基于有限元強度折減法的巖土邊坡穩(wěn)定性分析——以桂林龍勝某邊坡工程為例.pdf

1、巖土邊坡穩(wěn)定性問題歷來就是巖土界和地質(zhì)界重點關(guān)注的問題,在眾多邊坡穩(wěn)定性分析方法中被廣泛采用的主要有極限平衡法和數(shù)值分析法等,但極限平衡法存在過多假定且不能考慮巖土材料應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系等問題,而常規(guī)數(shù)值分析法又不能將所求結(jié)果與傳統(tǒng)評價指標相聯(lián)系。有限元強度折減法則既具備數(shù)值分析法優(yōu)點又克服極限平衡法存在的缺點,能直接求出邊坡強度儲備安全系數(shù)及滑裂面位置,因此該法正逐漸受到重視,但該法還存在些問題需要解決,在工程實踐中還不成熟。
　　鑒

2、于此,本文對有限元強度折減法開展了較系統(tǒng)的研究工作,并對該法在巖土邊坡穩(wěn)定性分析與抗滑樁加固方面進行探索性研究,主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)首先對巖土邊坡穩(wěn)定性分析方法及現(xiàn)狀進行較詳細分析,包括極限平衡法、極限分析法、工程地質(zhì)分析法、數(shù)值分析法及可靠性分析法等。重點對有限元強度折減法的邊坡穩(wěn)定性研究成果進行系統(tǒng)總結(jié)。
　　(2)系統(tǒng)闡述有限元強度折減法的基本原理,重點對其安全系數(shù)定義、本構(gòu)模型及大小變形假設(shè)作了探討,詳細分

3、析了折減計算流程、流動準則與硬化規(guī)律。
　　(3)通過對邊坡失穩(wěn)破壞判據(jù)(有限元計算收斂性、塑性區(qū)是否貫通以及特征點位移突變)適用性進行探討,并結(jié)合邊坡破壞特征提出“綜合失穩(wěn)判據(jù)”作為邊坡失穩(wěn)判據(jù),并經(jīng)邊坡工程實例對其合理性進行驗證。
　　(4)系統(tǒng)歸納各Drucker-Prager準則及其在π平面屈服圓半徑的表達式;由于軟件ANSYS只提供外接圓DP1準則,因此本文根據(jù)各屈服準則在π平面屈服圓半徑與安全系數(shù)間關(guān)系詳細推導(dǎo)出

4、各D-P準則下安全系數(shù)與軟件ANSYS所提供DP1準則計算結(jié)果間的轉(zhuǎn)換式,從而使不同D-P準則能在ANSYS中對邊坡穩(wěn)定性進行分析,并結(jié)合典型邊坡算例將各D-P準則下計算結(jié)果與極限平衡法結(jié)果作對比,驗證所得轉(zhuǎn)換式的正確性并獲取精度較高的D-P準則。
　　(5)結(jié)合典型算例,通過有限元強度折減法對巖土邊坡穩(wěn)定性影響因素進行了分析,包括粘聚力c、內(nèi)摩擦角φ、彈性模量E、泊松比υ、剪脹角ψ;探索性地研究了地震作用和復(fù)雜滑坡潛在多滑裂面對