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.     

变形参数对边坡安全系数的影响

针对强度折减弹塑性有限元方法考察边坡稳定性过程中,弹性模量E和泊松比ν是否需要折减进行了分析。对比计算表明,弹性模量E与泊松比ν的不同取值对边坡濒临破坏时特征点位移的突变性和塑性区的贯通性基本没有影响,因而对边坡安全系数的准确确定没有影响。进一步分析表明,强度折减有限元法是基于虚拟的应力场、变形场等参量来确定边坡的安全系数及相应破坏滑裂面位置的,调整弹性模量E与泊松比ν的大小不会改变这种场量的非真实性本质。因此,为了便于强度折减有限元方法在边坡稳定性分析中的运用与发展,建议在有限元计算中不对弹性模量E与泊松比ν进行折减。     

基于灰色关联度的红黏土边坡稳定性因素敏感性分析

基于灰色关联分析理论,运用有限元强度折减法计算红黏土边坡稳定性安全系数,并通过计算和比较贵州地区红黏土边坡的黏聚力、内摩擦角、容重、弹性模量、泊松比、坡角、坡高等7个不相关因素对边坡安全系数的灰色关联度,进行了红黏土边坡稳定性敏感性分析。结果表明,内摩擦角的变化对红黏土边坡稳定性的影响最敏感,其次是黏聚力、坡高、泊松比、坡角、容重和弹性模量。研究成果可为贵州地区类似红黏土边坡的防护治理和设计提供重要参考。     

砾岩边坡稳定性影响因素分析

砾岩边坡稳定性影响因素众多,采用有限元强度折减理论对砾岩边坡稳定性影响因素进行数值分析研究,结果表明:砾岩弹性模量与泊松比对边坡安全系数影响很小,对极限状态下边坡的塑性区发展影响较大;强度参数内聚力和内摩擦角对边坡安全系数影响很大,安全系数与软弱层内聚力呈线性关系。     

强度折减法计算边坡稳定性中弹性模量和泊松比的取值研究

为探究强度折减法中弹性模量与泊松比取值对边坡稳定性系数的影响,采用有限元强度折减法,在强度参数折减的同时,根据公式调整弹性模量与泊松比的取值,所得到的边坡稳定性系数,与保持弹性模量和泊松比不变所得到的边坡稳定性系数对比,发现弹性模量与泊松比取值的变化对边坡稳定性系数计算结果影响很小,表明在采用有限元强度折减法计算边坡稳定性系数时只需对强度参数进行折减,不需要考虑弹性模量与泊松比取值的变化。更多还原     

基于流固耦合理论的饱和-非饱和土开挖边坡稳定性分析

现有开挖边坡稳定分析的研究中,综合考虑开挖效应与应力-渗流耦合作用对边坡稳定性影响的分析很少。为此,根据饱和-非饱和土渗流及抗剪强度特性,推导了饱和-非饱和土在应力-渗流耦合作用下的有限元求解方程,介绍了计算饱和-非饱和土开挖边坡稳定性的有限元强度折减技术。建立了一开挖边坡算例进行应力-渗流耦合分析,结果表明,相对于非开挖模式下的计算,开挖卸荷效应对开挖边坡稳定性有一定提高作用,但这一作用随着时间的延长会逐渐减弱直至消失。对影响开挖边坡稳定的各种因素进行了计算分析,开挖速度、初始水位高度、渗透系数以及弹性模量、泊松比等影响因素对应力-渗流耦合作用下的开挖边坡稳定性影响较大,影响规律和以往的研究结论有所不同。     

基于塑性应变能理论的边坡动力稳定性研究

由于地震作用的随机性和复杂性,使得边坡动力稳定状态的判定较静力问题复杂许多,目前还未形成统一且公认的动力失稳判别准则。将塑性应变能理论和突变理论应用到边坡动力稳定分析中,以边坡震后总塑性应变能突变为失稳判别标准来确定边坡动力安全系数。对算例边坡进行动力稳定分析表明：相比于塑性区贯通判据和关键点位移突变判据,塑性应变能判据受人为因素影响较小,计算结果更具客观性,且给出的安全系数准确性有保证,是分析边坡动力稳定问题的较优选择。     

变形参数对土坡稳定安全系数的影响

利用有限元极限平衡法对土坡在不同变形条件下稳定性的变化规律进行研究。对3种不同填筑情况、不同土质的土坡进行稳定性计算分析,土体本构模型分别采用线弹性模型和邓肯-张E-ν非线性弹性模型。计算中,分别变化了土体的弹性模量(或参数K)、泊松比(或参数G)以及内摩擦角。结果表明:变形参数对土坡稳定安全系数有一定影响,弹性模量对土坡稳定安全系数几乎没有影响,而泊松比对土坡稳定安全系数影响较大;考虑变形影响的有限元法用于土坡稳定性分析具有一定优势。     

舟曲特大山洪泥石流堰塞坝稳定性分析

通过现场工程勘察、监测和试验等方法,查明舟曲泥石流堰塞坝体的物质组成、来源和形态。利用FLAC3D软件分析了坝体在不同水位、不同坡度、不同含水量、不同物质组成和地震工况下的位移场、应力场和安全系数,结果表明:坝体应力和位移随堰塞湖水位的升高而增大,但增幅较小;坝体稳定安全系数随堰塞湖水位的升高而降低,随着坝体材料含水量的减小坝体最大应力值增大,但增加范围较小,同时最大位移值减小,坝体稳定性增强;在Ⅷ度地震作用下,其应力和位移分布特征将发生巨大变化,应力和位移增加显著,位移值约为无震时的10倍。采用正交试验方法,研究了该泥石流堰塞坝体不同物质组成的物理力学性质对坝体位移、应力特征和安全系数的影响,结果表明:弹性模量对坝体位移影响显著,而黏聚力和内摩擦角对坝体位移影响较小;内摩擦角对边坡安全系数影响显著,黏聚力次之,而重度影响则明显小于内摩擦角和黏聚力。     

基于灰色关联度的边坡稳定影响因素分析

强度折减法作为目前计算边坡安全系数常用方法之一,一直应用于边坡稳定设计研究。首先介绍了强度折减法的基本原理、计算步骤,利用 FLAC3D 内置语言 FISH 编制了相应计算控制程序,使强度折减法在 FLAC3D 程序中得以实现;接着,建立了不同因素水平下的边坡数值模型,采用强度折减法计算了各工况下边坡稳定的安全系数;最后,采用灰色关联度理论分析了安全系数与各影响因素的变化规律。分析结果表明：简单均质边坡稳定各影响因素之中,初始应力场为最重要的影响因素,强度参数及泊松比的影响大于边坡几何参数的影响,变形模量因素影响最小。     

基于Geo-Slope软件的土质边坡稳定性分析

结合Geo-Slope软件中的有限元计算模块Sigma/W和刚体极限平衡计算模块Slope/W,将Sigma/W模块中计算所得到的结果导入Slope/W模块,考虑土体的应力-应变关系,利用极限平衡法的概念计算边坡的稳定安全系数并确定最危险滑动面;通过经典算例分析,在极限平衡法中引入有限元计算得应力结果计算边坡的安全系数的方法是可行的,且对均质和非均质的土坡均适用。     

思林水电站船闸高边坡稳定安全分析与评价

运用ANSYS有限元分析软件,对思林水电站通航建筑物下游引航道段左岸岩体高边坡剖面P12进行稳定性分析和安全评价。根据单元的应力状态定义其安全系数,计算边坡在施工期的安全系数分布、边坡沿潜在滑动面的整体稳定安全系数,分析断层连通率对边坡安全性的影响,并对运行期校核水位和水位骤降2种工况下边坡的稳定性进行分析。计算结果表明该边坡在施工期具有少量安全裕度,但由于断层的连通率不确定,建议至少采用1根锚索加固以提高其稳定安全性;在运行期水位骤降情况下边坡稳定性有所降低,但仍可满足稳定性要求。     

岩质边坡稳定性影响因素敏感性分析

通过有限元计算软件ADINA建立边坡二维平面应变模型，分析了岩质边坡稳定性影响因素粘聚力C、内摩擦角φ,岩石重度γ、弹性模量E、岩石抗拉强度σt和边坡高度h等对边坡安全系数的影响。计算结果表明：粘聚力C、岩石重度γ和边坡高度h等对一般岩质边坡稳定性的影响较为敏感；内摩擦角φ较粘聚力C对岩质边坡稳定性的影响不太敏感。对岩质边坡稳定性分析研究有一定的应用价值和参考价值。     

基于弹塑性区间有限元的边坡稳定性分析

区间分析法是工程中对不确定问题进行分析的方法之一。现有区间分析法大多采用区间参数摄动法求解,其存在明显的局限性,特别对于弹塑性问题需采用增量法计算时,很难得到有效的解答。在边坡稳定性计算中采用区间变量来描述工程中的不确定性,将区间数学与弹塑性有限元相结合,建立了弹塑性区间有限元,推导了基于弹塑性区间有限元方法的边坡稳定性区间安全系数计算公式,这一方法能有效的避免区间参数摄动法的局限性。通过工程实例,验证了该方法的可行性和有效性。在此基础上探讨了岩土体参数对区间安全系数的影响。结果表明,内摩擦角对边坡安全系数的影响明显,重度、黏聚力影响较大,弹性模量和泊松比影响小。     

汽车荷载与河水耦合作用下公路边坡应力应变分析

为研究汽车荷载与河水位变化耦合作用下顺层岩质公路边坡的稳定性,基于有限元渗流基本理论,采用有限元软件PLAXIS,分析了河水下降过程中边坡岩体的应力应变特征及稳定性变化趋势。结果表明,边坡剪应变分布范围受前期降水影响较小,受后期降水影响相对较大,边坡表层塑性点范围随水位下降呈现先减小后增大的变化趋势;公路边坡稳定安全系数随水位下降呈现先增大后减小的变化趋势,当水面高程降到580 m时安全系数最大为1.38;前期降水导致公路平台位移变形明显,后期降水时变形趋于稳定。     

四川茂县黄土墙滑坡地震动力响应特征研究

根据黄土墙滑坡野外勘察报告,采用QUAKE/W和SLOPE/W模块耦合的方式分析地震工况下该边坡的位移情况和应力应变分布情况及震后安全系数,以此评价边坡整体稳定性。结果表明:边坡在地震作用下内部应力较大但未出现局部范围应力集中现象,发现3个较大应变变形区且有贯通的迹象,说明边坡可能出现整体滑移。在稳定性分析中,最小平均安全系数相对于天然工况的安全系数降低很多,说明震后边坡处于失稳状态,极易出现滑移。     

高性能混凝土本构关系研究

本文主要介绍了高性能混凝土和普通混凝土在无减摩和减摩情况下的本构关系试验比较结果，着重对抗压极限强度、峰值压应变、应力 应变关系、弹性模量、泊松比、初裂应力等进行分析比较。研究表明:高性能混凝土与普通混凝土相比，压缩弹性阶段较长，弹性模量较高，两种混凝土峰值压应变、泊松比较接近，初裂应力都较大；减摩措施降低了这两种混凝土的抗压强度测值、普通混凝土的初裂应力和弹性模量测值，但减摩对高性能混凝土弹模影响不大，且提高了高性能混凝土的初裂应力。     

基于考虑矢量特征的应力结果边坡稳定分析

确定性模型的安全系数仍然是判别边坡是否稳定的最常用指标。安全系数计算方法主要包括两类,一是极限平衡法,其二是基于有限元数值计算应力成果的方法。基于应力计算成果的安全系数定义存在差异,提出了点安全系数法和矢量法的原理,应用于算理和某工程边坡表明矢量法成果可靠。     

区间有限元在边坡稳定分析中的应用

考虑边坡工程的不确定性，将材料参数和荷载用区间数表示，用区间有限元方法计算边坡内任一点应力应变，根据应力水平定义边坡的安全系数，用于评价边坡的稳定性．工程实例表明，用该方法评价边坡的稳定性，与常规有限元相比，具有使用简便，计算量小的特点，适合计算边坡工程。     

小湾坝肩槽开挖边坡的三维刚体弹簧元分析

采用三维非线形刚体弹簧元法，对小湾坝肩槽开挖边坡进行应力应变及稳定分析，对计算成果进行评价分析，进而评价了工程加固措施。计算出各工况下滑面、滑块的安全系数，对计算成果进行了评价分析，并进行破坏模式的研究，提出了工程加固措施，从而为提高边坡开挖加固措施提供了依据。