边坡稳定数值计算中失稳判据和岩土强度屈服准则

通过理论分析和典型算例计算,对边坡稳定数值计算中边坡的失稳判据和失稳模式进行了深入的讨论,旨在使数值计算方法更好地服务于工程实际。边坡失稳破坏的力学分析表明,排除人为主观因素的影响,在严格收敛标准下数值计算不收敛、边坡塑性区贯通和特定监测点位移突变这三类常用判据内在的力学表现是一致的,算例1的分析结果进一步证实了该观点。边坡的失稳模式与岩土体的屈服准则密切相关,为使理论计算符合工程实践,应根据岩土体实际抗拉能力对以M-C为典型代表的基于剪切破坏的强度准则进行抗拉修正。以抗拉修正后的M-C强度准则为基础,进一步提出了拉剪复合破坏的强度折减计算流程,算例2的计算结果表明该计算流程是合理的且计算结果的精度要高于现行的计算方法。     

基于突变理论的有限元强度折减法边坡失稳判据探讨

采用有限元强度折减法进行边坡稳定分析,建立边坡内最大水平方向位移与折减系数尖点突变模型,并以此作为边坡是否失稳的判断标准.算例分析表明,采用该模型作为失稳判据能体现边坡失稳过程的突变性,物理意义明确;计算结果与传统极限平衡Spencer法计算结果相当接近.同时,将失稳判据量化到一个确定的值,通过比较该值与零的关系来判断边坡是否失稳,概念明确,界定清晰.     

含软弱夹层土坡稳定性的三维弹塑性数值模拟

分析了软弱夹层的存在对三维边坡稳定性和破坏模式的影响.对一个经典的三维边坡算例进行了数值计算,并将结果与极限平衡法进行了对比,以验证强度折减弹塑性有限元法的可靠性.然后对一个含软弱夹层三维边坡进行了分析,计算结果表明:强度折减弹塑性有限元法计算的椭球破坏面在纵向长度上比极限平衡法要大;与三维均质边坡相比,三维软夹层边坡安全系数要低很多,破坏面的范围更大,塑性应变区的集中现象更加明显,破坏模式有着明显的不同.     

不同失稳判据下边坡稳定性的规律性

以塑性区贯通、位移增量突变、计算不收敛3种边坡失稳判据为依据,采用强度折减有限元法和重度增加有限元法对简单边坡进行了分析。结果表明：以边坡潜在滑动面上某点位移增量突变作为边坡失稳判据是准确的;对于不同土体强度参数下,以位移增量关系曲线突变为判据得到的边坡的安全系数较另外两种方法稳定;对应于塑性区贯通、位移增量曲线突变和计算不收敛的3种判据,边坡潜在滑动面依次向深层发展,边坡的安全系数依次增加。     

基于离散元强度折减法的五盂高速公路边坡稳定性分析

采用离散元强度折减方法对岩质边坡的稳定性进行有效分析, 选择滑面位移统计值作为边坡失稳判据。先根据该判据计算一个简单岩质边坡的安全系数, 通过传统强度折减分析方法验证了该判据的有效性。以五台-盂县高速公路边坡作为工程实例, 根据此判据确定了该边坡的安全系数, 即在天然条件下边坡处于欠稳定状态, 而在降雨条件下边坡处于失稳状态。计算结果表明: 基于滑面位移统计值作为边坡失稳判据的离散元强度折减法有效地确定了复杂岩质边坡稳定性, 数值模拟结果与现场监测结果基本保持一致, 进一步验证了基于滑面位移统计值作为边坡失稳判据的准确性。     

以尖点突变模型为边坡临界失稳的判据研究

边坡的失稳判断是有限单元强度折减法的一个重点,对目前经常采用的3种判据分别讨论,结果表明：以点的位移突变作为判据比以塑性区贯通和以解的不收敛作为判据更可靠。依据突变理论,建立起水平方向最大位移和折减系数的尖点突变模型,以此作为边坡临界失稳的判据,将失稳判据量化成一个确定的值,并给出判断的方法,消除了计算中人为因素的影响。算例表明,采用该模型作为判据,能体现边坡失稳过程中的突变性,物理意义明确,与极限平衡法计算结果较一致。     

有限元强度折减法在边坡稳定分析中的应用

指出了传统边坡稳定分析方法的缺点和不足,重点分析了有限元强度折减法的理论背景、突出优势、计算结果的影响因素、边坡失稳判据方法.采用15节点三角形单元,应用广义米赛斯屈服准则、非关联流动法则,基于有限元强度折减法逐步进行强度折减,直至满足位移不收敛的失稳判据,从而得到强度折减法的边坡稳定安全系数.     

地下空间对喀什高台边坡稳定性影响的RFPA强度折减分析

以喀什高台民居边坡为例,使用RFPA-SRM对高台边坡稳定性进行了研究.数值模拟表明高台边坡土体在复杂应力作用下处于单元损伤→裂隙扩张发育→破裂区域渐进贯通→地下空间局部坍塌或边坡滑移失稳的动态变化中.结果表明,当土体单元强度折减为原始强度的70%时,人防地道顶部坍塌失稳和建筑物开裂;当土体单元强度继续折减为原始强度的68%~66%时,边坡内部滑动区域形成贯通,并引起滑动体及其影响范围内的建筑物整体失稳向下滑动.     

弹塑性土质边坡再生核质点法分析

针对土质边坡的稳定性问题，提出了利用无网格法中的再生核质点法（RKPM）进行弹塑性分析的方法.在介绍RKPM基本理论的基础上，探讨了其近似函数的建立与有限元法的区别，并用Galerkin法对控制方法进行了离散.针对边坡稳定的平面应变问题，假设工程土性质符合Drucker Prager本构关系，基于相关联流动法则，采用强度折减系数法得到了土质边坡在自重作用下的安全系数和失稳变形形式.结果表明，采用该分析方法能克服数值计算中网格畸变，得到的安全系数与极限平衡法结果接近，并能直观反映边坡失稳时的变形状态和形式.     

基于ABAQUS的强度折减法边坡失稳判据研究

将强度折减原理与ABAQUS软件相结合,对边坡失稳判据进行了分析,认为位移突变和塑性区贯通判据有明确的物理意义．通过算例分析,并于bishop法所得到的安全系数进行对比．结果表明,采用位移突变和塑性区贯通作为失稳判据所得到的安全系数是合理可靠的．