三种边坡安全系数计算方法对比研究

 针对广泛使用极限平衡法和有限元强度折减法,提出基于改变重力加速度的重力比例自动加载法,从计算原理和安全系数计算成果上对其进行对比分析,分析得出各方法的优缺点。计算分析表明,重力比例自动加载法计算的边坡安全系数随坡角增加而递减的速率要远大于强度折减法,且一定程度上大于极限平衡法的计算成果,该方法得出的边坡安全系数对坡体几何条件变化最为敏感,在量化坡体安全程度上优于其余2种方法;对单层且坡角小于45°的土质边坡,推荐采用极限平衡法,若要采用基于有限元的安全系数分析法,需对土坡进行分层处理;对3层岩土边坡而言,推荐采用极限平衡法和重力比例自动加载法,有限元强度折减法不适用。此外,3种方法中,极限平衡法用时最短,5层岩土边坡计算时强度折减法在计算耗时为重力比例自动加载法的10倍,该差异随着岩层层数的增加还有提高趋势。     

地震作用下三维边坡稳定性分析的拟静力法研究

基于拟静力法和强度折减法,运用MIDAS/GTS有限元软件来探究在水平地震作用下的边坡稳定性问题。文章详细阐述了边坡安全系数与内摩擦角、黏聚力以及水平地震力之间的关系,并叙述展示了运用强度折减法计算过程中不同折减系数的坡体变形情况,发现在计算终止时边坡滑体位移突然增大,塑性区贯穿坡顶,判断此时即为坡体保持稳定的极限状态。     

边坡主要因素对强度折减法计算精度的影响

采用强度折减法和极限平衡法对粘土边坡进行稳定性分析,并将计算所得的安全系数加以对比,进行误差分析,通过研究粘聚力、内摩擦角、坡高和坡角等指标对计算精度的影响,揭示影响计算精度的主要因素和次要因素,为以后的数值模拟研究提供有利的参考。     

用有限元强度折减法求滑(边)坡支挡结构的内力

滑(边)坡体的破坏属于破坏力学范畴，当滑面上每点都达到极限应力和极限应变状态时，材料进入破坏，此时岩土体抗剪强度得到充分发挥，这就是破坏力学中的破坏准则。通常当有支挡结构与岩土介质共同作用时，滑面上土体一般不处于极限平衡状态，而可能处于弹性平衡或者局部塑性极限平衡状态。这种受力状态不足设计情况下的受力状态。多年来，岩土工程设计一直采用极限状态设计方法，即传统方法中计算得到的支挡结构上的岩土侧压力是在坡体整体破坏且岩土体强度充分发挥时的岩土侧压力，也就是土体处于极限平衡状态且支挡结构有充分位移时作用在支挡结构上的岩土压力，按此设计既能保证坡体安全，又能最大限度地节省经费。因此，采用有限元强度折减法来考虑岩土介质与支挡结构的共同作用时也应遵循这一原则，即要求作用在支挡结构上的岩土侧压力与传统方法计算得到的岩土侧压力大体相当，在此条件下根据岩土介质与支挡结构的共同作用米确定支挡结构的内力。按照此原则，采用有限元强度折减法，不但得到了滑坡推力的大小和分布，而且通过有限元桩-土共同作用模型计算得到了抗滑桩的弯矩和剪力，并与传统方法进行了比较。算例表明采用有限元强度折减法来计算抗滑桩的内力是可行的，该方法增火了支挡结构设计的可靠性和经济性。     

地震荷载作用下顺层岩质边坡安全系数分析

结合强度折减法的思想,并考虑到地震荷载特征以及离散元法和顺层岩质边坡的特点,提出一种求解地震荷载作用下顺层岩质边坡安全系数的方法。采用关键点位移/速度时程曲线的变化趋势对边坡的临界状态进行判断,采用失稳状态时坡体的速度/位移矢量图来判断与安全系数对应的滑动面。将上述方法运用到钟家湾顺层边坡的稳定分析中,并将所得结果与极限平衡法计算结果进行对比,发现二者的计算数值相差较小,对比结果表明该方法是合理可行的。在此基础上,利用UDEC初步分析地震荷载作用下坡高、坡度、岩层倾角以及地震波参数包括振幅、频率等因素对顺层岩质边坡安全系数的影响规律。     

顺层滑坡弹塑性接触有限元稳定性分析

有限元强度折减法可以作为极限平衡分析方法的一种逆过程。根据已有文献报道和工程实践,建立有限元强度折减法与极限平衡法计算稳定性系数的数理统计相关式,为充分利用极限平衡法计算滑坡稳定性系数的优点、发挥有限元强度折减法计算滑坡稳定性系数的优势和保证滑坡稳定性系数计算及分析的可靠性提供更加充分的依据。确定有限元强度折减法中滑体(包括滑带)的强度参数和重度、精确划分网格和收敛准则等原则。通过工程实例分析认为,这些原则的确定在风化岩质顺层滑坡稳定性系数计算及稳定性分析中是正确的,可作为该类型滑坡稳定性分析和计算的参考。采用不分离接触弹塑性有限元强度折减法分析高度非线性问题的风化岩质顺层滑坡稳定性,可以更加逼真地反映滑坡变形、破坏的实际情况。     

基于参数化训练模型的边坡强度折减法研究

依托ABAQUS大型有限元程序,以坡体塑性区贯通和关键点位移突变为失稳判据,实现边坡强度折减法的参数化训练模型,计算了一个边坡算例,通过与Bishop极限平衡法计算结果的对比,验证了参数化训练模型的有效性和准确性,最后将研究成果应用于谷竹高速公路某段边坡,对坡体的安全性进行了分析,并提出了相关建议。     

强度折减法在FLAC 3D数值模拟中的应用

针对一边坡稳定性算例,分别运用刚体极限平衡法、FLAC强度折减法分析边坡稳定性,求出该边坡算例的稳定系数并进行对比研究分析,分析表明强度折减法计算出的稳定系数与刚体极限平衡法得出的结果相近,这说明强度折减法可以用于分析边坡的稳定性问题。     

强度折减法中折减参数对边坡稳定性计算误差影响研究

比较强度折减法与极限平衡法得出安全系数的差异,分析粘聚力c、内摩擦角φ、模型左侧坡高H、坡脚角度α、杨氏模量E、泊松比等不同折减参数对于安全系数计算误差的影响。     

边坡稳定性有限元强度折减法的若干讨论

有限元强度折减法是边坡稳定性分析中使用较为普遍的分析方法,但受诸多因素的影响,有限元强度折减法的计算精度及适用性存在局限性.采用有限元强度折减法对算例进行边坡安全系数计算,与刚体极限平衡法结果进行对比,弄清有限元强度折减法计算精度的影响因素,并通过实例验证有限元强度折减法的适用性.研究结果表明:单元类型对边坡安全系数精...