等效Mohr-Coulomb屈服准则在岩质边坡稳定性分析中的应用

基于等效Mohr-Coulomb屈服准则原理,通过岩体材料参数的人工换算,实现其在有限元软件Ansys中的应用,并论证了转化后的材料参数与原参数的大小关系,即转化后参数恒比原参数小。结合算例分析,得知采用等效Mohr-Coulomb屈服准则计算得到的岩质边坡安全系数偏小、保守,可用来模拟岩体材料;同时,对不同位移及应力工程精度要求的岩质边坡工程,提出采用不同屈服准则的建议。     

强度折减法在Hoek-Brown准则中的应用

为了在Hoek-Brown准则中实施强度折减法，并使其得到的结果与Mohr—Coulomb准则中强度折减法得到的结果等效，首先，通过理论推导确定Hoek-Brown准则参数m，s，σci与粘结力c和内摩擦角φ之间的关系；然后，进一步得到在Hoek—Brown准则中实施强度折减法时，m，s和σci的折减系数以及它们之间的关系；最后，由FLAC3D软件建立计算模型，采用所确定的折减方法计算边坡的安全系数，并将该结果与Mohr—Coulomb准则得到的结果进行对比，结果表明：参数m，s和σci的折减系数须满足一定关系，强度折减法在Hoek-Brown准则和Mohr-Coulomb准则中得到的安全系数的差别为3．54％，差别微小，从而验证了所确定的折减方法的可靠性。     

Cosserat连续介质的Mohr-Coulomb屈服准则及其应用

Cosserat连续介质下的应力、应变张量具有不对称性,经典连续介质的屈服准则无法直接用于Cosserat连续介质. 将应变、应力张量分解为对称和反对称两部分,修正了经典连续介质下三个应力不变量的表达式,建立适用于Cosserat连续介质弹塑性有限元分析的Mohr-Coulomb屈服准则,给出了Cosserat连续介质下von Mises、Tresca和Drucker-Prager屈服准则的表达式. 自然边坡数值算例表明了修正Mohr-Coulomb屈服准则的有效性,验证了Cosserat连续介质理论通过引入材料特征长度可以解决经典连续介质理论分析应变局部化问题时遇到的网格敏感性问题.     

节理岩质边坡稳定性分析及其工程应用

采用有限单元法对含节理岩质边坡进行应力应变及稳定性分析,得到边坡岩体的应力分布及变形特征;通过强度折减,得到边坡的稳定安全系数以及可能的最危险滑动面;了解边坡破坏的主要控制因素及破坏过程.以某水电站坝轴线处岩质高边坡为例,采用有限单元法对边坡进行了稳定性分析.结果表明:对于含节理的岩质边坡,有限单元法可以分别研究岩块和节理的屈服情况,为分析边坡可能发生的破坏形式及破坏过程提供依据;通过工程实例验证了有限单元法在节理岩质边坡稳定性分析中的可行性.对于大型工程的含节理岩质高边坡,采用有限单元法分析其稳定性,并与刚体极限平衡方法的计算结果进行对比,能够更好地反映边坡的变形及稳定状态.本研究成果对类似边坡工程具有一定的借鉴作用.     

岩质边坡在降雨条件下的稳定性分析

雨水入渗改变了岩质边坡非饱和区渗流场的分布,是引发边坡滑坡的主要因素之一.在极限平衡理论和非饱和土抗剪强度理论基础上,引入了渗透力的概念,利用有限单元法进行了降雨条件下岩质边坡稳定性的分析.最后,利用编制的边坡稳定程序进行了算例分析,结果表明,岩体边坡的稳定安全系数随着雨水的不断渗入在逐渐地降低,即降雨入渗对边坡的稳定具有不利影响.     

双T^2屈服准则在某些平面问题中的应用

讨论了双Ｔ２屈报准则在平面问题中的一般表达式．用此准则求解了某些平面问题，并与Ｍｉｓｅｓ准则和Ｔｒｅｓｃａ准则的计算结果作了比较．     

平均化屈服准则及其在管道失效解析中的应用

为得到准确可靠的管道爆破压力预测式,建立一个新的屈服准则进行管道塑性失效分析.为此,通过对变角度边心距求积分中值,建立一个随主应力分量线性变化的屈服准则,称为平均化屈服准则.该准则在π平面上的轨迹位于Mises圆内部,几何形状为一个等边非等角的十二边形.经与金属屈服的实验数据对比表明,该准则的Lode参数改写式为相互连接的分段直线,与实验数据吻合较好.在此基础上,利用该准则分析了管道受力时的应力、应变场,通过考虑材料的应变硬化效应,求出了管道爆破压力的解析解,并讨论了影响管道爆破压力的主要参数.通过与基于Tresca准则、Mises准则和TSS准则得到的管道爆破压力以及实验数据的对比表明:爆破压力预测值依赖于不同的屈服准则,并且基于本文准则的结果对实验值具有更高的逼近程度.此外,研究还发现管道几何尺寸和应变硬化指数是决定管道爆破压力的关键因素,管壁较厚或直径较小的管道可以承受更大的压力.本文结果对于设计和评估油气管道具有重要的意义.     

岩体等效抗剪强度概率特征值评估在边坡稳定性可靠度分析中的应用

为消除因采用Hock-Brown准则中间变量而导致评估等效抗剪强度参数概率特征时产生累积误差,针对Hoek-Brown准则各变量具可变性和不确定性,提出应直接由基本变量人手来评估.在简要介绍Hoek-Brown准则基础上,选用了Rosenblueth点估计法和Monte-Carlo抽样法对边坡岩体的等效抗剪强度概率特征值以及边坡稳定性可靠度和破坏概率进行了对比计算分析.尽管2种方法计算结果差异很小,但是与Monte-Carlo抽样法相比,Roseriblueth点估计法计算量明显减小.而Rosenbheth点估计法较为简单,因此工程中可以用它来估计岩体有关参数概率特征值、稳定性可靠度和破坏概率.     

三剪统一屈服准则在柱形孔扩张问题中的应用

基于三剪统一屈服准则,通过用3条折线来描述土体的本构特征,对柱形孔扩张问题进行分析,考虑岩土材料的软化和剪胀特性,推导出柱形孔扩张问题下的应力场、应变场、扩张压力、塑性区半径的解析解。算例表明,临界扩孔压力随土的软化程度的减小而增大,在一定剪胀和软化程度下,临界扩孔压力随b的增大而增大。     

双τ2屈服准则在受压平板圆孔问题中的应用

材料的屈服准则是塑性力学研究的重要理论基础，现广泛应用的屈服准则有Mises屈服准则、Tresca屈服准则以及俞茂宏双剪应力屈服准则等.根据这些屈服准则推导出了双τ²屈服准则理论，成功地求解了受压平板圆孔问题，推导出了受压平板圆孔的塑性区范围以及极限值.并与Mises屈服准则和Tresca屈服准则和俞茂宏双剪屈服准则的计算结果进行了比较.分析表明，双τ²屈服准则的理论预测位于Mises屈服准则和俞茂宏双剪屈服准则之间，结果令人满意.     

用等面积圆屈服准则分析复合边坡的稳定问题

采用Mohr-Coulomb等面积圆屈服准则和有限元强度折减系数法分析某工程深基坑复合边坡的稳定问题，提出了在平面应变条件下有限元分析模型的选取、边界条件的处理方法、收敛条件，以及采用大型通用软件ANSYS分析边坡稳定时c、φ值的替换原则；计算出该工程边坡的安全系数为1．718．该方法收敛性较好，计算结果稳定性好．     

岩质边坡稳定的体系可靠度分析及工程应用

对岩质边坡存在多个滑动面时的体系可靠度进行分析,可以对边坡的稳定性作出更加合理的评价.采用非线性有限单元法,通过降低岩体的强度参数,寻找边坡的潜在滑动面,并定义滑动面上所有单元同时破坏时,作为边坡的失稳模式;针对岩体破坏的特点,按Druker-Prager屈服准则和单轴抗拉强度准则构建失稳模式中单元的功能函数,再采用响应面法和蒙特卡罗法计算单元的可靠指标和相关系数;单一失稳模式是由滑动面上的单元组成的并联体系,为此,研究了一种逐步等效线性化求交法用于计算单一失稳模式的可靠指标;最后,用Ditlevsen窄界限公式估算由各失稳模式组成的串联体系的可靠指标.上述方法得到的可靠指标可用于边坡的稳定性评价.作为工程实例,对某水电站左岸坝肩边坡的体系可靠度进行了分析和评价,验证了本方法的合理性和可行性.     

基于Hoek-Brown准则确定岩体参数的边坡稳定性分析

以某岩质高边坡为研究对象,通过野外调查分析,根据边坡岩体结构和破坏特征,应用Hoek-Brown经验准则确定岩体抗剪强度参数,采用极限平衡法和FLAC-2D有限差分程序对边坡进行稳定性分析,并依据分析结果制定了加固方案,通过分析验证和现场监测,结果表明边坡加固方案可行.     

Triaxial strength behaviour of rockmass satisfying Modified Mohr-Coulomb and Generalized Hoek-Brown criteria

The triaxial strength of twenty rockmass types was predicted using two non-linear triaxial strength criteria for rockmass i.e. Modified Mohr-Coulomb(MMC) criterion and Generalized Hoek-Brown(GHB)criterion. Four different rockmass classification systems were used for the calculation of MMC criterion parameters while only GSI classification system has been used for calculation of GHB parameters. The representative value of the uniaxial compressive strength and elastic modulus of rockmass have been estimated using probabilistic approach. A hypothetical case of an unsupported tunnel has been analyzed considering both MMC and GHB criteria. The analysis was done using the convergence-confinement method with two different approaches. The first approach predicts the tunnel response using GHB criterion directly. The second approach predicts the tunnel response using equivalent Mohr-Coulomb parameters obtained by linearization of triaxial data points obtained from MMC and GHB criteria. The tunnel response has been estimated in terms of radius of plastic zone, tunnel convergence and tunnel convergence strain. For very poor rockmasses the tunnel response predicted by MMC criterion is less than that predicted by GHB criterion. For poor and fair rockmass, the tunnel response estimated considering both the criteria are comparable except for few cases. Squeezing condition in rockmass has been also evaluated.     

层状岩体高边波稳定性的研究

本文采用有限元法和地质力学模型试验相结合的方法,研究了层状岩体高边坡坡脚基坑开挖时的破坏机理、整体抗滑稳定性和预应力锚固方式。着重探讨了边坡稳定性分析的有限元法和经济合理的加固方式等问题,获得了较为满意的结果.     

用于预应力混凝土结构有限元分析的等效载荷法

针对预应力混凝土结构中预应力的作用，分析了H．B．B．Moorman提出的的等效载荷法的实用性，给出了预应力沿筋向发生变化以及大垂度抛物线筋的等效载荷的高阶计算公式，提出了两种用于三维有限元的等效节点力计算方法．通过含单根和多根预应力曲线筋混凝土结构的计算实例，证明此方法对于预应力混凝土结构的三维有限元分析是有效的．此方法可为预应力混凝土结构的有限元高精度分析提供一种可能的途径．     

开挖边坡的稳定性研究

某电站厂房后的自然边坡高达４００余米，厂房及调压井开挖边坡高达１２０～１５０米、在开挖过程中出现局部滑动，本文利用三维弹塑性有限元法时该层状岩体高边坡进行稳定性研究，用提出的一个实用稳定系数公式．考虑边坡的分级开挖，分别得出了各级开挖情况下各夹层面上岩体的稳定系数值，结果与实际相符，为工程实践提供了理论依据。