高邊坡穩(wěn)定性評價蒙特卡洛極限平衡有限元方法應(yīng)用研究.pdf

1、工程中的有限元計算能反映邊坡的變形特征、應(yīng)力狀態(tài)和破壞機理，但是尚不能給出一個直觀的安全系數(shù)；在工程中應(yīng)用廣泛的剛體極限平衡分析方法，雖然能夠給出直觀的安全系數(shù)和危險滑裂面位置，但是在破壞機理研究上有一定的局限，需要發(fā)展一種將有限元計算結(jié)果同剛體極限平衡分析方法相結(jié)合的邊坡穩(wěn)定評價新方法。論文基于Greco等人研究，引入Monte Carlo隨機搜索法解決邊坡滑動面的搜索問題，實現(xiàn)了危險滑動面的自動搜索，計算最小安全系數(shù)。同時將有限元法

2、與之相結(jié)合，考慮巖土體材料的非線性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，得到邊坡的實際應(yīng)力、應(yīng)變和位移等。具體研究工作如下： (1)研究Monte Carlo隨機搜索方法的實現(xiàn)過程及其應(yīng)用在邊坡穩(wěn)定分析中搜索潛在滑裂面的可行性。 (2)將Monte Carlo隨機搜索方法與有限元相結(jié)合引入到邊坡穩(wěn)定分析中。給出了滑裂面安全系數(shù)定義、對滑動面各微段中點位置的判斷方法做出改進、計算各微段中點應(yīng)力、計算滑裂面上抗滑力和滑動力。給出計算流程圖，運用F

3、ortran語言編制計算程序。 (3)應(yīng)用編制的Monte Carlo極限平衡有限元程序，進行了邊坡極限平衡有限元算例分析，對巖土體強度參數(shù)做了敏感性分析。在證明了Monte Carlo極限平衡有限元算法正確性的同時，得到了安全系數(shù)隨摩擦角、內(nèi)凝聚力、泊松比和彈性模量的變化曲線以及塑性區(qū)與臨界滑裂面的位置關(guān)系。 (4)根據(jù)錦屏一級水電站的地質(zhì)模型，建立某剖面的平面模型，應(yīng)用Monte Carlo極限平衡有限元分析方法搜索