边坡稳定性分析的有限元法

土工结构安全系数一般定义为极限承载力与期望承载力之比。边坡稳定分析按照强度折减有限元方法进行，并以软土地基上的某一土坝作为算例，由此求得的边坡稳定安全系数与传统方法计算结果十分接近。最后比较了土体各项参数对边坡稳定性的影响程度，指出内摩擦角Ф、内粘聚力c对边坡的安全系数影响较大。     

考虑渗流和膨胀变形的强度折减三维有限元法

在探索多场耦合理论基础上,研制出了一个考虑渗流场和膨胀变形对应力场作用的三维强度折减有限元程序。通过与传统极限平衡法分析结果进行对比研究,对抗剪强度折减有限元法分析边坡稳定问题的适用性进行了评价,得出采用三维强度折减有限元法确定考虑渗流场和膨胀变形的边坡稳定性安全系数是可行的结论。     

强度折减有限元法分析边坡失稳判据讨论

对同一算例边坡,分别采用有限元计算不收敛判据、等效塑性应变或塑性区贯通判据、及特征部位位移(或位移增量)与折减系数关系曲线发生突变判据来确定边坡的整体稳定安全系数,提出在对土体抗剪强度指标进行折减的同时,若同步调整其弹性模量和泊松比,就可以使上述几种失稳判据计算的安全系数基本相一致.将算例边坡在外接圆屈服准则下的安全系数转换成莫尔-库伦等面积圆屈服准则下的安全系数,并与Spencer极限平衡法的安全系数和滑动面相比较,证明了文章提出方法的正确性.最后分析了泊松比和弹性模量对上述3种失稳判据给出安全系数的影响.     

强度折减有限元法边坡稳定分析研究综述

强度折减有限元法的优势在于不需要假定滑动面的形状与位置,近年来成为边坡稳定分析研究中的热点.本文概述了强度折减有限元法的发展历史,从失稳判据、本构模型与折减方式三方面,系统地论述了该方法的研究现状.失稳判据的确定是强度折减法的核心问题,深入分析了三种主要判据,指出了各自的局限性.总结与评述了有限元计算中强度折减法本构模型与折减方式选择的合理性.     

强度折减有限元法在非饱和土边坡稳定分析中的应用

将强度折减有限元法推广到非饱和土边坡稳定分析中,并利用研制、开发的可应用于非饱和土边坡的强度折减有限元程序,对一个降雨导致的非饱和土边坡的滑动进行了机理分析和探讨。     

应用ABAQUS进行渗流作用下基坑边坡稳定性分析

渗流作用下的基坑稳定性分析一直是基坑工程中的难点,传统基坑设计方法在计算基坑整体稳定性时存在不考虑渗流和假定圆弧滑裂面等不足。文章采用ABAQUS程序模拟基坑的开挖过程,通过渗流有限元计算出单元渗透节点力,与强度折减法相结合对某工程基坑进行计算,并与常用的简化计算方法进行对比。结果表明:采有限元强度折减法分析得到的滑动面比传统设计方法中假定的圆弧滑动面更加合理、直接,且能适应边界条件比较复杂的渗流场计算。     

渗流作用下边坡自稳临界高度计算

大多边坡中存在地下水,渗流是影响边坡稳定性的关键因素之一。由经典的土力学理论,在存在地表超载和地下水渗流情况下,推导出了计算岩土体自稳临界高度的一系列公式,扩展了经典的计算公式应用范围,证明了地下水渗流不改变边坡潜在滑动面的位置但减少了岩土体自稳临界高度。研究成果可用于自然边坡、填土边坡、堤坝边坡、已知滑动面的滑坡、基坑开挖边坡的稳定性评价。     

基于渗流的改进双强度折减法边坡稳定性分析

渗流是影响边坡稳定性的一个重要因素,为了更准确地判断渗流对边坡的影响情况。以湖北兴山蒋家趟边坡工程为例,介绍了岩土体中渗流和应力场耦合的机理,在自然工况、暴雨工况下采用改进的双强度折减法对边坡进行了对比分析。结果表明,自然工况下改进双强度折减法计算出的安全系数为1.328,而暴雨工况下安全系数为0.97,可知渗流对边坡的稳定性有显著影响,渗流应力耦合情况下安全系数降低了27%,因此在考虑渗流情况下采用改进双强度折减法可以使计算结果更符合实际,为工程实践提供参考。     

库水位变化对边坡稳定性影响的有限元模拟

在假定坡体孔隙水水位为水平线且不考虑渗透作用影响的基础上,基于强度折减有限元法分析了水位上升及下降速度对边坡稳定性的影响。对比计算表明,在库水位骤降或陡升条件下,相同库水位对应的边坡安全系数基本上均小于库水位缓慢变化情况下的安全系数。故在实际工程中,无论是排水还是蓄水,都应尽量保持水位缓慢变化,以使边坡处于相对较安全的状态。     

在滑坡稳定分析中考虑渗流作用的强度折减法

本文采用FLAC^3D软件，探讨了强度折减法在渗流作用下滑坡稳定分析中的适用性和精度。结合前人已经提供解答的经典算例，本文应用当前普遍采用的考虑渗流作用的强度折减法和本文提出的新方法对其进行计算分析，指出当前方法精度不高的原因，并对本文提出的新方法精度提高的机理进行了研究。     

有限元强度折减法在涉水岸坡工程中的应用

随着大中型水库的陆续兴建,形成了大量的涉水岸坡,库水水位的波动将影响这些岸坡的稳定性,可能诱发水库滑坡,甚至形成地质灾害.库水水位的变化将引起岸坡体内地下水的非稳态渗流,因此其稳定性分析变得十分复杂.目前,设计人员大都采用经验概化,或者照搬规范的方法,使设计中主观性和定性的成分比较高.本文重点介绍了作者近几年围绕涉水岸坡的稳定性分析所取得的一些研究成果.其中,包括库水水位变化过程中浸润面位置的求解、有限元强度折减法在涉水岸坡稳定性分析及埋入式抗滑桩治理工程中的应用.     

降雨条件下边坡渗流及稳定有限元分析

简要分析了多孔介质饱和-非饱和渗流数学模型,探讨了非稳定时间插分格式、计算参数和降雨入渗边界处理等相关问题;基于非饱和土抗剪强度理论和延展的Mohr-Coulomb屈服准则,将有限元强度折减法推广到非饱和土边坡稳定分析中。以某边坡为例,模拟了降雨入渗引起的边坡体内暂态渗流场,并采用推广的有限元强度折减法进行了降雨条件下边坡的稳定性分析。     

吴岭水库土坝渗流及坝坡稳定性分析

本文对湖北省京山县吴岭水库土坝进行了有限元渗流计算和坝坡稳定性计算,在分析大坝基础部位的残坡积土、强风化砂岩的强透水性和下游排水体对于大坝渗流场的影响的基础上,得出渗流是引起下游坝坡不稳定的主要因素,为大坝的加固处理提供了理论依据,也可供同类土坝设计时参考。     

关于强度折减法分析崩坡积体失稳判据的探讨

某水电工程崩坡积体规模大,距坝址近,地质条件复杂,其稳定性对枢纽建筑物至关重要。采用有限元强度折减法对崩坡积体稳定性进行评价,计算不同安全判据下崩坡积体的安全系数,并与刚体极限平衡法计算结果进行对比,最终建议采用多种安全判据同时判断崩坡积体稳定性。分析结果对崩坡积体安全性做出了定量评价,对崩坡积体的支护处理具有一定的指导意义。     

非线性强度指标边坡稳定安全系数取值标准的研究

从强度指标的取值原则和边坡稳定的风险分析两方面，论述对土石坝堆石材料进行非线性强度的稳定分析时安全系数的合理取值原则。通过对以往工程硬岩堆石料的非线性强度试验数据统计分析和实际算例，说明使用非线性参数的安全系数和可靠度指标与传统的线性参数相应值处于同一量级：因此，在进行非线性分析时，同样可以使用现有规范对坝坡允许安全系数所规定的标准。     

面板堆石坝面板出现裂缝工况下的渗流分析

以公伯峡面板堆石坝为例,分析了面板出现裂缝的非常工况下的渗流场,以探讨裂缝对大坝渗流场和渗透稳定性的影响。根据大坝设计剖面和地形剖面剖分网格,采用固定网格有限元全场渗流分析方法,计算了堆石坝防渗结构发生水平或竖向裂缝非常工况下大坝渗流场和渗流量。计算结果表明,基岩上部弱透水层的渗透性对大坝渗流场具有重要影响;面板附近垫层过渡料区中出现较大的渗透坡降,但随着离裂缝距离的增加较快衰减;裂缝的方位和宽度对渗流量和其附近的垫层过渡料区的渗流场有较大影响。     

Seismic stability safety evaluation of gravity dam with shear strength reduction method

A new method of numerical seismic stability safety evaluation for a rock slope is proposed based on the analysis of a gravity dam foundation subjected to earthquake loading. The shear strengths of the weak discontinuities are divided by different shear strength reduction ratios (K) and numerical seismic analysis is carried out after the static analysis is completed. With different K values, the curves of the permanent horizontal displacement of key points of the dam foundation (K-displacement curves) are studied. According to the curve change, the distribution of plastic zones in the foundation, and the slow convergence of the finite element method (FEM), the seismic stability safety factor is defined as K when the gravity dam is in the limit equilibrium state subjected to earthquake loading. These concepts were applied to the evaluation of seismic stability safety of a gravity dam for a hydropower project. The analysis of the example shows that the proposed method is feasible and is an effective method of seismic stability safety evaluation.     

强度折减法改进及在边坡稳定性评价中的应用

传统有限元强度折减法在对岩土体强度参数进行折减时并未考虑其对变形参数(弹性模量和泊松比)的影响,会使得分析计算结果不准确,为此改进了传统强度折减法并将其应用于边坡稳定性分析中。基于Mohr-Coulomb强度准则和Duncan-Chang双曲线弹性本构模型,并深入分析土体应力状态、强度与变形的联系,分别建立弹性模量、泊松比与强度折减系数的关系表达式。据此在强度参数折减的同时,对弹性模量和泊松比同时进行修正。以均质土体边坡为例,应用改进的强度折减法开展稳定性评价,并与极限平衡法(Spencer法)进行对比。结果表明:4种有限元强度折减法准确性由大到小依次为:同时修正μ和E方法,只修正E方法,传统有限元强度折减法,只修正μ方法,结论验证了提出的改进方法的合理性和有效性。