基于有限元強(qiáng)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(diǎn)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(píng)價(jià)指標(biāo)相聯(lián)系。有限元強(qiáng)度折減法則既具備數(shù)值分析法優(yōu)點(diǎn)又克服極限平衡法存在的缺點(diǎn),能直接求出邊坡強(qiáng)度儲(chǔ)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(shí)踐中還不成熟。
　　鑒

2、于此,本文對(duì)有限元強(qiáng)度折減法開展了較系統(tǒng)的研究工作,并對(duì)該法在巖土邊坡穩(wěn)定性分析與抗滑樁加固方面進(jìn)行探索性研究,主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)首先對(duì)巖土邊坡穩(wěn)定性分析方法及現(xiàn)狀進(jìn)行較詳細(xì)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(diǎn)對(duì)有限元強(qiáng)度折減法的邊坡穩(wěn)定性研究成果進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)。
　　(2)系統(tǒng)闡述有限元強(qiáng)度折減法的基本原理,重點(diǎn)對(duì)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(xì)分

3、析了折減計(jì)算流程、流動(dòng)準(zhǔn)則與硬化規(guī)律。
　　(3)通過對(duì)邊坡失穩(wěn)破壞判據(jù)(有限元計(jì)算收斂性、塑性區(qū)是否貫通以及特征點(diǎn)位移突變)適用性進(jìn)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(shí)例對(duì)其合理性進(jìn)行驗(yàn)證。
　　(4)系統(tǒng)歸納各Drucker-Prager準(zhǔn)則及其在π平面屈服圓半徑的表達(dá)式;由于軟件ANSYS只提供外接圓DP1準(zhǔn)則,因此本文根據(jù)各屈服準(zhǔn)則在π平面屈服圓半徑與安全系數(shù)間關(guān)系詳細(xì)推導(dǎo)出

4、各D-P準(zhǔn)則下安全系數(shù)與軟件ANSYS所提供DP1準(zhǔn)則計(jì)算結(jié)果間的轉(zhuǎn)換式,從而使不同D-P準(zhǔn)則能在ANSYS中對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析,并結(jié)合典型邊坡算例將各D-P準(zhǔn)則下計(jì)算結(jié)果與極限平衡法結(jié)果作對(duì)比,驗(yàn)證所得轉(zhuǎn)換式的正確性并獲取精度較高的D-P準(zhǔn)則。
　　(5)結(jié)合典型算例,通過有限元強(qiáng)度折減法對(duì)巖土邊坡穩(wěn)定性影響因素進(jìn)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(duì)