基于强度折减弹塑性有限元方法的路堤稳定性分析

以大型通用有限元分析软件ABAQUS作为平台,通过二次开发建立了能够自动搜索安全系数与相应失稳机理的边坡稳定弹塑性有限元分析模型.以数值计算迭代不收敛作为失稳判据,对路堤边坡的稳定性进行了变动参数计算与对比分析;进而针对车辆荷载作用下的路堤边坡及多级路堤边坡的稳定性进行了数值分析.结果表明:车辆荷载作用下的路堤边坡稳定性明显降低,但其破坏模式仍为典型的对称式滑移破坏;有限元数值计算迭代不收敛判据适用于车辆荷载下的路堤及多级路堤的稳定性分析.     

确定边坡潜在滑移面的方法研究

运用极限平衡法在进行边坡稳定性分析时,首先要假定潜在滑移面,这存在一定的主观性。为此,可将极限平衡法和有限元强度折减法结合起来,根据有限元计算的应力和变形计算结果,确定边坡内部可能发生滑移的潜在滑移面,以弥补极限平衡法在滑移面假定上的不足。通过算例,采用塑性位移等值线梯度方向上特征节点位移的突变作为失稳判据,用强度折减弹塑性有限元法计算边坡内的应力和变形,得到假定的潜在滑动面,并用B ishop法计算安全系数。结果表明,用有限元强度折减法寻找潜在的滑移面是可行的。     

地下水位变化条件下的边坡稳定性突变模型

针对地下水位升降引起的边坡岩石性质损伤,基于强度折减法位移突变临界判据及尖点突变理论,建立地下水位升降条件下边坡失稳判据。结果表明:根据岩质边坡稳定性强度折减原理,建立边坡测点位移与折减系数的函数,并推导求得边坡状态判别式Δ。地下水位升降导致边坡状态由稳定向失稳方向演化,随着岩体强度弱化,边坡不稳定性加剧。     

高填路堤工程特性的强度折减有限元分析

高填路堤一般会面临路堤边坡失稳概率增加、路堤顶面差异沉降过大等工程风险。文中运用强度折减有限元法,建立高填路堤的平面应变数值分析模型,探讨不同填高、不同路堤模量情况下高填路堤的稳定与沉降等工程特性。     

有限元强度折减法在路基边坡稳定性分析中的应用研究

分析了用有限元强度折减法求解边坡稳定性时的问题,指出用边坡某个部位的位移或最大位移作为边坡的失稳判据有明确的意义。有限元强度折减法计算所得的结果与传统的条分法计算的结果接近。用有限元强度折减法进行边坡稳定性分析时,当采用Mohr—Coulomb破坏准则,岩土材料应用关联流动法则时,结果偏大;而采用非关联流动法则时,稍显保守,因此可以考虑取适当的剪胀角。     

小净距隧道围岩整体稳定性的下限分析

小净距隧道围岩的整体稳定性分析,目前分析研究比较少。运用边坡稳定性分析适用的强度折减原理进行评价小净距隧道围岩整体稳定性,以围岩塑性区贯通、位移突变或位移超过规范值与计算不收敛3种方法综合作为围岩失稳破坏的判据。通过计算分析可知在不同的折减系数下塑性区贯通基本与位移突变同步,且早于位移超过规范值及计算不收敛。塑性区贯通为围岩破坏失稳的必要非充分条件,故采用塑性区贯通作为强度折减法判据所得为围岩整体稳定性系数的下限解。利用塑性区贯通作为判据,得到戴峪岭2号小净距隧道围岩整体稳定系数下限值约为2．7,表明该隧道具有足够安全储能。     

降雨入渗作用下路基边坡的稳定性分析

为分析降雨入渗对路基边坡稳定性的影响,考虑渗流场与应力场间的耦合作用,依据强度折减方法,运用有限元软件分析了降雨、路基几何形状及路基土物理性能对边坡稳定性的影响。结果表明:降雨强度越大、降雨历时越长,路基变形位移越大,边坡稳定安全系数减小;长时小雨造成的路基沉降较大,边坡容易失稳;路基边坡越陡,路基变形位移较小,但边坡稳定性较低;路基土渗透系数越大,路基变形位移越大,边坡稳定性降低。     

有限元强度折减法在边坡计算中失稳判据的讨论

用有限元强度折减法的不同失稳判据对某一边坡安全系数进行评判,并与简化的Bishop法和不平衡推力法对所得到的安全系数进行对比。对比分析结果表明,以特征点位移突变和塑性区贯通作为判据计算的结果与简化的Bishop法和不平衡推力法计算得到的结果比较接近。建议采用特征点位移突变结合塑性区贯通作为边坡失稳的判据。     

基于有限元强度折减法的岩石高边坡稳定性分析

强度折减理论与有限元数值算法相结合,可以模拟出高边坡的变形和破坏过程.采用有限元强度折减理论对四川省雅安经石棉至泸沽高速公路上某段岩质高边坡进行稳定性分析,以计算不收敛为失稳判据判断其稳定性状态,分别考虑了自然状态、强降雨状态、自然+地震作用和强降雨+地震作用这4种外荷载作用状态及高边坡岩体中结构面的影响,计算了三维高边坡整体应力状态及典型剖面局部安全系数.通过计算分析,为该段高边坡的治理提出了合理的建议.     

用有限元强度折减法分析边坡稳定性

利用有限元法,通过强度折减来求边坡稳定安全系数。基于ANSYS平台,采用有限元强度折减法分析重庆一工程边坡,得到边坡内部应力、应变滑动位置图及稳定系数。结果表明:边坡在旱季其稳定系数为1.36,边坡稳定;在雨季其稳定系数为1.03,边坡近于失稳状态,施工时应采取相应工程措施,以策安全。     

基于强度折减法的边坡安全系数分析

对具体边坡工程进行了基于强度折减法的有限差分分析,得到了迭代步数突变、计算不收敛、位移最大值突变以及塑性区贯通4种边坡破坏判据下的安全系数。结果显示不同破坏判据下的安全系数略有不同。最后通过基于Sarma法的极限平衡分析验证了强度折减法得到的安全系数的可靠性。     

福州长乐滨海路堤边坡渗流稳定性数值研究

为探究不同水位路堤边坡稳定性影响机理,结合强度折减理论与COMSOL Multiphyscis有限元软件,以福州长乐滨海路堤边坡工程为例,分别对不同水位路堤边坡的水压力、滑移量及破坏机理进行研究.结果 表明:路堤边坡浸水面上,压力水头从0 m到水位高度分布不等,而渗水面上水头始终为0 m;浸水面和渗水面上水压力都沿坡顶至坡底呈增大趋势,且水压力值随水位升高逐渐增大;水位越高,坡脚滑移量越大,而安全系数FOS越低,同时边坡渗流稳定性愈差;水位高低对塑性应变影响较小;同一水位下,滑移面随折减系数SRF增大,由局部小范围不规则状逐渐演化为大范围圆弧状,同时塑性应变数值增幅巨大,可达90％以上;临界破坏状态时,渗水面上坡脚至坡顶出现贯通的圆弧带状塑性区,坡脚以下塑性区平行于地基水平面,且坡脚塑性应变最大.综上,对路堤边坡进行二维平面应变分析,可在一定程度预测边坡土体渗流的稳定性,采用拉伸数据集实现3D可视化,有效减缓了直接3D仿真不收敛的数值求解问题.     

基于强度折减法的土质边坡安全系数计算

利用有限元强度折减法并结合FLAC3D程序,对二维均质土坡、二维非均质土坡和三维均质土坡3个经典算例进行分析。采用3类失稳判据分别判定边坡的安全系数,并将其与极限平衡法的计算结果进行对比。结果表明:有限元强度折减法与极限平衡法的计算结果接近相等,能够较精确地计算土质边坡安全系数;3类失稳判据判定的安全系数不完全相等,但差别甚微,表明3类失稳判据都能用于判定边坡临界失稳状态。     

基于非线性动力的有限元强度折减法边坡稳定性分析

以金安桥水电站枢纽区堆积体边坡为研究对象,基于非线性动力响应分析理论及有限元强度折减法理论,考虑地震工况下边坡的动力响应,采用有限元强度折减法,计算天然边坡蓄水前后的边坡稳定安全系数,获得边坡临界滑动时的塑性区分析,确定边坡失稳类型并对边坡的稳定性进行评价,提出合理的边坡处治措施。     

龙城高速公路粉细砂路堤边坡稳定性分析

针对填砂路堤失稳风险高的问题,本文以龙城高速公路填砂路堤工程为依托工程,分析了不同因素对填砂路堤边坡稳定性的影响。运用有限元分析软件ANSYS对填砂路堤边坡稳定性进行分析,通过强度折减法求得安全系数,并以此为依据评价路堤填筑高度、包边土厚度、边坡坡比对填砂路堤边坡稳定性的影响。     

隧道群整体安全系数计算方法与应用分析

为解决地下相邻多隧道和多洞室的整体稳定性评价这一难题,吸收边坡强度折减有限元的优点,提出了基于强度折减技术的相邻隧道群的整体安全系数求解方法.该方法采用Mohr-Coulomb屈服准则,以洞间等效塑性应变贯通作为隧道群整体失稳的临界判据.洞群整体安全系数计算是通过搜索折减系数F,将岩土材料的力学强度参数(粘聚力c和内摩擦角ψ)按F值折减代人数值计算中,使计算模型的隧道洞间正好出现明显的贯通性等效塑性应变来实现.陕西牛角坪分离式双洞隧道按该法进行整体安全系数计算表明,该方法可以便捷客观地获得隧道群结构的整体安全系数,极大地方便了多洞结构的稳定性评价和开挖与支护设计优化.     

基于强度折减法的牵引式滑坡稳定性分析及防治对策研究

牵引式变形破坏是滑坡失稳的一种重要模式。基于某牵引式工程滑坡的地质成因和失稳机理,利用有限元软件建立滑坡三阶段数值分析模型,采用土工强度参数按步长进行场变量折减的方法,以弹塑性迭代计算发生不收敛,并结合坡面特征点产生位移突变作为失稳临界判据,分析了滑坡处于原始状态以及后继开挖和工程支护三阶段模型分别在天然和暴雨两种工况下的稳定性安全系数。针对工程支护后是否会发生越顶剪出或局部失稳的可能性问题,根据强度折减计算终止的坡体塑性应变场,提取塑性贯通区以确定局部失稳的最危险滑面,进行了可靠度评价。根据分析结果,提     

管节吊装荷载作用下的综合管廊基槽稳定性分析

以漳州市圆山大道下敷综合管廊工程为依托,运用FLAC3D平台对管廊基槽开挖及管节吊装等工况进行基于强度折减的安全系数分析,得到其稳定安全系数为1.31,满足规范及设计要求。进一步分析不同测点及不同工况下的位移和内力变化规律,发现不同工况下的稳定安全系数没有显著差异,且钢板桩深层水平位移远高于其他测点位移。     

基于ANSYS强度折减循环求解边坡安全系数

有限元强度折减法已较为广泛应用于边坡计算。研究在ANSYS求解环境下合理循环求解边坡安全系数,通过实例计算表明,采用ANSYS求解命令后状态参数返回值以及ANSYS高级非线性终止选项作为循环退出控制参数求解边坡安全系数,同现有边坡失稳同时计算不收敛的判据是相关一致的,且计算结果同Spencer、Janbu、文献解析解对比,精度满足工程需要。     

FLAC强度折减法在开挖边坡稳定分析中的应用

FLAC强度折减法将强大的数值计算能力与强度折减技术进行结合来描绘边坡的失稳形态及受力状态,判定边坡的稳定性。文中利用FLAC强度折减法对西南糯扎渡电站尾水出口边坡的稳定性进行分析,结果表明:强度折减所确定的边坡安全系数与极限平衡最危险滑面搜索所得的结果十分接近,滑面的形状及位置也很相似。