渗流作用下边坡稳定性分析的强度折减弹塑性有限元法

将边坡渗流的有限元计算和稳定分析的强度折减弹塑性有限元法相结合,对渗流作用下边坡的稳定性进行有限元计算与分析。基于有限元计算所得到的堤坝各单元结点水头,通过面力法和体力法两种等效方法计算渗流作用力,即通过单元结点水头计算作用于单元周边的孔隙水压力及其等价结点力或通过单元结点水头计算作用在单元上的渗透力及其等价结点力。将所确定的渗流等价结点力与土的自重、地震力等其它荷载共同施加于边坡上,采用强度折减弹塑性有限元数值分析确定边坡的临界失稳状态及其所相应的安全系数。应用实例表明该方法是有效的。     

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.     

饱和-非饱和渗流下膨胀土坡稳定性评估的有限元法

总结了膨胀土坡饱和-非饱和渗流场中影响边坡稳定性的一些因素,建议了饱和-非饱和渗流下考虑强度降低、密度变化等稳定性影响因素的膨胀土坡稳定性评估三维强度折减有限元方法,研制相应的强度折减有限元程序。通过与传统极限平衡法分析结果对比研究,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饱和-非饱和渗流场的膨胀土边坡稳定性安全系数是可行的结论。     

试论强度折减有限元法变形参数折减的必要性和相应判据

本文根据符合摩尔-库仑屈服准则的半无限域均质岩土体的应力场,用屈服准则公式推导的方法,探讨了在强度折减有限元法中,相关的变形参数是否应该折减的问题。推导出了在没有特定假设前提下的岩土体摩擦角与泊松比之间应满足的关系不等式,它包含了岩土体内聚力为零和岩土体深度为无穷大的两种特殊情况,更具有一般性。该关系不等式不仅说明了在强度折减有限元法中相关变形参数折减的必要性,同时也是对岩土体泊松比是否进行调整,调整多少的一个重要判据。通过计算与分析发现,如果在使用强度折减有限元法时,不遵守上述判据,在大多数情况下,仍然能获得与极限平衡法相同的安全系数,但是计算成果中将会出现大范围的并不存在的塑性区。鉴于有限元法在提出安全系数的同时,也要给出符合实际的应力、变形和塑性区信息,引入本文提出的判据,显然是有必要的。     

强度折减法在陀湾码头边坡稳定分析中的应用

该文采用数值分析强度折减系数法对广西天峨县红水河陀湾码头河段边坡稳定性进行分析,得出该边坡在荷载作用下安全系数处于临界状态,最终评价边坡的安全性。     

考虑初始应力场的强度折减有限元法高边坡稳定分析

针对高边坡形成和开挖的特点,采用分层加载法模拟其初始应力场的形成过程,并用移除单元法模拟先期岩层开挖过程.运用温控参数强度折减有限元法计算高边坡在渗流、地震等荷载作用下,给定岩体有、无初始应力的边坡稳定安全系数.从计算结果看,考虑初始应力作用情况下的安全系数小于不考虑初始应力的安全系数,且二者塑性破坏发展过程有明显差异,因而在用强度折减有限元法分析高边坡稳定时考虑岩体初始应力是必要的.     

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。     

考虑残余强度的动态强度双折减系数法研究

由于岩体材料具有非均质、各向异性和不连续性等特性,导致岩质边坡稳定性分析存在诸多待完善的地方.本文通过对岩体的强度折减系数—SRFi和SRFj间的关系进行理论研究,以实现将双折减系数法转换为由其中某一个折减系数控制的单折减系数法,极大的简化了数值模拟的操作过程.为了分析岩质边坡的稳定性,本文提出了考虑残余强度的动态强度双折减系数法来动态观察边坡潜在滑带的拓展过程.本文的研究成果可解决边坡稳定性预测问题、为岩质边坡工程的设计提供基础和依据.     

某开挖边坡的三维强度折减和点安全度评价

FLAC3D简洁而高效的fish语言能方便地模拟施工开挖卸荷过程,其编制的强度折减程序免去了手动折减参数的烦扰,大大提高了操作效率。某边坡开挖和卸荷工况的有限元计算成果对比表明,卸荷作用下岩体质量劣化,应力状态重新调整,坡体表面位移明显增大。边坡剖面位移矢量图表明,开挖面附近边坡的位移主要向临空面发展,开挖面内侧高程为370 m处位移明显,应重点加固;将岩体假设成理想弹塑性体,采用本构模型Mohr-Cou lomb准则,经强度折减法计算,结果表明边坡开挖后整体是稳定的。     

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。     

基于有限元强度折减理论的边坡稳定分析方法探讨与改进

随着计算机技术的发展,强度折减法在边坡稳定分析中的应用越来越广泛。首先介绍其原理,推出DP1和DP3准则的转化公式;然后分析强度折减法的缺陷:c和φ在边坡发生滑动渐进过程中折减速度不同,强度折减法采用同一折减系数不能反映各自的实际安全储备。由此提出双折减法,对c、φ采用不同折减系数,分析边坡坡比及坡高变化对双折减系数的影响,同极限平衡法、强度折减法进行对比,得出一个更加可靠、合理的边坡稳定性分析评价体系。     

基于强度折减有限单元法的抗滑桩加固边坡特性分析

采用三维抗剪强度折减有限单元法对抗滑桩桩径、模量以及抗弯刚度对边坡稳定性及桩土相互作用进行了研究。计算结果表明:桩间距相同时,增大桩径以及提高桩体模量可有效提高边坡稳定性,而在保持抗滑桩抗弯刚度和桩间距相同的条件下,增大桩径比增加模量更有效提高边坡稳定性。     

边坡稳定有限元强度折减法与极限平衡法对比

通过算例对有限元强度折减法和极限平衡法在边坡稳定性分析中的性能进行了比较,结果表明:有限元计算网格尺寸可选取最大计算长度的3%～5%;极限平衡法较有限元强度折减法计算耗时少;极限平衡法计算结果均落在有限元强度折减法所得贯通塑性区之内,简布法所得滑动面较之Spencer法的结果偏下。     

三维有限差分强度折减法分析边坡稳定性研究

强度折减法已经成为边坡稳定分析的重要方法之一。基于FLAC3D程序的三维有限差分强度折减法可以自动计算三维复杂边坡的安全系数,可以考虑节理、断层等构造对边坡稳定性的影响,而且很容易通过临界状态的剪应变和节点速度判断出滑动面的位置和形状。利用FLAC3D三维有限差分强度折减法对某厂房枢纽区后边坡的三维稳定性进行了分析,结果表明该边坡的稳定性主要受F1断层的控制,计算结果合理,表明本文采用的方法可应用于三维边坡的稳定性分析。     

有限元重度加大法与强度折减法的对比分析

在边坡算例的基础上,分别应用有限元强度折减法和有限元重度加大法进行安全系数的计算,并将计算结果与极限平衡法结果相对比.结果显示:有限元重度加大法的结果要大于有限元强度折减法计算的结果.边坡高度较矮时,二者的结果相差比较大;当坡度较大,边坡高度较大时二者计算结果基本相同.边坡坡度大于等于1∶1.5时,可以采用重度加大法方...     

整体与局部强度折减法在边坡稳定分析中的对比研究

基于FLAC3D建立边坡数值模型,分别开展整体强度折减法和局部强度折减法两种方法对边坡稳定性的对比分析,研究两者在不同本构基础、边坡体是否含软弱结构层等因素对边坡的稳定安全系数和极限位移值的影响。研究结果表明:局部强度折减法相对于整体强度折减法更适应于边坡稳定性研究,本构模型的选择对研究边坡稳定性也有着一定影响;软弱结构层是边坡失稳的重要因素,两种强度折减法对含软弱结构层边坡的折减对象是软弱结构层,且所得到的安全系数和位移值基本一致。     

基于FLAC~(3D)的强度折减法和点安全系数法对比

编制了强度折减fish命令流,推导了基于快速拉格朗日有限差分法的三种点安全系数计算公式,采用安全系数为1.0的ACADS边坡考题比较了强度折减法和点安全系数法在边坡失稳破坏判识及安全系数计算中的精度和可靠性,计算表明:Flac3D的solve fos强度折减模块计算的安全系数为0.99,编制的强度折减法fish命令流得到的安全系数精确到0.994,对应边坡表层控制监测点合位移增量与强度折减系数增量之比的急剧变化点、边坡剪应变增量贯通区、塑性区连通状态及迭代求解的不收敛性。强度储备法、最小距离法和线弹性公式计算的点安全系数分布规律一致,不仅能较好地揭示出边坡的失稳状态及滑面位置,同时可以反映边坡不同位置的安全系数。强度储备法公式和线弹性公式计算的连通性滑面安全系数为1.002,最小距离法公式计算的连通性滑面安全系数为1.0018。最小距离法公式更接近边坡考题的安全系数裁判值1.0。     

基于强度折减法的拦渣坝坝坡稳定性分析研究

 以石窑店煤矿拦渣坝为例,应用有限元强度折减法原理,结合数值仿真分析方法,从拦渣坝力学稳定和受力破环的角度,按坝体仅受自重和坝体受设计堆渣量压力作用下两种工况,应用有限元软件对石窑店煤矿拦渣坝坝体的应力场和位移场进行了稳定性仿真分析,得出拦渣坝相应的安全系数分别为2.24和1.39;给出了坝体受设计堆渣量压力作用下,强度参数折减1.39,坝坡濒临破坏时的最大应力和位移分布区域。研究结果能为拦渣坝的安全稳定设计提供参考依据。     

有限元强度折减法进行土坡稳定分析的精度研究

有限元强度折减法分析土坡稳定性的结果受到有限元单元类型、网格密度和土坡边界范围的影响。为了得到上述因素合理的确定方法以提高计算精度,借助ABAQUS结合强度折减法进行了分析,结果表明采用二阶四边形单元,对土坡滑动区域的边界进行网格加密可以获得很好的精度,土坡边界范围建议取稍大于坡体破坏区即可,同时评价了三种失稳判据的优劣。更多还原