强度折减法在边坡稳定性分析中的应用

以一均质土坡为例,首先采用有限元整体强度折减法计算,在此基础上分别选取塑性剪切应变率大于2.0e-5和塑性区为局部强度折减法的折减范围,通过局部强度折减得到边坡滑裂带分布和稳定安全系数,分析不同折减范围下边坡稳定安全系数、特征点位移以及滑裂带的变化规律。比较天然状况和稳定渗流状态下局部强度折减和整体强度折减的计算结果。结果显示:两种方法得到的稳定安全系数基本一致,但折减范围的选择对计算结果影响很大,折减塑性剪切应变率大于2.0e-5的范围得到的稳定安全系数较小。     

基于强度折减法随机裂隙岩体结构稳定性分析

克服裂隙岩体确定性分析方法的局限性,采用有限元强度折减法对节理裂隙随机分布的重力坝安全稳定性进行评价。运用Monte-Carlo方法,生成二维和三维随机节理裂隙网络模型,模型较为真实的还原了节理裂隙的分布情况;针对重力坝只含软弱夹层和同时含软弱夹层和节理裂隙两种情况,采用强度折减法对比分析其塑性区和水平位移变化情况。研究结果表明,含节理裂隙的重力坝坝基内部塑性区较多,且局部破坏严重,坝体的水平位移相对较大。该结果可为裂隙岩体地下工程的安全和稳定性研究提供参考。     

考虑空间变异特性的土坡失稳模式比较分析

用一维稳态随机场模拟了土坡不排水强度的空间变异特性,将随机场中的生成样本视为土坡强度输入参数的确定值,然后利用极限平衡分析方法与强度折减法分别进行了土坡确定性分析,并进行了安全系数与失稳模式的对比.通过30个样本结果的汇总与对比分析发现,简化Bishop法得到的安全系数与有限元强度折减法以及有限差分强度折减法所得结果一致,而基于Morgenstern-Price方法计算的安全系数与强度折减方法得到的安全系数有明显区别.在失稳模式方面,极限平衡方法无法模拟可能会出现的多重滑动面,而有限元以及有限差分强度折减方法却能很好地描述土坡的多种失稳模式.     

基于强度折减有限元的非均质土坡失稳判据分析

强度折减有限元法在土坡稳定性分析中已得到广泛应用,但目前大多针对均质土坡,较少涉及非均质土坡.将强度折减有限元法应用于非均质土坡,首先要解决非均质土坡失稳判据的选取问题.基于ABAQUS有限元软件,实现了强度折减的自动运行,探讨了各种失稳判据对非均质土坡安全系数取值的影响,分析了非均质土坡失稳破坏的过程,提出了以特征点位移矢量突变结合塑性区贯通的失稳判据,其更能反映非均质土坡真实的稳定性.     

强度折减有限元法土坡失稳判据分析均质土坡

目前强度折减法分析土坡稳定一般有三种判断依据:位移突变法、求解过程中计算的不收敛、塑性区的贯通情况.针对典型均质土坡算例,采用强度折减有限元方法进行稳定分析,并与极限平衡方法所得到的安全系数进行对比.对比分析表明,三种判别法得到的安全系数与极限平衡法计算的结果接近,说明对均质土坡有适用性.     

考虑次生裂隙结构面发育条件下的膨胀土边坡稳定分析

次生裂隙结构面发育是导致膨胀土边坡失稳的主要原因之一,一旦其发育并在坡体吸水膨胀的作用下将普遍导致边坡沿结构面的滑坍破坏。以＂南友＂高速公路宁明段膨胀土路堑边坡稳定分析为实例,重点考虑裂隙结构面的强度因素,采用ANSYS软件的热-力耦合计算功能模拟边坡的降雨入渗以及产生的膨胀力并采用有限元强度折减法对不同条件下边坡的安全系数进行大量计算,发现了一定的规律。次生裂隙面发育后的边坡安全系数较低,有效处治是必要的。     

边坡稳定有限元法中泊松比的影响

基于小变形假设,考察了泊松比对有限元强度折减法强度折减安全系数的影响。算例分析表明：泊松比对强度折减安全系数计算结果影响很小,但对边坡塑性区范围有显著影响。不等式sinφ≥1—2v对于求解安全系数是不必要的。     

有限差分强度折减法求解边坡安全系数

为了准确地分析边坡的稳定性,根据有限差分强度折减法原理,运用弹塑性理论及相关理论构建求解边坡稳定性安全系数的迭代步骤模型.边坡失稳的判据主要是联合采用塑性区贯通性和速度矢量图来判断,并结合实例进行了分析.研究结果表明：有限差分强度折减法不仅可以准确得到边坡安全系数而且可以描绘出边坡的变形过程及其滑动面形状.     

基于强度折减法的边坡稳定性有限元工程实例分析

将强度折减法应用于边坡稳定性分析中,折减土体强度,代入有限元程序进行计算,直至计算不收敛,此时的折减系数即为安全系数.结合工程实例,对比强度折减法的边坡稳定性有限元法和传统极限平衡法的计算结果,表明基于强度折减法的边坡稳定性有限元分析是可行的.     

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.     

有限元强度折减法在边坡稳定分析中的应用

为研究渠河河堤跨河大桥桩基工程对河堤稳定性的影响,采用有限元方法对河堤边坡加固方案及施工过程进行稳定性计算分析。对渠河大桥处渠堤断面图进行概化,构建二维平面应变有限元计算模型;利用有限元强度折减法,借助PLAXIS软件实现对设计坝体加宽和桩基桩孔施工情况下边坡的稳定性分析。计算结果表明,当坝坡坡度调整为1.00∶3.00时,最小稳定安全系数达到1.179,满足规范要求值1.150;桩孔开挖过程中,边坡稳定安全系数均大于1.150,坝坡稳定性可以得到保证,但是桩孔孔壁存在渗透变形和塑性变形的安全隐患,需采取防护措施。     

公路隧道正交下穿边坡与软弱夹层围岩稳定性分析

为分析山岭地区公路隧道-正交体系下，围岩内含软弱夹层导致施工过程易发生衬砌变形开裂甚至隧道塌方等问题，以某隧道边坡拟扩建公路为工程背景，基于抗拉剪强度折减法理论，采用FLAC^3D有限差分软件，研究不同边坡坡度和隧道埋深对该隧道-边坡围岩稳定性和安全系数的变化规律。结果表明：随着边坡坡度的不断增大，围岩最大剪切应变数值和分布范围逐渐增大，塑性区范围不断增大，围岩稳定性安全系数不断减小。随着隧道埋深的增大，围岩最大剪切应变数值先增大再减小后增大，但剪切应变范围不断增大，塑性区范围不断增大，围岩稳定性安全系数呈现先减小再增大。当无软弱夹层时计算的安全系数最大，当存在软弱夹层时，采用非同步折减法理论计算的安全系数比同步折减法较高。     

基于不同地基条件下Hardfill坝的破坏模式及稳定性研究 (研究生论坛）

Hardfill坝是一种介于重力坝与土石坝之间的新坝型,坝体结构特性较好,整体应力水平较低,应力集中不明显,但是Hardfill坝对于地基的适应能力如何还有待了解,所以对其在不同地基条件上的结构破坏模式与稳定性的研究很有必要。本文采用地质力学破坏模型试验和有限元计算,针对在外荷载作用下Hardfill坝在均质地基以及含有复杂结构面的地基上的破坏模式及其稳定性开展研究。结果显示：在均质地基上Hardfill坝由坝踵首先开裂,并沿着建基面一直贯通直至坝趾处发生整体失稳,超载安全系数较大;在含有软弱结构面的复杂地基上的坝与地基主要在软弱结构面出现塑性破坏,最终沿软弱结构面发生滑动失稳,稳定安全度相对于均质地基较弱。     

基于ABAQUS的边坡失稳综合判据法

在分析有限元计算不收敛、坡体位移突变和潜在滑移面塑性区贯通这3种边坡失稳判据优缺点的基础上,提出边坡失稳的综合判据法,即先进行小变形有限元计算,以计算不收敛为边坡失稳判据,后进行大变形有限元计算,以位移突变为判据。采用综合判据法、运用ABAQUS有限元软件对一个标准算例和一个工程实例进行边坡稳定性分析,并与常用的简化Bishop法进行比较,二者所得安全系数接近,证明了边坡失稳综合判据法的合理可行。     

结构面特性对深埋隧洞稳定性的影响研究

结构面特性对深埋隧洞的受力和变形有重要影响。以某水电站引水隧洞为例,采用数值计算方法,对结构面不同倾角以及结构面与隧洞不同距离时深埋隧洞的稳定性进行分析。结果表明:隧洞左侧水平位移与底部突起量显著小于隧洞顶部沉降与右侧水平位移;结构面倾角对隧洞各关键部位位移有较大影响,而结构面至隧洞的距离仅对拱顶及隧洞右侧最大位移有一定影响;结构面与隧洞之间的距离在3 m以内时,塑性区沿结构面方向进行扩展,而距离大于6 m后,塑性区面积和形状趋于稳定,最大塑性应变降到较低水平并保持平稳。     

有限元在水下隧道最小安全顶板厚度中的应用

地下工程围岩稳定分析计算中断层材料参数与岩体材料参数相比，差异很大从而导致计算不容易收敛等特点提出了相应的非线性有限元方程组的求解策略。模拟了某拟建中水下公路隧道，在不同隧道顶板厚度时的围岩应力、位移、塑性区的分布及大小。通过比较得出最合理的最小安全顶板厚度，对同类工程有很大的参考价值。     

基于温控参数折减有限元法的水库进水塔-地基结构稳定分析

针对边坡稳定分析中采用的强度折减有限元法,提出用温度场控制强度参数折减和变形参数调整的有限元法,对结构复杂的水库进水塔-地基3维结构进行稳定分析,较于传统的强度折减有限元法大大提高了计算效率。用考虑变形参数调整和不考虑变形参数调整的温控强度折减有限元法,分别对算例进行分析,并将其和水压超载法计算进行对比计算,综合不同部...     

Elasto-plastic Analysis of Circular Tunnels in Jointed Rock Masses Satisfy the Hoek-Brown Failure Criterion

The relationship between the Hoek-Brown parameters and the mechanical response of circular tunnels is illustrated. Closed-form and approximate solutions are given for the extent of the plastic zone and the stress and displacement fields under axisymmetrical and asymmetric stress conditions. For the same rock masses and under axisymmetrical stress conditions, the radius of the plastic zone in terms of Hoek-Brown criterion is generally an approximation of the radius in terms of the Mohr-Coulomb criterion. The radius in terms of the Hoek-Brown criterion is larger under low stress conditions. For poor quality rock masses （GSI〈25）, measures （such as grouting, setting rock bolts, etc.） that improve the GSI of rock masses are effective in improving the stability of tunnels. It is not advisable to improve the stability of the tunnels by providing a small support resistance p through shotcrete, except for very poor quality jointed rock masses. Without reference to the quality of the rock mass, the disturbance factor D should not less than 0.5. Measures which disturb rock masses during tunnel construction should be taken carefully when the tunnel depth increases.     

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。