強(qiáng)度折減有限元法中邊坡失穩(wěn)的塑性區(qū)判據(jù)及其應(yīng)用

有限元強(qiáng)度折減法及其在邊坡設(shè)計(jì)中的應(yīng)用——有限元強(qiáng)度折減法及其在邊坡設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

多支撐擋墻邊坡穩(wěn)定性的強(qiáng)度參數(shù)折減有限元分析——探討了強(qiáng)度參數(shù)折減二維有限元方法在深基坑工程中具多支撐擋土結(jié)構(gòu)邊坡穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用。分析了擋土結(jié)構(gòu)不同嵌固深度和支點(diǎn)條件對(duì)穩(wěn)定性的影響，并與簡(jiǎn)單圓弧滑動(dòng)條分法和畢肖普法計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。研究...

文章闡述了強(qiáng)度折減有限元法的基本原理,應(yīng)用有限元軟件對(duì)路基邊坡進(jìn)行了彈塑性分析,動(dòng)態(tài)顯示土體不同強(qiáng)度折減系數(shù)下,路基廣義塑性應(yīng)變和塑性區(qū)的開(kāi)展情況,表明該法可以有效地預(yù)測(cè)邊坡潛在滑裂面的位置和評(píng)價(jià)邊坡的穩(wěn)定性。

路基邊坡穩(wěn)定性分析是路基設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。目前,邊坡穩(wěn)定性分析方法主要有極限平衡法和彈塑性有限元法。極限平衡法需要預(yù)先知道邊坡滑動(dòng)面的位置和形狀,不能搜索出邊坡的危險(xiǎn)滑動(dòng)面及相應(yīng)的穩(wěn)定安全系數(shù)。單純的彈塑性有限元法

為了解決隧道穩(wěn)定性評(píng)價(jià)這個(gè)難題,吸收邊坡強(qiáng)度折減有限元法的優(yōu)點(diǎn),將強(qiáng)度折減有限元法應(yīng)用到隧洞安全系數(shù)的求解。通過(guò)不斷折減圍巖塑性區(qū)的凝聚力c和內(nèi)摩擦角φ,直到計(jì)算不收斂為止,從而得到隧道圍巖結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)。采用文章介紹的方法求得隧洞的安全系數(shù)與潛在滑動(dòng)面,不僅可以評(píng)價(jià)隧道的穩(wěn)定性和設(shè)計(jì)的合理性,從而為隧道設(shè)計(jì)提供了定量依據(jù);同時(shí)還可以對(duì)支護(hù)參數(shù)和施工工藝提出改進(jìn)建議。

有限元強(qiáng)度折減法在邊坡穩(wěn)定性研究中的應(yīng)用——文章闡述了有限元強(qiáng)度折減法的原理和強(qiáng)度折減法破壞準(zhǔn)則，通過(guò)對(duì)實(shí)際工程的計(jì)算，對(duì)其結(jié)果進(jìn)行比較、分析，證明了有限元強(qiáng)度折減法和極限平衡法其安全系數(shù)意義的一致性。得出了收斂準(zhǔn)則和特征點(diǎn)位移準(zhǔn)則破壞判據(jù)的...

有限元強(qiáng)度折減法在加錨邊坡設(shè)計(jì)中的應(yīng)用——通過(guò)引入有限元強(qiáng)度折減法并結(jié)合工程實(shí)例，分析和比較了有限元強(qiáng)度折減法和極限平衡法在錨索自由段嵌巖深度設(shè)計(jì)中應(yīng)用．結(jié)果表明：由有限元強(qiáng)度折減法得到的滑面半徑和安全系數(shù)都比極限平衡法得到的結(jié)果大，若以極限...

將有限元強(qiáng)度折減法與abaqus軟件相結(jié)合,分析軟弱夾層、泊松比和剪脹角對(duì)邊坡強(qiáng)度折減系數(shù)的影響。結(jié)果表明:含夾層的強(qiáng)度安全系數(shù)比不含弱夾層的邊坡安全系數(shù)小；此外,強(qiáng)度安全系數(shù)隨著剪脹角增大而增大。

將有限元強(qiáng)度折減法與abaqus軟件相結(jié)合,充分運(yùn)用abaqus軟件強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能以及動(dòng)態(tài)顯示廣義塑性應(yīng)變和塑性區(qū)的開(kāi)展情況,以此來(lái)判斷邊坡的整體穩(wěn)定性。在abaqus軟件實(shí)施有限元強(qiáng)度折減法的過(guò)程中,通過(guò)不斷線性增大強(qiáng)度折減系數(shù)fr的大小,得到多組不同的抗剪強(qiáng)度參數(shù)cm和φm值的組合以及塑性區(qū)的開(kāi)展情況。當(dāng)塑性區(qū)趨于貫通且廣義塑性應(yīng)變和位移均發(fā)生突變時(shí),則此時(shí)邊坡處于臨界破壞狀態(tài),對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度折減系數(shù)fr即為給定條件下的最小穩(wěn)定安全系數(shù)。通過(guò)一個(gè)典型分層邊坡的實(shí)例分析,表明該法可以準(zhǔn)確求解安全系數(shù)和對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)面位置,在復(fù)雜條件下的邊坡穩(wěn)定性分析中同樣是簡(jiǎn)便實(shí)用的。

結(jié)合某公路邊坡實(shí)例，運(yùn)用大型有限元軟件midas/gts建立邊坡的平面應(yīng)變二維模型，基于有限元強(qiáng)度折減法，對(duì)錨桿加固前后的邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行了研究，主要分析了錨桿加固前后邊坡塑性破壞區(qū)以及安全系數(shù)的變化；同時(shí)著重討論了錨固長(zhǎng)度、錨桿間距、傾角等因素對(duì)邊坡整體穩(wěn)定性的影響，對(duì)影響邊坡整體穩(wěn)定性的因素進(jìn)行了敏感性研究，分析了各因素與邊坡安全系數(shù)之間的規(guī)律。

擴(kuò)展有限元法（xfem）以常規(guī)有限元和單位分解為基礎(chǔ),在分析斷裂問(wèn)題時(shí)克服了常規(guī)有限元必須使裂紋面與單元邊界一致且裂紋擴(kuò)展后要重新劃分網(wǎng)格的缺點(diǎn)。基于xfem在斷裂力學(xué)應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)與邊坡穩(wěn)定分析中的強(qiáng)度折減法相結(jié)合,對(duì)含有張拉裂紋的邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行研究。通過(guò)選取一種與材料模型無(wú)關(guān)的裂紋尖端富集函數(shù)的解空間,將擴(kuò)展有限元的應(yīng)用拓展到非線性問(wèn)題。將擴(kuò)展有限元對(duì)于裂隙邊坡穩(wěn)定性的分析應(yīng)用于某實(shí)際工程滑坡,證明其有效性。

溫控參數(shù)有限元法在邊坡穩(wěn)定分析中的應(yīng)用——本文針對(duì)邊坡穩(wěn)定分析中所采用的基于強(qiáng)度參數(shù)折減的有限元方法，提出利用溫度場(chǎng)來(lái)控制強(qiáng)度參數(shù)的折減，大大提高了計(jì)算效率。兩個(gè)計(jì)算實(shí)例表明，一定時(shí)步后節(jié)點(diǎn)最大位移對(duì)坡高的比值會(huì)快速增加，建議取該比值在0．05...

基于有限元強(qiáng)度折減系數(shù)法原理,應(yīng)用具有折減分析功能的ansys軟件,以暴雨工況為最不利控制工況,采用平面應(yīng)變條件下drucker-prage關(guān)聯(lián)流動(dòng)屈服準(zhǔn)則(dp4)和邊坡失穩(wěn)破壞綜合判據(jù),分別對(duì)龍勝縣城桑江北區(qū)不穩(wěn)定高切邊坡自然狀態(tài)和削坡及抗滑樁加固狀態(tài)進(jìn)行了強(qiáng)度折減數(shù)值模擬。確定了這2種狀態(tài)邊坡最危險(xiǎn)滑動(dòng)面位置、形狀并給出了極限狀態(tài)坡體強(qiáng)度儲(chǔ)備安全系數(shù),通過(guò)所建樁-土共同作用連續(xù)介質(zhì)模型及ansys后處理路徑分析功能,求得極限狀態(tài)滑坡設(shè)計(jì)推力和樁身內(nèi)力及其分布,且將該法分析結(jié)果與傳統(tǒng)分析方法作對(duì)比,發(fā)現(xiàn)誤差很小且該法更接近邊坡實(shí)際情況。綜合分析表明,該法在巖土邊坡滑坡災(zāi)害防治方面是可行且有效的新途徑,有其自身的優(yōu)越性和廣闊的發(fā)展前景。

基于有限元強(qiáng)度折減系數(shù)法原理，應(yīng)用具有折減分析功能的ansys軟件，以暴雨工況為最不利控制工況，采用平面應(yīng)變條件下drucker—prage關(guān)聯(lián)流動(dòng)屈服準(zhǔn)則（dp4）和邊坡失穩(wěn)破壞綜合判據(jù)，分別對(duì)龍勝縣城桑江北區(qū)不穩(wěn)定高切邊坡自然狀態(tài)和削坡及抗滑樁加固狀態(tài)進(jìn)行了強(qiáng)度折減數(shù)值模擬。確定了這2種狀態(tài)邊坡最危險(xiǎn)滑動(dòng)面位置、形狀并給出了極限狀態(tài)坡體強(qiáng)度儲(chǔ)備安全系數(shù)，通過(guò)所建樁-土共同作用連續(xù)介質(zhì)模型及ansys后處理路徑分析功能，求得極限狀態(tài)滑坡設(shè)計(jì)推力和樁身內(nèi)力及其分布，且將該法分析結(jié)果與傳統(tǒng)分析方法作對(duì)比，發(fā)現(xiàn)誤差很小且該法更接近邊坡實(shí)際一庸況。綜合分析表明，該法在巖土邊坡滑坡災(zāi)害防治方面是可行且有效的新途徑，有其自身的優(yōu)越性和廣闊的發(fā)展前景。

高邊坡巖體漸進(jìn)性破壞粘彈塑性有限元數(shù)值模擬——根據(jù)邊坡實(shí)際地質(zhì)模型，基于彈塑性與粘彈一粘塑性理論的本構(gòu)方程，通過(guò)有限元模擬分析，定量地揭示和模擬再現(xiàn)了高邊坡巖體破裂、變形、破壞及失穩(wěn)前后鎖固段巖體漸進(jìn)性破壞的機(jī)制和過(guò)程，探討了高壓水流作用下滑...

有限元強(qiáng)度折減法在土坡與巖坡中的應(yīng)用——1.前言　　2.有限元強(qiáng)度折減法的基本原理　　3.有限元強(qiáng)度折減法的精度分析　　4.均質(zhì)土坡穩(wěn)定性分析　　5.巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析　　6.有限元強(qiáng)度折減法求滑（邊）坡支擋結(jié)構(gòu)的內(nèi)力　　7.有限元強(qiáng)度折減法在高速公...

有限元強(qiáng)度折減法在土坡與巖坡中的應(yīng)用講義——有限元強(qiáng)度折減法在土坡與巖坡中的應(yīng)用講義

結(jié)合g105線連平內(nèi)莞邊坡修復(fù)工程實(shí)例,對(duì)高邊坡穩(wěn)定性有限元分析方法進(jìn)行了系統(tǒng)分析,以期能為相關(guān)技術(shù)人員提供有益參考。

為進(jìn)一步分析邊坡開(kāi)挖加固過(guò)程中位移、穩(wěn)定性和危險(xiǎn)滑裂面的變化情況,以彈塑性有限元法為計(jì)算工具,對(duì)某水庫(kù)邊坡的開(kāi)挖加固過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬分析,計(jì)算考慮了開(kāi)挖不加固和開(kāi)挖并及時(shí)加固2種情況。計(jì)算結(jié)果表明:開(kāi)挖不加固時(shí),邊坡整體發(fā)生很大位移,開(kāi)挖完成后安全系數(shù)小于1,塑性破壞區(qū)貫通內(nèi)部的軟弱夾層,邊坡不能保持自身穩(wěn)定,將沿著軟弱夾層發(fā)生滑動(dòng);開(kāi)挖并及時(shí)加固后,邊坡發(fā)生位移得到有效控制,安全系數(shù)提高141%,軟弱夾層內(nèi)部的塑性區(qū)分布范圍也大大減少,且錨桿將軟弱夾層兩側(cè)巖體連接起來(lái),滑裂面往內(nèi)部發(fā)展趨勢(shì)明顯。說(shuō)明采用的加固措施能有效保證邊坡開(kāi)挖過(guò)程中的施工安全,成果對(duì)類似邊坡工程有一定參考價(jià)值。

通過(guò)求解安全系數(shù)的原理，分析土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性。采用ansys有限元分析軟件，根據(jù)莫爾一庫(kù)侖六邊形外接圓dp屈服準(zhǔn)則，基于強(qiáng)度折減原理求解土質(zhì)邊坡的安全系數(shù)。該方法通過(guò)不斷折減安全系數(shù)，并不斷判斷邊坡系統(tǒng)的穩(wěn)定性，當(dāng)計(jì)算不收斂時(shí)，可推斷該系統(tǒng)正處于穩(wěn)定至不穩(wěn)定的臨界狀態(tài)，則該時(shí)刻對(duì)應(yīng)的折減系數(shù)可判斷為該邊坡的安全系數(shù)。基于此，可以判定土質(zhì)邊坡在不同外部荷載和自重作用下的穩(wěn)定性。該方法簡(jiǎn)單易懂，并具有較強(qiáng)的工程實(shí)踐性。

介紹了有限元強(qiáng)度折減法的基本原理,通過(guò)建立有限元驗(yàn)算模型,模擬了不同含水率作用下某露天礦山邊坡的穩(wěn)定性程度,模擬驗(yàn)算結(jié)果表明:有限元強(qiáng)度折減法在評(píng)價(jià)露天礦邊坡穩(wěn)定性方面較傳統(tǒng)的計(jì)算方法更具優(yōu)越性。

上限原理有限元法不僅可以得到邊坡的安全系數(shù),還可以給出臨界滑動(dòng)面,且擺脫了極限平衡法假設(shè)條件過(guò)多、過(guò)于剛性的缺點(diǎn),具有更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚摶A(chǔ),因此擁有更廣闊的應(yīng)用前景。但是,對(duì)于巖質(zhì)邊坡,由于其存在大量的節(jié)理面,造成應(yīng)力不連續(xù),這給直接運(yùn)用傳統(tǒng)的數(shù)值計(jì)算方法帶來(lái)了困難。其實(shí),每組的節(jié)理面均表示在某一特定的方位上邊坡的材料特性比較差,只需在處理這些特定方位時(shí),采用相應(yīng)的軟弱節(jié)理面的材料特征即可,這樣便可有效地化解節(jié)理面難以模擬的缺陷。因此,基于傳統(tǒng)的上限有限元法,采用四邊形單元,通過(guò)對(duì)單元建立積分意義上的協(xié)調(diào)方程的弱形式,來(lái)得到可以調(diào)整單元內(nèi)部速度場(chǎng)的線性化的協(xié)調(diào)方程,從而可以克服插值速度場(chǎng)為非線性的缺點(diǎn)。對(duì)于任意應(yīng)力點(diǎn),從空間方位出發(fā),將方位進(jìn)行離散,建立并推導(dǎo)出了基于方位離散線性化的上限有限元法,該方法在考慮含多組節(jié)理面的巖質(zhì)邊坡計(jì)算上有著更好的優(yōu)勢(shì)。兩個(gè)算例結(jié)果表明:該方法與傳統(tǒng)的上限有限元法一樣,可以穩(wěn)定地從極限解的上方收斂,滿足上限性質(zhì),且對(duì)于含多組節(jié)理面的巖質(zhì)邊坡同樣有很好的收斂性。