扩展广义Drucker-Prager屈服准则在边坡稳定分析中的应用

对边坡稳定问题进行严格的理论分析通常采用极限分析上界法 ,此法认为土体的塑流遵守关联流动法则 (ψ =φ)并满足理想弹塑性条件 ,其局限性主要表现在 :求得的剪胀值远远超过实验测得的剪胀值。然而如果采用传统意义上的非关联流动法则(ψ =0 ) ,即完全不计体积变形 ,则剪胀对土工结构稳定性的重要影响又会被忽略。因此为了更好地描述土体的变形特性 ,应采用广义上的非关联流动法则 (ψ≠ φ)。基于有限元分析 ,推导了平面应变条件下基于非关联流动法则的Drucker Prager屈服准则 ,该准则与摩尔 -库仑屈服准则匹配 ,并能够考虑剪胀角的影响。算例分析表明 :基于文中D -P屈服准则的有限元分析与相同条件下塑性极限分析所得结果相近 ,误差在 3 %左右。由此不仅可以证明本文方法的正确性 ,且因采用了D -P准则表达形式 ,只需进行简单的参数转换 ,就可方便地引入现有有限元计算程序     

基于Monte Carlo技术的临界滑面搜索算法的实现及改进

搜索临界滑面是边坡稳定分析的一项重要工作。本文对Venanzlo R Greco提出的Monte Carlo搜索算法进行了改进,增加一条几何合理性条件(除了滑面两端点,滑面与坡面不能相交),增加了方向控制与变自由度机制,这些措施有效地减少了不满足几何合理性条件的试算滑面,保证了搜索过程的准确、高效、稳定。笔者还将此算法加入到自主研发的边坡稳定分析软件ZSlope中,它还可以实时显示整个搜索过程。     

国内岩土边坡稳定分析软件面临的问题及几点思考

1 概 况 “岩土工程学是土木工程的重要分支,是一门涵盖工程地质学、土力学、岩石力学、基础工程和地下工程的综合性学科”[1];然而,就在岩土工程理论与实践不断地取得新进展、新成果的同时,越来越多的同行发现,要想高效准确地工作,是离不开计算机的。如果说地质学、土力学等诸多理论是解决岩土工程问题的有力工具,那么计算机数值模拟技术更是当今发展岩土工程理论、解决工程实际     

两种土体弹塑性模型三维化方法的比较研究

1　引　　言 大多数土体的本构模型是建立在三轴压缩试验结果的基础上 ,得到的是以平均正应力ｐ和广义剪应力ｑ为变量的屈服方程。然后用ｐ =σｉｉ/ 3和ｑ =[3(σｉｊ-ｐδｉｊ) (σｉｊ-ｐδｉｊ) / 2 ]1/2 将这些模型推广到平面应变、真三轴等三维应力条件下 ,所得的预测结果与试验结果有较大的出入 ,其中的一个主要原因是用这种方法推广的三维模型 ,其屈服面在π平面上是一个圆。但大量的试验证明 ,土体屈服面在π平面上的形状接近莫尔 -库仑破坏准则或ＳＭＰ(空间滑动面 )破坏准则[1] 。为得到更符合实际的结果 ,不少学者考虑了土体在π平面上的屈服规律 ,把剑桥模型、椭圆 -抛物线模型     

边坡稳定分析软件ZSlope的开发

易用性是软件开发的重要原则，理论需要创新，运用理论解决实际问题同样需要创新，使复杂的理论运用起来简单更是一种创新。以软件的易用性为出发点，总结了作者在开发边坡稳定分析软件ZSlope(前、后处理器及求解器)过程中的一些体会。基于常规边坡稳定分析理论，得出以下两点结论：(1)对具有复杂几何形状或复杂边界条件的边坡，采用常规优化法搜索最危险滑移面往往不可靠，容易陷入局部极值点，得不到全局极值点，而采用穷举法可在一定程度上克服上述缺陷；(2)基于极限平衡法的边坡稳定分析理论求解出的临界滑移面通常只有一条，而实际上对应于最小安全系数的滑移面应该有多条，它们形成一个具有一定宽度的滑带。     

碱-矿渣制备高性能无机聚合物混凝土试验研究

以矿渣为原料,掺入Na2SiO3和NaOH复合碱激发剂,制备了无机聚合物混凝土(IPC),并通过工作性、强度、静水压力和氯离子渗透及快速冻融循环试验,研究了IPC的物理力学和耐久性能,分析了矿渣用量和溶胶比对IPC性能的影响规律.结果表明:IPC坍落度在160 mm以上,为大流动性,工作性优良.IPC坍落度随矿渣用量或...     

边坡临界滑动面搜索的奖惩蚁群算法研究

边坡滑动面搜索是边坡稳定计算中一项关键的问题,其实质为安全系数最小滑动路径的搜索问题,本文对采用路径搜索的蚁群算法引入奖惩策略,加大较优路径和普通路径上信息素的差异,分化各条路径上的信息素,以克服其收敛速度慢、早熟收敛的缺点。通过把边坡滑动面搜索模型离散化,采用奖惩蚁群算法解决滑动面搜索问题,提出了一种临界滑动面搜索的新方法。最后对一个简单边坡和复杂边坡的典型算例及一个大坝边坡工程的应用实例进行了计算,验证了新算法的有效性及其高效性。结果表明,无论是对简单边坡还是复杂边坡,本文算法都能以更快的速度搜索到结果更好的临界滑动面,工程应用效果良好。     

霍尔效应传感器在土工试验中的应用

0　前　　言 常规三轴仪已在业界广为应用 ,但并不完美 ,其误差可分为 :设备柔性误差、端部约束误差及基座误差 ,见图 1。国内外就如何提高三轴仪的测量精度开展了一系列研究 ,如Roscoe[1] 、Lo ,Chu[2 ,3 ] 、王洪瑾[4] 及其同事通过误差率定和改进试验手段来减少橡皮膜的顺变误差 ,Sarsby等[5] 对端部约束误差的机理进行了研究。然而以上方法会受到各种随机因素的影响 ,故很难精确地修正这些误差。可靠的方法是采用有效的试验手段来削除或减弱这些误差 ,如Clayton等[6,7] 建议将测量装置由压力室外部移至内部 ,且只测量试样中部三分之一区域的变形 (局部变形 )。     

平面应变条件下土坡稳定有限元分析

描述岩土材料常采用摩尔 -库仑准则和德鲁克 -普拉格准则 ,前者的计算结果较为可靠 ,后者则更便于数值计算。本文基于非关联流动法则 ,推导出平面应变条件下两种准则相互转化的关系式 ,建立了与摩尔 -库仑准则精确匹配的D -P准则。边坡稳定有限元分析结果表明 :与以往各D -P准则及摩尔 -库仑等效面积圆准则相比 ,本文建议的匹配D -P准则能更好地反映摩尔 -库仑准则的实际特性 ,同时 ,因采用D -P准则的表达形式 ,也方便了编程计算。     

基于面向对象技术的几何建模及其在边坡稳定分析中的应用

重点介绍的二维图形建模前处理器2D-GMS是ZSlope前处理器的升级版,其主要功能是几何建模。由于采用面向对象技术及创新的图元关系约束机制,2D-GMS具有模型自动校验技术,有效降低了由于工程师疏忽导致的错误率,提高了可靠性。就荷载建模方面,将2D-GMS与Geo-Slope、Slide进行了对比,结果表明:2D-GMS荷载建模功能特色鲜明,操作简便,具有一定的优势。