选依据,搜索确定任意形态黄土坡体的“三维最危险滑裂面”,进而基于已知的“三维最危险滑裂面”,进一步考虑各种可能的参数变化,进行严密的稳定性分析和评价。
  • 图  1  Monte Carlo随机搜索编程思路

    Figure  1.  Flowchart for Monte Carlo random search programming method

    图  2  黄土坡体任意三维滑裂面的“归一化”数学表述示意

    Figure  2.  A normalized mathematical representation of any 3D slip surface on a loess slope

    图  3  Monte Carlo随机搜索法与遗传算法相结合的搜索编程思路

    Figure  3.  Flowchart of programming method for the combination of Monte Carlo random search and genetic algorithm

    图  4  单个土柱的受力情况示意图

    Figure  4.  Schematic diagram of the stress situation of a single soil column

    图  5  黄土高边坡实例现场

    Figure  5.  The field site of a high loess slope used for the experimental study

    图  6  黄土高边坡实测剖面

    Figure  6.  Profile of the high loess slope

    图  7  “三维最危险滑裂面”搜索系统所确定的马蹄型三维潜在最危险滑裂面

    Figure  7.  The most possible 3D "horseshoe-like" slip surface predicted by our integrated search system

    表  1  皋兰县黄土高边坡土力学参数及稳定性预测结果

    Table  1.   The soil mechanical parameters of the high loess slope in Gaolan county and the predicted result for its stability

    取样环境 土样号 容重ρ/g·cm-3 含水量ω/% 振次N 粘聚力C/kPa 内摩角Φ Fs(不同地震系数)
    0.1 0.15 0.2
    兰州皋兰破坏应变3% L-1 1.45 7.9 10 36.6 22.4 1.66 1.49
    20 35.2 21.8 1.3
    L-2 1.44 10.63 10 32.6 21.6 1.52 1.36
    20 30.0 21.4 1.16
    L-3 1.62 17.86 10 22.4 19.2 1.05 0.94
    20 21.6 18.7 0.82
    L-4 1.72 23.40 10 21.0 17.0 0.92 0.82
    20 19.0 16.5 0.69
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  • 陈胜宏, 万娜, 2005.边坡稳定分析的三维剩余推力法.武汉大学学报 (工学版), 38(3):69-73. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-WSDD200503015.htm
    陈祖煜, 弥宏亮, 汪小刚, 2001.边坡稳定三维分析的极限平衡法.岩土工程学报, 23(5):525-529. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CJKB201304013.htm
    冯树仁, 丰定祥, 葛修润等, 1999.边坡稳定性的三维极限平衡分析方法及应用.岩土工程学报, 21(6):657-661. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YTGC199906001.htm
    李同录, 王艳霞, 邓宏科, 2003.一种改进的三维边坡稳定性分析方法.岩土工程学报, 25(5):611-614. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YTGC200305020.htm
    张均锋, 丁桦, 2005.边坡稳定性分析的三维极限平衡法及应用.岩石力学与工程学报, 24(3):365-370. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YTGC201312023.htm
    张常亮, 李同录, 李萍, 2010.三维极限平衡法通用形式的建立及应用.地球科学与环境学报, 32(1):98-105. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XAGX201001021.htm
    Bishop, A.W., 1955. The use of the slip circle in the stability analysis of slopes. Géotechnique, 5(1):7-17. doi: 10.1680/geot.1955.5.1.7
    Hungr, O., 1987. An extension of Bishop's Simplified Method of slope stability analysis to three dimensions. Géotechnique, 37(1):113-117. doi: 10.1680/geot.1987.37.1.113
    Hungr, O., Salgado, F. M., Byrne P. M., 1989. Evaluation of a three-dimensional method of slope stability analysis. Canadian Geotechnical Journal 26(4):679-686. doi: 10.1139/t89-079
    Hungr O., 1994. A general limit equilibrium model for three-dimensional slope stability analysis. Discussion of an article by L.Lam and D. G. Fredlund. Canadian Geotechnical Journal, 31:793-795. doi: 10.1139/t94-093
    Hungr, O., 1997. Slope stability analysis. Keynote paper, Procs. 2nd. Panamerican Symposium on Landslides, Rio de Janeiro, Int. Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 3:123-136. doi: 10.1680/geot.2001.51.3.197
    Morgenstern N. R., Price V. E., 1965. The analysis of the stability of general slip surface. Géotechnique, 15(1):79-93. https://era.library.ualberta.ca/files/3r074v79m/The%20analysis%20of%20the%20stability%20of%20general%20slip%20surfaces.PDF
    Spencer E., 1967. A method of analysis of stability of embankments assuming parallel inter-slice forces. Géotechnique, 17(1):11-26. doi: 10.1680/geot.1967.17.1.11
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-07-28
  • 刊出日期:  2017-03-01

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