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。     

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。     

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。     

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。     

一种新式突变判据用于三维边坡稳定性分析

利用ANSYS有限元软件,结合强度折减法原理提出一种新式突变判据,用以分析三维边坡稳定性。首先模拟整个边坡等效塑性应变全过程,得到边坡变形破坏的动态机制;再以边坡的3种整体位移和5种塑性应力应变为依据,采用最小二乘法对边坡位移值和塑性应力应变值与折减系数关系进行非线性拟合,从理论上计算出边坡极限平衡状态下的安全系数,最后与2种传统判据进行了对比分析。结果表明:随着折减系数的增大,边坡会由土质滑坡转变为岩质滑坡,该边坡使用传统判据所得安全系数为1.1～1.11,结果偏于保守。采用新式突变判据的位移指标的所得安全系数为1.238,塑性指标所得安全系数为1.129 6,均处于极限平衡状态,采用极限平衡法对比验证,结果可行。对边坡位移值和塑性应力应变值与折减系数关系进行拟合,Vigot曲线拟合效果最优。该新式判据在理论上为边坡稳定性分析提供了一种新的判断方法。     

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。     

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。     

基于有限元强度折减法的粗粒料路堤稳定性研究

为研究山区高等级公路粗粒料高路堤填筑及质量控制关键技术,采用有限元强度折减法对综合位移失稳判据分析粗粒料路堤稳定的适用性及参数影响情况。结果表明,综合位移失稳判据在粗粒料路堤稳定有限元强度折减分析中是可行的,基于综合位移失稳判据所得的安全系数随剪胀角的增大而增大,随荷载分级次数的增加而增大,随折减范围的减小而增大。     

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     

地下水位变化对边坡稳定性影响的上限分析

坡体地下水水位变化引起坡内水力梯度的变化是导致边坡失稳的重要因素。通过将强度折减技术与极限上限定理结合,利用安全系数指标对地下水位变化影响下的均质边坡进行了稳定性分析,并进行了对比计算和参数分析。分析中将孔隙水压力当作外力,水位变化对边坡的影响作用通过虚功方程表现出来。对比计算表明:与已有结果的对比可以证明表明本文方法的正确性,且本文是较同类方法略好的上限解答;参数分析表明:坡内地下水位升降对边坡稳定性和潜在破坏面影响较大,地下水位上升引起孔隙水压力增大是坡体发生失稳的重要原因。     

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。     

基于强度折减法的边坡稳定性有限元分析

介绍了有限元强度折减法的基本原理,结合建立的二维边坡模型,基于有限元强度折减法,运用有限元软件Midas/GTS对该边坡进行了数值分析,得出边坡在自重作用下的水平位移等值云图、应力与应变云图及安全系数指标,依此确定了最危险滑面位置和形状以及整体失稳的安全系数。     

基于双折减系数法的岩质边坡平面滑动分析

离散元强度折减法是在众多的结构面组合中通过不断地等比例折减结构面强度参数c、tanф来寻找最先造成边坡失稳的滑动面。事实上,边坡在渐进破坏的过程中,无论是岩体或是结构面的强度参数并不是同等程度地衰减,如何选择合适的衰减路径是强度折减法首要考虑的问题。基于以上认识,首先建立不同几何构型的岩质边坡模型,分析单平面滑动和双平面滑动两种情况下的结构面c-tanф曲线变化规律,发现其中仅有在双平面滑动破坏模式下不同的临界状态点会对应不同的临界滑动面,然后通过算例以η=R_1/R_2(R_1为单独折减c所得,R_2为单独折减tanф所得)作为配套折减比例,寻求边坡双平面滑动临界失稳状态,比较两种折减方法的差异,发现双强度折减法得出的滑动面范围更小,传统强度折减法偏向保守。     

基于有限元法的某尾矿库选址库区边坡三维稳定性分析

采用有限元软件midas-GTSNX,基于强度折减理论,对某尾矿库进行真三维模拟计算。通过对某尾矿库边坡的稳定性进行计算分析,得出在折减系数为1.30时,尾矿库边坡可能会发生局部滑塌;折减系数达到1.70时,边坡处于流塑状态,会发生整体失稳。研究结果表明,通过有限元强度折减理论对真三维地形进行数值分析,能够筛选潜在的边坡滑动灾害,为地质灾害预防工作提供精确定位。     

京藏高速拉萨段高边坡稳定性分析

针对京藏高速拉萨段高边坡加固前后稳定性问题，概化高边坡典型数值计算模型，基于不同失稳判据的有限元强度折减分析方法对该高边坡稳定性进行数值模拟。结果表明:不同失稳判据下，经锚杆、锚索加固后的高边坡安全系数提高约30%；锚杆、锚索所承受的轴力沿其长度方向不均匀分布，未达到屈服状态；加固前后高边坡失稳破坏时的塑性区扩展路径具有一致性，锚固作用很好地抑制了边坡内部塑性区的扩展延伸。     

基于坡面位移信息的顺层岩质边坡动态稳定性分析

边坡工程监测中,虽然能够准确获得边坡的坡面位移,但却不能直接判断边坡动态稳定性。为此,特建立顺层岩石边坡变形演化过程的数值计算模型,采用FLAC3D内置的遍布节理本构模型模拟岩体,并按强度折减法降低边坡岩体抗剪强度参数,获得边坡空间位移信息及坡面关键点位移-安全系数的相关关系。分析结果表明:边坡体从稳定发展至整体失稳,坡体变形经历了匀速变形、加速变形和剧烈变形3个阶段;关键点位移-安全系数之间具有良好的函数关系;空间位移特征与破坏模式相关,滑移拉裂破坏模式、顺层滑移破坏模式、压溃破坏模式分别从"r"形和三角形发展至整体失稳的"U"形。据此提出顺层岩质边坡动态稳定的位移分析方法。     

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FLAC3D强度折减理论的边坡稳定性分析

将强度折减理论与FLAC3D软件相结合,分析土质边坡的稳定性,以静力平衡计算收敛、边坡塑性区的贯通性及边坡坡脚位移的突变性作为边坡失稳判断依据,求得边坡的安全系数,并搜索到土坡的临界滑动破坏面,进而评价边坡的稳定状态。     

漳永高速公路高边坡地震动力响应及稳定性分析

以福建漳州—永安高速公路某含断层的锚框支护边坡工程为依托,运用FLAC3D建立数值模型,采用强度折减法分别对该边坡的静力和动力稳定性进行了详细分析。在烈度为7度的地震波激励下,坡内和坡面各测点处加速度峰值放大系数均呈现出明显的高程效应,且坡顶处具有明显的鞭梢效应;锚索轴力也较静力时明显增大,且在潜在滑移面处达到最大;通过动强度折减法和失稳判据综合判断,其动安全系数为1.68。     

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。