最小安全系数

摘要： 本文通过数据作图法揭示了土体黏聚力和内摩擦角对斜坡安全系数作用的不同规律,并论证了一般土质斜坡存在唯一最小安全系数及其原因。本文在土质斜坡中划分了大量的潜在滑移面,并定义了每一个潜在滑移面所拥有的4类安全系数FOS^(c×Φ)、FOS^(c)、FOS^(Φ)和FOS^(c+Φ)。基于极限平衡的条分法计算了滑移面的4类安全系数,并使用数据作图法揭示和确定了这4类安全系数值随潜在滑移面深度d变化的4条特征和规律。由土体黏聚力和内摩擦角共同作用的安全系数FOS^(c×Φ)包络线随d的增加先单调下降,到达一段最小值区间后,再单调上升。因此,它必然存在一个总体最小值。仅由土体黏聚力贡献的FOS^(c)包络线随d的增加先快速、再缓慢单调下降。仅由土体内摩擦角贡献的安全系数FOS^(Φ)包络线随d的增加线性上升。FOS^(c)与FOS^(Φ)之和FOS^(c+Φ)数值几乎等同于FOS^(c×Φ)数值。这4条规律揭示了土体黏聚力和内摩擦角对斜坡安全系数作用的不同规律,并论证了一般斜坡存在最小安全系数及其原因。本文进一步论证和揭示了这4条特征和规律适用于5种经典有限条分法的计算结果,适用于考虑地下孔隙水压强作用的计算结果,和考虑斜坡土体分层不均质影响的计算结果。特别地,地下孔隙水会加深拥有最小安全系数的潜在滑移面深度。土体黏聚力对斜坡安全系数贡献随潜在滑移面深度增大而减小,土体内摩擦角对斜坡安全系数贡献随潜在滑移面深度增大而增大。这两种强度随深度的相反贡献规律导致了一般土质斜坡存在唯一最小安全系数。

摘要： 优化支护设计和改善支护效果是新时代矿山发展的迫切要求,但目前金属矿山巷道支护设计规范欠缺,设计与施工方案主要依靠简单的经验公式,缺乏相应的理论基础。在Hoek-Brown强度准则和地质强度指标GSI的理论基础上,实现了岩体质量等级力学参数随机赋值,提出了支护效果安全系数计算方法,对不同等级岩巷素喷支护进行了数值模拟分析。将模型计算数据与大数据统计分析相结合,建立了不同岩体等级、不同支护厚度与支护效果最小安全系数的经验表达式。研究表明:基于强度理论对围岩力学参数自行赋值,结合数值模拟软件可分析岩巷支护效果;通过确认应力控制阈值,可绘制断面安全系数包络图,直观寻找支护体系薄弱点以便预先加固。研究成果为不同质量等级围岩的素喷支护效果安全性评估提供了一种有效方法,可供实际工程设计借鉴。

摘要： 针对基本灰狼算法存在初始种群不均匀、早熟收敛等问题,基于混沌理论从三个方面对灰狼优化(grey wolf optimization,GWO)算法进行改进,提出了混沌灰狼优化(chaotic grey wolf optimization,CGWO)算法用于确定边坡的最小安全系数.首先,采用改进Tent混沌映射提高初始种群多样性;其次,通过混沌扰动策略避免算法陷入局部最优;最后,引入参数混沌非线性调节机制均衡算法的全局开发和局部勘探算力.13个基准测试函数的仿真结果表明,改进后的算法与基本GWO,WOA,PSO以及SCA相比具有更强的综合寻优性能.选取ACADS边坡考核题进行计算分析,CGWO算法表现出较高的计算精度和收敛速度,能够有效地搜索到复杂分层边坡的最小安全系数.对比有限元强度折减法,该方法具有操作简易、搜索区域易于设置等优点.

摘要： 边坡失稳是露天矿山时常发生的地质灾害之一,严重影响了矿山安全生产,开展露天矿边坡的稳定性评价工作,有助于预防边坡灾害的发生。针对云南某露天铁矿采场边坡,选取典型边坡剖面,利用理正软件中的瑞典条分法对其进行滑移安全系数的计算,得出所选典型边坡剖面分别在正常、洪水和特殊工况下的安全系数及最危险滑动面的位置,进而对该采场边坡进行稳定性分析。结果表明:正常工况下的所有边坡剖面均在安全和稳定的范围内;对于特殊工况下的边坡剖面,只有最高陡边坡剖面A—A是欠稳定的。综合来说,该边坡总体处于稳定状态,但局部仍有滑坡的可能性。

摘要： 以Bishop条分假设为出发点,基于Mohr-Coulomb塑性本构关系,建立直角坐标下膨胀土边坡稳定性计算模型。基于滑面为圆弧的假设,计算所有潜在滑面相应的安全系数,以此获得了最小安全系数,进而确定了最危险滑面半径及圆心位置。然后,依据Bishop法所得的最危险滑面半径和圆心坐标,推导极坐标下最危险滑面方程。结合能量守恒思想,引入径向条分法对圆弧面进行划分,基于虚位移原理分析了坡体重力势能以及滑面摩擦力、黏聚力、膨胀力产生的耗散功,据此确定径向条分能量法下膨胀土边坡安全系数。最后,通过算例与传统Bishop条分法进行对比,发现两者所预测的边坡稳定性系数随膨胀力的变化趋势一致,并通过有限元方法进行了对比验证;径向条分能量法有望为膨胀土边坡稳定性分析提供数据积累和方法依据。

摘要： 以我国西南地区某边坡工程为例,采用软件计算、工程类比、几何分析等方法对该边坡的覆盖层稳定性进行了计算分析,提出了一种多级边坡覆盖层安全系数的经验估算方法,可为后续类似边坡工程的支护设计提供一定借鉴和参考.

摘要： 文中基于Midas Soilworks软件,采用强度折减法分析了某公路边坡的稳定性.分析时土体采用Mohr-Coulomb本构模型,对边坡进行有限元分析,得到边坡稳定的最小安全系数,从而判断边坡的稳定性.经过计算,强度折减法的分析结果与极限平衡法分析结果较为接近,具有一致性.但该方法考虑了土体的应力应变关系,更能体现与实际接近的破坏现象,从而提高了分析结果的准确性.经过分析该边坡稳定,无需加固.

摘要： 基于Midas Soilworks软件,采用多滑动面试算法分析某公路边坡的稳定性.该方法采用定义多圆心点和多半径计算多个可能的滑动面安全系数,分析方法快速便捷,并可以控制划分土条的宽度,从而提高极限平衡法分析土坡稳定性结果的精度和准确性.还选取有代表性的参考文献中的实例进行对比验证,证明文中分析方法的可行性和可靠性.根据分析结果,该公路边坡两次开挖后的边坡最小安全系数均满足规范要求,边坡安全,不需加固.

摘要： 针对地震条件下非饱和边坡的稳定性问题,建立一个分别考虑竖直方向和水平方向地震影响的有限元计算模型,计算得到边坡位移、超静孔隙压力、剪应变分布.在此基础上根据Fredlund抗剪强度理论和极限平衡法计算得到边坡的稳定安全系数时程曲线.研究结果表明:边坡的最小安全系数随地震持续波动较大,并逐渐趋于稳定,竖直地震波对边坡稳定安全系数影响较大;水平地震波会对边坡坡脚产生较大的剪应力集中现象,导致边坡失稳破坏;竖直方向地震波对存在地下水的边坡产生较大的超静孔隙水压力.在实际工程中应该重视竖向地震波对边坡的破坏作用.

摘要： 挖方边坡设计的目标是确定设计安全系数下的坡角和坡高,设计边坡是安全系数大于1的稳定边坡,不存在滑面,搜索的目的是寻找与设计安全系数相等的最小剪应比(面).提出一种非常简单的指数型曲线搜索法,可搜索存在地下水的均质坡设计最小安全系数与其相应的坡角或坡高.从坡肩向外,进行等步长点搜索通过坡趾的曲线族.在每一点、指数由1逐渐增大变动指数曲线,对曲线与坡面线间的坡体进行条分,把每个条块底面抗剪强度与剪应力分解为水平与垂直分力,根据平行力系可移动原理,求各条块抗剪强度与剪应力的水平分力与垂直分力的合力,然后计算该曲线剪应比面的抗剪强度与剪应力,得到该剪应比面的剪应比,逐点对剪应比大小进行比较,搜索出曲线族的最小剪应比,直到通过某点的指数曲线的最小剪应比等于设计安全系数为止.通过3个算例与其他方法计算结果进行对比,表明这一方法的有效性具有实用价值,提出边坡设计应以最小安全系数为主要参照标准.%The goal of design for an excavated slope is to determine a slope angle and a slope height within a design value of safety factor.Therefore,the purpose of searching for the potential slip surface is to find out a plane where the minimum ratio of shear resistance and force occurs under the design value of safety factor.This paper presents a very simple exponential curve searching method.It can be used to search for the minimum value of safety factor in a slope with groundwater and determine the corresponding slope angle and height.The curve searching starts from the slope shoulder.The searching continues along the upper slope at an equal interval and generates a family of curves going through the slope toe and the specified point on the upper slope as the power continues to increase from 1.They can be treated as potential shear surfaces,which will allow us to delineate a potential sliding body.The sliding body is then divided into a number of vertical slices so that shear forces and shear resistance and their horizontal and vertical components of forces can be calculated for each slice.According to parallelogram law of forces,one can find the resultant force from the horizontal and vertical components of forces from all the slices and the resultant strength in a similar way.By comparing the shear strength and shear force along this sliding surface,one can obtain the ratio of the shear resistance and shear force.By comparing the ratios between those potential sliding surfaces,a minimum ratio can be found for each family of curves.The searching continues until the minimum ratio is equal to the design factor of safety.For comparison we use the Sarma method to calculate the minimum safety factor of the slope body delineated by the exponential curve searching method.Three case studies are used to demonstrate the applicability of the exponential curve searching method in comparison with other methods.At the end we recommend that the minimum safety factor be used as a major standard guideline for slope design.

摘要： 挖方边坡设计的目标是确定设计安全系数下的坡角和坡高,设计边坡是安全系数大于1的稳定边坡,不存在滑面,搜索的目的是寻找与设计安全系数相等的最小剪应比(面).提出一种非常简单的指数型曲线搜索法,可搜索存在地下水的均质坡设计最小安全系数与其相应的坡角或坡高.从坡肩向外,进行等步长点搜索通过坡趾的曲线族.在每一点、指数由1逐渐增大变动指数曲线,对曲线与坡面线间的坡体进行条分,把每个条块底面抗剪强度与剪应力分解为水平与垂直分力,根据平行力系可移动原理,求各条块抗剪强度与剪应力的水平分力与垂直分力的合力,然后计算该曲线剪应比面的抗剪强度与剪应力,得到该剪应比面的剪应比,逐点对剪应比大小进行比较,搜索出曲线族的最小剪应比,直到通过某点的指数曲线的最小剪应比等于设计安全系数为止.通过3个算例与其他方法计算结果进行对比,表明这一方法的有效性具有实用价值,提出边坡设计应以最小安全系数为主要参照标准.

摘要： 本文以三峡库区某巨厚堆积体滑坡为依托工程,通过理论分析和数值模拟等方法,研究了Ⅳ度和Ⅴ度地震连续作用3次后堆积体的变形机制及动力响应特征,计算出相应的动力安全系数,并利用这些评价指标来分析频发微震作用下巨厚堆积体的长期稳定性.

摘要： 本文以三峡库区某巨厚堆积体滑坡为依托工程,通过理论分析和数值模拟等方法,研究了Ⅳ度和V度地震连续作用3次后堆积体的变形机制及动力响应特征,计算出相应的动力安全系数,并利用这些评价指标来分析频发微震作用下巨厚堆积体的长期稳定性.

摘要： 本文以边坡稳定性计算的非圆弧滑动面条分法为基础,提出一种改进的遗传算法.在无需对边坡最危险滑动面的几何形状进行假设的前提下,自由搜索最危险滑动面及其对应的最小安全系数.通过工程实例,将改进方法与其他方法进行对比分析,结果表明,该方法不仅准确可靠,而且总能搜索到全局最优解.该实例也表明,在其他条件不变的情况下,地下空区是导致边坡失稳的主要因素.

摘要： 本文在对降雨入渗及其引发边坡失稳机制的研究基础上,对影响边坡降雨入渗过程的条件进行了分析研究,建立了降雨入渗条件下的三维非稳定饱和-非饱和渗流数学模型和有限元求解格式。运用延伸的摩尔库仑强度理论,对某堆积体高边坡进行了降雨过程的饱和-非饱和渗流场计算和稳定分析。表明采用实际可能降雨特征时,边坡的最小安全系数发生在雨后一定时间内,与多数自然边坡在雨后一段时间产生滑动失稳的实际情况相吻合。研究指出了在模拟因降雨入渗引发边坡失稳过程时,应优先采用实际可能降雨强度和雨型,拓展了降雨入渗时边坡稳定分析的范畴,可更合理地解释因降雨引发的边坡失稳问题。

摘要： 本文在禁忌搜索和极限平衡分析的基础上,提出了全局确定边坡最小安全系数的禁忌搜索方法,并建立了响应的模型;该方法是一种启发式的全局搜索方法,可以搜索出全局最小安全系数,同时还能确定出与之对应的最危险滑动面.将该方法应用于不同几何形状和土层信息的边坡稳定分析中,结果表明,提出的方法能够避免局部最小解,并能搜索到全局最小安全系数.

摘要： 本研究基于混沌变量的遍历性、随机性构造了变尺度的变异算子对解空间进行开发,借鉴家族优生原理和均匀设计的思想来构造了正交算子和均匀算子,同时引入正反馈机制来模拟个体在局部探索中的信息交流,形成了一种新的混合演化算法.在边坡最小安全系数搜索中的应用证明了本文算法的有效性.

摘要： 本文基于遗传算法和Bishop法,对工程实践中最为广泛应用的圆弧滑裂面提出了搜索临界滑移面及相应最小安全系数的方法.因为安全系数存在多个极小值,所以一般优化方法搜索边坡临界滑移面较为困难,而遗传算法能很好的处理多极值优化问题.传统的方法采用固定不变的上下界设计变量,这样会扩大搜索范围,同时产生许多不符合运动学许可条件的解.在分析时需把这些不符合条件的解剔除,将降低搜索的效率.对于这个问题若采用遗传算法,问题的约束条件变换为由动态的上下界设计变量决定,可缩小搜索范围,且不会产生不符合运动学许可条件的解,在合理的计算时间内临界滑移面能被高精度地搜索到.数值算例表明:所建立的基于遗传算法的岩土边坡稳定分析方法,是一种全局优化搜索算法,能够有效克服经典搜索方法易陷入局部极小值的缺点,其计算结果令人满意。

摘要： 基于遗传算法和拟静力简化毕肖普法提出搜索地震作用下最危险滑动面及相应的最小安全系数的方法。阐述了应用遗传算法搜索最危险滑动面的计算过程和原理。开发了基于遗传算法的拟静力简化毕肖普数值法的计算和数据处理程序。在固定一个出逸点的情况下，分别绘制了有地震作用及没有地震作用下的安全系数分布图。数值算例表明，所建立的基于遗传算法的岩土边坡地震稳定性分析方法，是一种全局优化搜索算法，能够有效克服经典搜索方法易陷入局部极小值的缺点。从安全系数分布图可以看出，地震对安全系数分布情况影响很小，但扩大了安全系数低值区。

摘要： 本发明是一种考虑结构参数随机不确定性的强度评定方法，即首先对机械结构进行结构分析，找出薄弱环节或应力集中区域；确定该区域的应力分布函数；确定强度的分布函数；选择相应的最小可靠安全系数计算公式；确定应力和强度取极限值的置信度以计算最小可靠安全系数并对强度进行评定。本发明通过以上步骤，就能得考虑应力和强度分散性的最小可靠安全系数，在保证结构安全的前提下，减小冗余，降低成本。

摘要： 本发明公开了一种适用于高原地区双车道公路的平曲线最小安全半径确定方法，包括以下步骤：（1）根据实地驾驶实验采集驾驶员行驶在海拔、半径不同的平曲线路段上的车速、心率和脑电数据；（2）对驾驶员的脑电和心率指标进行样本熵处理，提取脑电和心率指标的特征指标；（3）对心率样本熵和脑电信号样本熵进行主成分分析，得到驾驶员生心理负荷综合评价指标CISE；（4）构建综合评价指标CISE与不同海拔区间平曲线路段横向力加速度的回归模型；（5）通过拉格朗日中值定理，确定综合评价指标的阈值，最终提出高原地区不同海拔高度区间内双车道公路最小安全半径阈值。本发明提高了高原地区公路的行车安全。

摘要： 本发明公开一种掌子面裂隙水突出破坏的隔水层最小安全厚度的判识方法，将掌子面轮廓简化为圆形，将隔水层视为岩梁结构，建立力学模型；通过基于尖点型突变模型的标准表达式，求出该力学模型体系的总势能，建立模型势函数表达式，通过模型势函数表达式判识所述最小安全厚度。本发明为岩溶隧道掌子面裂隙水突出破坏提供了一种判识方法，据此可以评价施工是否安全，隔水层厚度是否满足要求。

摘要： 最大化无人机下行非正交多址NOMA移动用户最小安全速率的功率优化方法，涉及信息与通信技术领域。是为了提高最大化无人机下行非正交多址(NOMA)移动用户最小安全速率，本发明设计了一种最大化无人机下行非正交多址(NOMA)移动用户最小安全速率的功率优化方法，所述方法可以针对大量NOMA移动用户的安全传输进行功率分配优化，同时所述方法可有效利用有限资源在保证物联网业务一定的服务质量的同时，相对于平均功率分配方法能够有效提升NOMA移动用户的安全速率。

摘要： 一种确定汽轮机低压缸最小安全流量的方法，将静强度指标和动强度指标结合，确定汽轮机低压缸最小安全流量，包括建立数值模型、分析小流量工况下末级叶片流场、分析小流量工况下末级叶片应力和应变、确定静强度条件下低压缸最小安全流量、小流量工况下末级叶片模态分析、动强度和静强度结合确定深度调峰工况下低压缸最小安全流量等步骤，能够快速、准确确定深度调峰工况下低压缸最小安全流量，解决了单从流场层面或者结构侧面，确定最小安全流量不够精确的问题，既保证机组安全稳定运行，又能够充分发挥机组深度调峰的潜力，降低弃风率，使更多的新能源能够并网发电。

摘要： 本发明公开了基于“随机安全系数”的火灾安全系数计算方法及系统，建立随机安全系数指数体系：定义随机安全系数，确定随机安全系数与失效概率的关系及随机安全系数与安全系数之间的关系；根据建立的随机安全系数指数体系辨识可能的火灾场景及其发生概率的计算；根据火灾场景及其发生概率确定火灾场景目标失效概率；火灾场景及其发生概率、火灾场景目标失效概率的基础上计算火灾安全系数。本发明改进了传统安全系数的概念，定义随机安全系数的概念，将火灾安全设计的安全系数与目标失效概率相对应，得到确定的失效概率，避免设计的二值化结果。

摘要： 本发明是一种考虑结构参数随机不确定性的强度评定方法，即首先对机械结构进行结构分析，找出薄弱环节或应力集中区域；确定该区域的应力分布函数；确定强度的分布函数；选择相应的最小可靠安全系数计算公式；确定应力和强度取极限值的置信度以计算最小可靠安全系数并对强度进行评定。本发明通过以上步骤，就能得考虑应力和强度分散性的最小可靠安全系数，在保证结构安全的前提下，减小冗余，降低成本。

摘要： 本申请公开了一种卫星编队最小安全距离计算模型的构建方法及系统，方法包括：对待编队卫星的各轨道根数进行设定；基于所述轨道根数进行椭圆运动建模，得到第一模型；将构形参数带入所述最小安全距离模型，得到第二模型；对所述模型进行单调性分析和线性化处理，得到第三模型；所述第三模型用于计算卫星编队最小安全距离。本申请通过对设定的各轨道根数向量进行建模、处理，最终建立一个可以用来精确计算卫星编队最小安全距离的模型。

摘要： 本发明公开了一种基于驾驶员反应时间的最小安全距离的生成算法，其中方法包括以下步骤：S1，对驾驶员反应时间进行模糊推理，得到不同影响因素下驾驶员的反应时间；S2，根据步骤1得到的驾驶员反应时间推算出最小安全行驶距离。本发明通过驾驶员反应时间的测算，准确的生成了最小安全距离，用以提醒驾驶员保持安全距离，从而进一步避免在行驶过程中追尾事故的发生，大大地减少了追尾事故的发生率。

摘要： 本发明公开了一种电力设备最小安全距离测量方法、装置、设备及存储介质。其中，备最小安全距离测量方法，包括：获取待测量的两个待测对象的图像信息，获得第一图像和第二图像；对第一图像和第二图像进行测量点确定，获得分别位于两个待测对象上的第一点集和第二点集；获取第一点集和第二点集的测量点与采集装置之间的距离信息和角度信息；基于距离信息和角度信息计算第一点集的测量点与第二点集的测量点之间的最小距离。可方便高效的实现在不接触的情况下测量两个待测距的设备或测量点之间的最小距离，保证了工作人员的人身安全和数据可靠性。