含水量對邊坡結(jié)構(gòu)安全指標(biāo)的影響分析及其數(shù)值仿真模擬.pdf

1、在巖土工程中,邊坡穩(wěn)定性是一個(gè)十分重要的問題。含水量是影響邊坡穩(wěn)定性的重要因素,故研究含水量ω對安全指標(biāo)(安全系數(shù)K和可靠指標(biāo)β)的影響是必要的。本文采用有限元分析軟件、可靠性理論和擾動(dòng)理論,以工程中常見土質(zhì)邊坡為研究對象,就ω對邊坡結(jié)構(gòu)K和β的影響進(jìn)行了研究,得到如下結(jié)論:1、ω對各種土性參數(shù)的取值影響很大,在一定范圍內(nèi),ω的擾動(dòng)對邊坡結(jié)構(gòu)的影響非常大,隨著ω的增加,邊坡結(jié)構(gòu)的變形、應(yīng)力和應(yīng)變增大。2、利用有限元軟件求解邊坡結(jié)構(gòu)的K發(fā)

2、現(xiàn),ω的變化與邊坡結(jié)構(gòu)K的關(guān)系非常密切,ω增大使得邊坡結(jié)構(gòu)的K減小。K0=1.25為規(guī)范中規(guī)定的容許安全系數(shù),K0對應(yīng)的ω0為保證邊坡穩(wěn)定的臨界含水量,當(dāng)ω<ω0時(shí),K>K0,邊坡結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的,ω與K基本為線性關(guān)系;當(dāng)ω>ω0時(shí),K<K0,邊坡失效,ω與K基本為線性關(guān)系,但其斜率明顯增大。3、給出了一種計(jì)算可靠指標(biāo)的新方法——“部分二次二階矩法(PSOSM)”,并編制了相應(yīng)的VC++程序。由計(jì)算實(shí)例可知,ω的變化

3、對邊坡結(jié)構(gòu)的β影響非常大,ω增加,邊坡結(jié)構(gòu)的β急速減小,反之亦然;且ω與β的關(guān)系曲線的非線性程度不高。4、通過PSOSM與有限元法計(jì)算結(jié)果的對比,在不同ω下β的增減趨勢基本一致。由此可知,PSOSM計(jì)算的β是有效的,PSOSM計(jì)算量增加不大、計(jì)算結(jié)果較精確、計(jì)算收斂速度非常快、耗時(shí)少。因此,PSOSM方法更適合在非線性程度較高的實(shí)際工程中推廣使用。上述所得結(jié)論,對邊坡結(jié)構(gòu)可靠度的計(jì)算和邊坡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工、評價(jià)等方面,具有一定的參考價(jià)值。