基于強(qiáng)度折減法的均質(zhì)土坡穩(wěn)定性研究.pdf

1、在邊坡穩(wěn)定性分析中，相比于傳統(tǒng)的極限平衡法、極限分析法等，強(qiáng)度折減有限元法具有明顯的優(yōu)勢。這主要體現(xiàn)在其無須事先假定滑動面的形狀和位置，只需通過不斷降低邊坡巖土體強(qiáng)度參數(shù)，進(jìn)而使邊坡巖土體因抗剪強(qiáng)度不能抵抗剪切應(yīng)力而發(fā)生破壞，并最終得到邊坡的最危險滑動面及相應(yīng)的安全系數(shù)。但此法還存在諸多問題需解決，基于此，本文以均質(zhì)土坡為例，采用強(qiáng)度折減有限元法對其進(jìn)行穩(wěn)定性分析，提出了一些改進(jìn)方法，得到了一些結(jié)論，具體內(nèi)容如下： ①本文根據(jù)各

2、D-P屈服準(zhǔn)則在π平面上投影圓的半徑表達(dá)式，提出了一種各D-P屈服準(zhǔn)則相互轉(zhuǎn)化的新的關(guān)系式：不同的D-P屈服準(zhǔn)則在π平面上投影圓的半徑之比即為對應(yīng)的D-P屈服準(zhǔn)則所得安全系數(shù)的比值，由于此值只與土體的內(nèi)摩擦角有關(guān)，為便于應(yīng)用ANSYS程序采用不同D-P屈服準(zhǔn)則求解邊坡安全系數(shù)時查用，本文列出了常用內(nèi)摩擦角值對應(yīng)的各種D-P屈服準(zhǔn)則所得均質(zhì)土坡安全系數(shù)的轉(zhuǎn)化表格。 ②本文結(jié)合工程實例比較了三種計算工況下各D-P屈服準(zhǔn)則的計算結(jié)果，

3、結(jié)論表明采用平面應(yīng)變條件下和非關(guān)聯(lián)流動法則(ψ=0)下的摩爾匹配D-P準(zhǔn)則作為均質(zhì)土坡的屈服準(zhǔn)則最為合適。 ③采用強(qiáng)度折減有限元法分析邊坡穩(wěn)定性的一個關(guān)鍵問題是如何根據(jù)有限元計算結(jié)果判定邊坡是否處于失穩(wěn)破壞狀態(tài)。本文就邊坡常用的三類判據(jù)(計算的收斂性、塑性區(qū)的貫通和特征部位位移的突變性)展開了討論并基于邊坡特征位移的突變判據(jù)提出了一種改進(jìn)的判定方法：以土坡中最大水平位移為研究對象，提出了以最大水平位移增量、折減系數(shù)增量比值△S/

4、△Fs與折減系數(shù)Fs之間的關(guān)系曲線取代最大水平位移S<,max>與折減系數(shù)Fs的關(guān)系曲線來確定土坡安全系數(shù)的方法。新的曲線更能體現(xiàn)強(qiáng)度折減法的本質(zhì)，更重要的是求解操作上準(zhǔn)確方便，并最終通過工程實例驗證了它的可行性。 ④不同計算參數(shù)對邊坡穩(wěn)定性計算精度的影響：強(qiáng)度參數(shù)粘聚力c和內(nèi)摩擦角φ對邊坡的影響較大；剛度參數(shù)E和v對邊坡安全系數(shù)的影響較小，其影響甚至可以忽略不計，條件是土體彈性模量取值不能過小，若很小，很有可能導(dǎo)致部分土體變形