有限元法在边坡稳定及加固分析中的应用

针对一个边坡工程实例,将强度折减理论应用于边坡稳定及加固的弹塑性有限元分析中,分析了边坡加固前后的稳定性并与传统极限平衡法计算结果进行比较.计算结果表明,采用强度折减有限元法不需要任何假设,即可求出边坡的稳定安全系数和滑动面,还能求出抗滑桩桩身弯矩、剪力,为桩身强度验算提供依据,是进行边坡加固前后稳定性评价和进行支挡结构设计的有效方法,能够在工程实际中加以运用.     

抗滑桩预加固边坡的能量分析研究

研究抗滑桩预加固边坡能量分析方法,对抗滑桩预加固边坡的破坏形式、能耗计算等问题进行了讨论,并对抗滑桩边坡稳定性的能量分析方法进行了详细研究,从强度折减、桩侧有效土压力上限解答、参数优化等问题入手对其进行了分析。     

微型桩加固多级路堑边坡稳定性分析

以湖南某高速公路路堑边坡为工程背景,分别对多级微型桩群进行不同组合,并基于强度折减法利用FLAC3 D对微型桩群加固滑坡的效果进行分析.研究表明:①对于滑坡局部失稳破坏的情况,应在保证其整体稳定性后加强局部支护;②就加固效果而言,多级组合的微型桩群布置于中上部效果最优;③微型桩群各平台的微型桩抗滑能力发挥不一致,滑坡上...     

公路路堑边坡加筋土挡墙处治的稳定性分析

以广东省某高速公路路堑边坡滑坡加筋土挡墙处治方案为研究对象,详细地分析了加筋土处治公路路堑滑坡的优缺点;分别运用极限平衡理论与有限元强度折减法计算路堑边坡加筋前后稳定性安全系数;将极限平衡理论与有限元强度折减法计算结果相结合,对该滑坡加筋土边坡处治技术进行稳定性分析评估。     

基于强度折减法的高烈度地震区边坡稳定性分析

将边坡安全稳定系数作为岩土体参数的折减系数对岩土体参数进行折减,采用有限元软件ANSYS进行动力分析,求得地震作用过程中边坡稳定性系数;通过边坡断面横向加速度位移时程曲线研究了高边坡的动力特性;结合工程算例,分析了高边坡在地震条件下的失稳破坏机理,验证了强度折减动力分析法的可行性.研究表明:强度折减动力分析法能直接评价...     

基于强度折减法的桩板墙加固边坡稳定性影响研究

为验证海南某边坡加固方案设计的合理性,基于强度折减法,利用ABAQUS软件对经桩板墙加固后的边坡进行数值模拟分析,分析加固方案设计桩间距情况下的边坡稳定性和变形特性。结果表明:当桩间距为5 m时,桩顶位移为6 cm,安全系数为1.87,这一桩间距时的桩板墙加固边坡依然有着良好的稳定性,且经济、合理,可为最终设计方案的最终确定提供计算参考。     

复杂空间形态边坡的稳定性分析

为合理评价复杂空间形态边坡的稳定性,基于边坡的三维点安全系数,利用三维数值模拟,提出了边坡稳定性的三步点安全系数计算方法.首先,采用强度折减法降低边坡体的抗剪强度指标,使边坡处于临界状态或者大变形状态,计算边坡临界状态的位移场;其次,设置实际的边坡岩土体物理力学参数,计算当前状态应力场;最后,综合临界状态位移场和当前状态应力场,计算边坡的点安全系数.将此方法应用于贵州贞丰煤电厂运煤道路高边坡工程,计算结果表明:未加固边坡的整体安全系数虽大于设计值1.35,但坡脚局部稳定性系数小于设计值;按照点安全系数分布规律对该高边坡的下部两级边坡采用锚杆加固,确定坡脚锚杆加固的范围为下部两级边坡,锚杆加固深度为坡面以下8 m,锚杆间距为2.0 m,锚杆直径为25 mm,锚杆加固后,边坡的局部稳定性得到显著改善,坡体点安全系数均大于1.35.      

桩板墙结构加固边坡的稳定性分析

为探讨桩板墙加固边坡的稳定性,根据多块体滑移理论,采用极限分析上限定理,导出了为保证边坡稳定桩板墙结构中抗滑桩应提供的抗力的计算公式,提出了桩板墙结构加固边坡稳定性的一种新的分析方法.用该方法对算例进行了分析,并与旋转破坏模型获得的结果进行了比较.研究结果表明:桩板墙结构中,抗滑桩应提供的抗力随边坡坡角增大而增大,随坡体材料抗剪强度增大而减小;边坡潜在滑移面埋深随坡体抗剪强度增大变浅;按新方法得到的潜在滑移面比基于旋转破坏模型获得的潜在滑移面更危险.      

土体剪胀特性对土质边坡体系稳定性的影响

基于数值算例,研究了土体剪胀性对土质边坡以及边坡体系稳定性的影响,对比了两种关于剪胀角对边坡稳定性影响的不同观点,采用有限元强度折减法和重力加载法对两种不同方法进行验证。结果发现:有限元强度折减法在进行非关联塑性土质边坡稳定性分析时存在局限性;只有在折减的过程中满足剪胀角小于内摩擦角的条件,强度折减法的结果才是有效的。此外,针对把剪胀角近似取为0°是一种的偏于安全的做法的观点开展研究,对有抗滑桩加固的边坡体系进行研究后发现:剪胀角越小,抗滑桩的变形越小,作用在桩身上的最大土压力也越小,表现出土体更加容易"流过"桩体的特点。因此从边坡安全系数角度考虑,把剪胀角近似取为0°可以得到最小的安全系数,是一种的偏于安全的做法,但是从抗滑桩设计的角度考虑,又是一种偏于不安全的做法。建议在实际边坡工程中具体问题具体分析,合理考虑剪胀角的取值。     

强度折减法在路基边坡的应用

阐述了强度折减边坡稳定性分析方法的基本原理,以某路基边坡工程为例,对边坡稳定性分析方法进行了应用分析,并研究了边坡高度和坡度对边坡稳定性的影响,得出安全系数与边坡高度和坡度的关系.     

基于有限元强度折减法的地震区三维边坡稳定性分析

结合工程实例,采用有限元强度折减法对地震区三维边坡进行静力和拟静力分析,探讨了该方法的基本原理、屈服准则和失稳判据等。在采用有限元软件ANSYS求得三维边坡安全系数的基础上,对边坡的稳定性进行了评价;同时与传统极限平衡方法、二维有限元法所得的安全系数进行对比。结果表明:有限元强度折减法应用于地震区三维边坡稳定性分析是可行的。     

Quasi-Monte Carlo Simulation-Based SFEM for Slope Reliability Analysis

Considering the stochastic spatial variation of geotechnical parameters over the slope, a Stochastic Finite Element Method (SFEM) is established based on the combination of the Shear Strength Reduction (SSR) concept and quasi-Monte Carlo simulation. The shear strength reduction FEM is superior to the slice method based on the limit equilibrium theory in many ways, so it will be more powerful to assess the reliability of global slope stability when combined with probability theory. To illustrate the performance of the proposed method, it is applied to an example of simple slope. The results of simulation show that the proposed method is effective to perform the reliability analysis of global slope stability without presupposing a potential slip surface.     

沉入式大圆筒防波堤稳定性分析的有限元强度折减法

沉入式大圆筒结构的抗滑、抗倾稳定性是靠地基土的嵌固作用来维持的,可通过弱化土体强度来实现对结构极限破坏状态的模拟.在该假设的基础上,建立了沉入式大圆筒防波堤稳定性分析的有限元强度折减法.结合某工程实例,利用有限元强度折减法,分析了沉入式大圆筒防波堤结构的稳定性,并与加载系数法计算结果进行了比较.分析结果表明:用强度折减...     

锚固体的布设位置与形态对固坡效果的影响

为揭示灌浆锚固体对固坡效果的影响规律,利用有限元强度折减法,计算了单根锚固体分别在垂直或水平布设于坡体不同位置条件下以及布设角度不同等条件下锚固体的变形和边坡的稳定系数。分析表明:在坡体中置入锚固体对边坡的稳定性均有不同程度的提高,其中垂直布设较水平布设的固坡效果更为显著;布设位置在坡高约1/3处最为理想;锚固体与坡面夹角也对固坡效果有较大的影响。     

预应力锚索加固层状岩石边坡的设计应用

在山岭重丘区修建高等级公路过程中,对具有潜在滑动面的不稳定岩质高边坡,通常采取预应力锚索和锚杆加固整治．以降低工程造价、缩短工期。结合某高速公路桥隧连接段桥基处层状岩质高边坡加固工程,在详细分析边坡工程地质争件的基础上,提出采用预应力锚索加固层状岩质高边坡的一般设计思路和方法,可供类似边坡工程的加固治理借鉴。     

开挖边坡的三维有限元稳定分析

用强度折减有限元方法对开挖边坡进行了三维稳定性分析．计算结果表明：对于约束效应不明显的开挖边坡,边坡的初始破坏面在边坡的中部,随着折减系数的增大,边坡的破坏由边坡中部向两侧扩展,最终边坡在空间上形成匙状或贝壳状的立体土体破坏;当边坡的纵向长度与开挖深度的比值大于4时,边界约束条件对边坡稳定安全系数影响不大,可以近似地按平面应变问题进行分析;对于角部约束效应明显的开挖边坡,当边坡中部剖面发生破坏,边坡角部剖面几乎也同时达到破坏,其稳定安全系数是按平面问题分析结果的1．3倍多,类似的实际问题如果按二维平面应变方法进行分析,其计算结果应用于工程设计中是偏于保守的．     

黄土公路边坡稳定性数值模拟研究

以某高速公路边坡为工程背景,针对开挖后的高堑边坡,运用抗剪强度折减法,结合FLAC3D进行三维数值模拟分析,研究坡体变形破坏的演化规律。研究结果表明：土坡破坏前临界时刻发生最大应变增量处位于土坡最后发生剪切破坏的滑裂面上,且应变增量的等值线即为最危险滑裂面;剪切破坏带是沿实际滑裂面基本对称的带状区域,其应变增量由带状中心向两侧逐渐减小,而且剪切破坏带中心位置自坡脚处向上应变增量值逐渐减小,土体剪切破坏是从坡脚处向上逐渐发展并最终贯通为整个滑裂面。     

顺层岩质路堑边坡稳定性数值极限分析

针对顺层岩质路堑边坡稳定的关键影响因素,采用有限元强度折减法,研究了边坡高度、坡顶堆载及工程防护对具一组贯通软弱结构面的顺层岩质边坡模型稳定性的影响,并与传统极限平衡法进行了对比验证。研究结果表明:边坡坡度大于岩层倾角时对稳定不利,安全系数随边坡高度增加而降低;坡顶堆载时,安全系数的降低取决于荷载和贯通塑性区的相对位置;挡土墙或锚杆通过对塑性区贯通带的阻截使塑性区转移到其他更薄弱的结构面,从而提高安全系数,塑性区贯通带的转移去向取决于初始支撑强度;基于Drucker-Prager屈服准则的安全系数有限元计算结果比基于莫尔-库仑准则的传统极限平衡法计算结果平均高出约22%,与郑颖人等约为25%的研究成果非常接近,说明有限元强度折减法可行。     

基于ANSYS的有限元强度折减法求边坡安全系数

介绍了一种基于有限元的强度折减法的边坡稳定性分析方法,讨论了该方法的基本原理、安全系数的物理意义、屈服准则和流动法则的选用及边坡破坏的判据等。算例通过不断减小边坡强度参数黏聚力和内摩擦角,得到新的一组黏聚力和内摩擦角,再输入软件计算至不收敛,此时的折减系数就是边坡的安全系数。计算结果显示,用ANSYS计算边坡的安全系数有一定的实用性和可靠性。