强度折减有限元法研究开挖边坡的稳定性_连镇营
- 格式:pdf
- 大小:184.58 KB
- 文档页数:5
基于有限元强度折减法的滑坡稳定性分析滑坡稳定性分析基于有限元强度折减法是一种用于确定滑坡极限稳定性的重要方法。
它主要是通过在滑坡稳定性分析中应用有限元强度折减法,以折减破坏面的形状,计算滑坡受力情况,以及滑坡自重,物质特性及岩土的摩擦特性的数值计算,最终用分析结果来判断滑坡稳定发展的可能性,以确定滑坡稳定状态。
一、有限元强度折减法1、折减原理:有限元强度折减法是一种直接定位破坏面的方法,其原理是通过折减岩体的强度,来确定破坏开裂的面。
在有限元中,折减的本质就是改变模型的材料参数,找到一个最小的一组有限元强度折减设定,以便确定所需的破坏面。
2、折减边界:有限元强度折减法的折减边界就是要折减的破坏开裂的面。
尽管可以采用自然边界,但是最好采用与实际条件有关的先进边界。
二、滑坡受力情况1、岩土特征:滑坡稳定分析包括对岩土特性的计算,例如土壤材料的屈服强度、弹性模量和泊松比以及岩土体内强度、摩擦以及连接情况等,并结合岩土稳定性理论,评价土坡稳定性。
2、受力、物质特性:另外,还需要考虑滑坡体的受力和物质特性,这些元素包含滑坡自重、坡面上的重力、地形力以及雨水等,它们也是滑坡稳定性分析的重要组成部分。
三、岩土的摩擦特性1、析出摩擦角:在滑坡稳定性分析中,析出岩土的摩擦角是计算极限稳定性的重要标准之一。
通过有限元强度折减法分析,可以精准计算出滑体内岩土摩擦角,从而得到表征滑坡发展可能性的结果。
2、摩擦和静定:岩土的摩擦力可以通过契约定理分析求得,它是由滑体摩擦角和坡度决定的,其大小可以被表达为“摩擦-坡度”系数。
此外,只有当滑体内岩土摩擦角足够大时,滑坡才具有静定发展的可能性。
四、滑坡稳定状态1、岩体状态:滑坡稳定状态可以根据岩体状态来评价,只有当滑坡稳定发展时,才能保证滑坡体状态稳定;2、计算结果:通过有限元强度折减法分析,可以根据折减的结果计算出滑体的受力状况,确定极限稳定性;3、应变计算:此外,还需要通过应变计算和时变分析,来评价滑坡稳定状态的发展趋势。
关于边坡稳定性分析中强度折减法的几点探讨摘要:目前基于弹塑性有限元的强度折减法已被广泛应用于岩土工程边坡稳定性分析当中,但是,这一方法在折减原理(即如何折减)、失稳判据和安全系数的选取以及屈服准则的选用上都存在较大的争议。
笔者基于此,根据目前的研究现状,针对上述几方面作了综合性的探讨,期望能对该理论研究提供参考。
关键词:边坡,稳定性,强度折减法1.前言目前,对于边坡稳定的设计计算大都采用强度储备的方法,即令边坡稳定性安全系数,这里为达到极限平衡状态时的强度折减系数。
通过这一折减措施,从而可以保证工程具有一定的安全度。
如今,随着有限元这一计算工具的出现,其与强度折减的结合,使之具有了其他传统条分法所无法比拟的优越性,因而被广泛应用于边坡稳定的计算当中。
但是,这一方法在如下几方面还存在较为广泛的争议:2.正文2.1.折减原理Duncan(1996)指出,边坡安全系数可以定义为使边坡刚好达到临界破坏状态时,对土的剪切强度进行折减的程度。
通过逐步减小抗剪强度指标,将、值同时除以折减系数,得到一组新的强度指标、,进行有限元计算分析时,反复计算直至边坡达到临界破坏状态,此时采用的强度指标与岩土体原有的强度指标之比即为该边坡安全系数,计算公式如下:、(1)赵尚毅、郑颖人等[1]通过比较毕肖普法(其安全系数定义为:沿整个滑动面的抗剪强度与实际抗剪强度之比,即:)和强度折减法的安全系数定义,认为两者安全系数具有相同的物理意义,强度折减法在本质上与传统方法是一致的。
郑宏等[2]人则认为:通常情况下,岩土材料的抗剪强度和越大,其弹性模量也越大,泊松比就越小。
所以在通常利用强度折减法进行边坡稳定性计算时,也应对和作相应的调整。
葛修瑞院士[3]也提出“仅将、值同时除以相同的折减系数是否合理?”这一疑问。
事实上,在不同类型的边坡工程中,在维持边坡稳定性方面,、值所作的贡献是有差别的,并且、可以变动的范围也大不相同,而且从物理意义上来讲两者属不同的力学属性。
强度折减法在某排土场现状边坡稳定性分析中的应用近年来,随着城市建设的不断进行,挖掘、填方工程日益增多,土方工程中边坡稳定性分析显得尤为重要。
在土方工程中,土体的强度是影响边坡稳定性的重要因素之一,而强度折减法则是一种常用的针对土体强度进行分析的方法。
强度折减法是指在边坡设计时,将设计场地土体的不同部分划分为不同的土层,根据不同土层的强度参数,进行强度折减分析,以获得土体在边坡稳定上的实际承载能力。
强度折减法广泛适用于不同类型的土体,可精确地确定不同土层的抗剪强度和抗拉强度,并可以对土体的变形特性进行分析。
由此,可以对边坡的稳定性作出全面、准确的分析结论。
在某排土场现状边坡的稳定性分析中,强度折减法也得到了广泛的应用。
该排土场位于城市外围,场地周边土体的物理、力学性质各不相同,所以在边坡稳定性分析中,必须精确地确定不同土体层的强度参数,以便进行安全、科学地边坡设计。
为了应对该场地土体的复杂性,设计人员首先通过大量的勘探、试验工作,对该场地的土体进行了详细地分析和研究,获取了土体的强度和变形参数。
然后,根据这些数据,设计人员将设计场地划分成不同的土层,针对每个土层分别进行了强度折减分析。
在分析过程中,设计人员充分考虑了各种外力因素的作用,包括自然因素和人为因素,以确保得到较为精确的结果。
通过强度折减法的分析,设计人员得出了该排土场现状边坡的稳定性系数,并对边坡进行了相关的安全评估。
结果表明,该边坡的稳定性危险系数较高,需要进行一定的加固和处理措施,以确保场地和人员的安全。
具体的处理措施包括加强边坡底部支撑、加固边坡处的土工材料、增加排水系统和引重装置等。
经过这些加固和处理措施,该排土场现状边坡的稳定性和安全性得到了有效的提升。
综上所述,强度折减法在土方工程中边坡稳定性分析中的应用具有重要意义,可以提高边坡设计的精确性和安全性,为各类土方工程提供了可靠的技术支持。
强度折减法在某排土场现状边坡稳定性分析中的应用强度折减法是指通过减小土体的强度参数,在分析土体边坡稳定性时考虑土体强度随深度减小的影响。
这种方法适用于土体强度参数随深度变化较大的情况,例如土石混合体等。
在某排土场的边坡稳定性分析中,强度折减法可以有效地考虑土体强度随深度变化的影响,提高边坡分析的准确性。
某排土场是指某工程项目中用于暂存和堆放土石方料的场地。
这些土石方料可能是挖掘土等各种土石材料的剩余部分,其性质包括物理性质和力学性质等均各不相同。
由于土石方料的来源和成分不确定性,其在边坡稳定性分析中较难对强度参数进行准确的测定。
这时,强度折减法可以提供一种有效的方法来考虑土体强度的变化。
强度折减法的基本原理是基于强度折减系数进行土体强度参数的减小。
强度折减系数通常通过试验数据或经验公式得到,用于描述土体强度随深度变化的规律。
在边坡稳定性分析中,可以将土体划分为多个层状,并根据强度折减系数逐渐减小每一层的强度参数。
通过对每一层的强度折减系数进行计算,并结合相应的工况荷载分析,可以得到边坡在不同深度的稳定性。
第一步,确定土体的力学参数。
首先采集土体的样本,并对其进行室内试验,确定土体的物理性质和力学参数,包括土体的密度、摩擦角和内摩擦角等。
第二步,确定强度折减系数。
通过试验或经验公式,确定土体强度参数随深度变化的规律,并计算出相应的强度折减系数。
第三步,建立边坡稳定性分析模型。
根据实际情况和边坡的几何形状,建立边坡稳定性分析模型,包括边坡的几何参数和边坡材料的力学参数。
第四步,进行工况荷载分析。
确定边坡所受到的工况荷载,并进行相应的分析,包括水力荷载、静载荷和地震荷载等。
第五步,计算边坡的稳定性。
根据边坡稳定性的计算方法,考虑到土体的强度折减参数,进行边坡的稳定性分析,并计算出边坡的安全系数。
第六步,对边坡进行加固设计。
根据边坡的稳定性分析结果,对边坡进行加固设计,选择适当的加固措施,提高边坡的稳定性。
基于有限元强度双折减法的土质边坡稳定性分析土质边坡稳定性分析是工程中非常重要的内容。
而基于有限元强度双折减法的土质边坡稳定性分析方法则是一种常用的、准确可靠的分析方法。
本文将对有限元强度双折减法进行详细介绍,并以此为基础,探讨土质边坡稳定性的分析方法。
有限元强度双折减法是一种基于有限元原理的边坡稳定性分析方法。
该方法将边坡土体离散为有限个单元,然后根据土体的力学性质和边坡的几何形状,利用有限元方法求解边坡单元的位移、应力和变形。
在强度双折减法中,土体的强度按照双折减的原理进行计算,即采用承载力折减系数和摩擦角折减系数进行计算。
承载力折减系数是根据土体的强度参数和边坡的几何形状计算得出的,用于表征土体承受边坡负荷的能力。
而摩擦角折减系数则是根据土体内摩擦角和边坡的倾斜角计算得出的,用于表征土体在边坡倾斜状态下的摩擦性能。
有限元强度双折减法的分析流程一般包括以下几个步骤:首先,确定边坡的几何形状和土体的力学性质,包括边坡的坡度、高度、土体的重度和内摩擦角等。
其次,建立边坡的有限元模型,并对土体进行网格划分。
然后,根据边坡的边界条件和荷载情况,进行力学计算,求解边坡单元的位移、应力和变形。
最后,利用得到的位移、应力和变形结果,根据强度双折减法进行边坡稳定性评估。
有限元强度双折减法的优点是可以较为准确地反映土体的力学行为和边坡的稳定性,具有一定的工程应用价值。
然而,该方法需要对边坡的几何形状和土体的力学性质进行较为准确的估计,同时计算过程也较为繁琐。
因此,在实际工程中,还需要结合其他辅助手段和经验,对边坡稳定性进行全面评估。
总之,基于有限元强度双折减法的土质边坡稳定性分析方法是一种较为准确可靠的分析方法。
通过该方法,可以对土质边坡的稳定性进行详细分析和评估,为工程设计和边坡治理提供科学依据。
强度折减法在某排土场现状边坡稳定性分析中的应用排土场是指固体废物、建筑垃圾、土方等场地内的宽阔的人工坡面,这些物料在堆放过程中会逐渐产生自身体积,释放温度,产生变形等因素,长时间的堆放会引起排土场边坡的稳定性问题。
因此,对该类边坡进行稳定性评价是非常必要的。
其中,强度折减法是边坡稳定性分析中较为常见的一种方法。
强度折减法是根据情况对不同点的强度值进行不同的缩减,考虑材料的复杂变化,确定物料受力状态下的强度下降比例,对边坡的稳定性进行分析和预测。
该方法首先在非稳态条件下采用原始强度参数进行计算,利用裂纹的形状和位置,确定材料强度折减的系数,进而获得在稳态条件下的强度值。
这种方法需要根据物料的实际情况选择不同的参数,考虑不同的应力状态和受力方式,从而更加准确地评估边坡的稳定性。
在排土场边坡稳定性分析中,强度折减法主要应用在对边坡体内固体物料的强度进行预测和计算。
在计算过程中需要选取合适的折减系数,使得计算结果更加接近实际情况。
一般来说,选取折减系数时需要考虑物料的自重、附加载荷和水分等因素。
比如,在排土场中,由于物料的体积随时间增加,其自重也会不断加大,同时,土质的含水量也会不断变化,因此需要根据实际情况选择不同的折减系数,得到更加精确的计算结果。
在实际应用中,强度折减法不仅可以用于预测排土场边坡的稳定性,还可以用于其他的边坡稳定性分析领域。
比如,在道路工程中,采用该方法可以对边坡路基的稳定性进行预测,同时可以对道路施工过程中出现的边坡滑坡等问题进行分析和解决。
此外,在水利工程中,可以利用强度折减法对水坝、堤防等边坡进行稳定性分析。
总之,强度折减法是对排土场边坡稳定性分析中一种非常重要的方法,适用于不同类型的边坡稳定性分析,可以为实际工程设计提供较为准确的预测结果。
近年来,随着计算机技术的发展,该方法的应用也不断得到推广,成为边坡稳定性分析领域中的研究热点之一。
信息化技术应用TECHNOLOGY AND INFORMATION 基于有限元强度折减法边坡稳定分析方法浅析李浩林李棒广西珠委南宁勘测设计院广西南宁530007摘要基于有限元法的岩土分析计算能通过强度折减计算使系统达到不稳定状态,进而对边坡的稳定性进行定量分析。
本文使用有限元计算软件ANSYS对某一土坡进行稳定性分析,结果表明:随着折减系数的不断增大并达到某一数值时,土坡内塑性应变在坡底处逐渐变大,边坡达到极限状态,$匕时的折减系数即为安全系数。
结合Geo软件采用极限平衡法计算结果对比分析表明,有限元强度折减法对土坡边坡稳定性分析具有良好的适用性。
关键词强度折减法;安全系数;有限元分析;边坡稳定分析-1-C_1—刖旨有限元强度折减法与有限元荷载增加法统称为有限元极限分析法,它们本质上都是采用数值分析手段求解极限状态的分析法E。
有限元极限分析法中安全系数的定义依据岩土工程出现破坏状态的原因不同而不同。
边坡工程多数由于岩土受环境影响,岩土强度降低而导致边坡失稳破坏。
在评价土坡稳定性时,应区别各因素在土坡稳定中所起的作用。
1土坡稳定分析研究现状目前用于土坡稳定分析的方法基本上有两种:极限平衡方法和数值分析方法。
极限平衡方法主要有瑞典圆弧法、简化毕肖普法、简布普通条分法、摩根斯坦-普赖斯法及不平衡推力传递法等;由于极限平衡方法完全不考虑土坡本身的应力-应变关系,不能真实反映土坡边坡失稳时的应力场和位移场,因此受到质疑。
数值分析方法主要包括有限元法、自适应有限元法、离散单元格法、拉格朗日法及界面元法等;数值分析方法则考虑土坡应力应变关系,可以相对较好地模拟土坡边坡实际受力情况,克服了极限平衡方法这方面的缺点冋。
本文以一具体的尾矿坝稳定分析为工程实例,分别采用GeoSlope边坡分析软件和Ansys有限元分析软件的有限元强度折减法计算该土坡的稳定性。
2工程实例2.1工程概况某尾矿库,设计库容为110万n?。
基于强度折减有限元法的土坡稳定性分析研究的开题报告一、选题背景随着城市化进程不断加快,土地资源日益紧缺,开采山地土石方成为常见的工程方式。
与此同时,山体工程的安全性成为亟待解决的问题。
综合考虑不同土质、地形条件下的因素,通过数值模拟分析山体稳定性显得十分必要。
强度折减有限元法(SRFE)是一种较为先进的数值模拟方法,是土体力学分析领域的前沿研究方向之一。
二、研究目的和意义本研究旨在基于强度折减有限元法,对土坡稳定性进行深入研究,通过建立稳定性模型,分析不同土质、地形条件下的稳定性变化,为山体工程设计提供科学依据和可靠保障。
三、研究内容和方法(1)内容:研究内容主要包括以下几个方面:1. SRFE原理及其在土体力学分析中的应用;2. 基于SRFE的土坡稳定性分析方法及其建模过程;3. 根据实际工程,进行案例分析研究,多角度分析土坡稳定性变化情况。
(2)方法:本研究主要采用以下研究方法:1. 文献研究法,对国内外相关文献进行综合分析;2. 数值模拟计算法,运用SRFE方法进行土坡稳定性分析;3. 实地调查与案例分析法,结合实际工程进行多维度分析。
四、预期研究成果(1)完善SRFE方法在土坡稳定性方面的应用体系;(2)建立土坡稳定性模型,实现基于SRFE的土坡稳定性分析方法;(3)提出增强土坡稳定性的可行方案,并在实际工程中予以验证。
五、进度安排本研究计划于2022年3月开始,预计于2024年6月完成。
具体进度安排如下:1. 2022年3月-2022年6月:文献综述和研究方法确定;2. 2022年7月-2023年6月:基于SRFE的土坡稳定性分析方法研究和模型建立;3. 2023年7月-2024年3月:土坡稳定性案例分析和稳定性改善方案研究;4. 2024年4月-2024年6月:论文撰写、答辩和提交。
强度折减法在某排土场现状边坡稳定性分析中的应用【摘要】本研究探讨了强度折减法在某排土场现状边坡稳定性分析中的应用。
首先介绍了背景及研究目的,接着阐述了强度折减法的原理和土场现状边坡稳定性分析方法。
然后详细讨论了强度折减法在边坡稳定性分析中的实际应用,并给出了具体的实例分析。
结果表明,强度折减法能有效评估边坡稳定性,提高边坡设计的准确性和可靠性。
最后对强度折减法对边坡稳定性分析的意义进行了总结,并展望了未来研究方向。
这项研究为边坡工程实践提供了重要参考和指导。
【关键词】边坡稳定性分析、强度折减法、土场、现状、应用、实例分析、结果讨论、意义、研究展望1. 引言1.1 背景介绍土场边坡稳定性分析是土木工程中一个重要的研究领域,对于确保工程安全具有重要意义。
在实际工程中,地质条件的复杂性和不确定性使得边坡稳定性分析变得更加复杂和困难。
为了更准确地评估边坡的稳定性,工程师们需要运用各种方法和技术来进行分析和判断。
强度折减法是一种常用的边坡稳定性分析方法,其基本原理是根据边坡体材料的强度参数,通过一定的折减系数来评估边坡的稳定性。
通过对边坡体稳定性指标进行计算和评估,可以为工程设计提供重要参考依据。
本文将以某排土场的现状边坡稳定性分析为例,探讨强度折减法在边坡稳定性分析中的应用。
通过对边坡土体特性的分析和边坡稳定性指标的计算,从而评估土场边坡的稳定性情况。
通过本文的研究,希望能够为类似工程提供一定的参考和指导,为工程建设的安全稳定提供支持。
1.2 研究目的该研究的主要目的是通过对某排土场现状边坡稳定性进行分析,探讨强度折减法在边坡稳定性分析中的应用。
具体而言,我们希望通过研究强度折减法的原理,探讨其在边坡稳定性分析中的作用机制,从而为土场现状边坡的稳定性评价提供更科学的方法和依据。
通过实例分析和数据对比,我们将验证强度折减法在边坡稳定性分析中的有效性和可靠性,进一步探讨其实际应用价值并为未来类似研究提供参考。
有限元强度折减法在边坡稳定计算中的应用有限元强度折减法是一种求解复杂结构力学问题的新方法,用于分析边坡稳定性也有强大的能力。
最近,有关使用有限元强度折减法的研究取得了巨大的进展,在计算边坡稳定性时取得了良好的结果。
本文将就有限元强度折减法在边坡稳定计算中应用的可行性及效果作一介绍。
一、有限元强度折减法背景1、有限元强度折减法是什么?有限元强度折减法是通过改变单元的材料参数,使得最终近似解与实际T失效状态一致,达到分析结构安全性能的一种计算方法。
这一计算方法能够较好地反映出结构的失效过程,从而改善传统的有限元算法的拟合不足的问题。
2、有限元强度折减法的特点有限元强度折减法不仅考虑结构的失效过程,还可以继而模拟出材料的弹性和变形过程,从而改进传统的有限元算法的拟合不足的问题。
此外,它还能模拟多种类型的变形,以保证结构承受能力及临界状态分析。
二、有限元强度折减法在边坡稳定计算中的应用1.计算边坡稳定时的精确性:使用有限元强度折减法计算边坡稳定性能,可以反映出坡面弹性及变形特性,从而更准确地评估边坡的变形性能。
2.降低计算时间:有限元强度折减法可以快速精确地计算边坡稳定性,因此在减少计算时间的同时又能达到边坡稳定性分析的要求。
3.降低精度:有限元强度折减法是一种新的技术,其计算结果与实际物理量有一定的偏差,而这个偏差一般比传统的有限元算法要小,因此使用有限元强度折减法计算边坡稳定性时,可以保证计算的可靠性。
三、结论有限元强度折减法在计算边坡稳定性方面具有优越的性能,具备计算精确、节省时间、降低精度等优点,因此作为计算边坡稳定性的一种有效工具已经得到广泛应用。
边坡稳定性分析中的有限元强度折减法安全系数
边坡稳定性分析中的有限元强度折减法安全系数
算方法、与传统极限平衡法相比所具有的优势、边坡失稳判据以及计算结果的影响因素。
采用有限元分析软件Plaxis进行强度折减计算,直至满足位移不收敛,从而得到边坡稳定安全系数。
论文关键词:边坡稳定,有限元强度折减法,失稳判据,安全系数
0.引言
边坡稳定性分析是岩土工程中一个十分重要的问题。
常用的边坡稳定性分析方法很多,如传统边坡稳定分析方法有:极限平衡法,极限分析法,滑移线场法等。
到目前极限平衡法已经日趋完善,基于该原理的新方法的不同仅是在条间力的假设上不同。
该法简单易用,为实际工程中广泛采用。
但是它没有考虑土体的应力应变特性,还要假设潜在滑面(如面、折线形、圆弧滑动面、对数螺线柱面等),对同一工程问题算不出一致的解。
极限分析法中的上限法虽然对真实解提供了一个严格的上限,但上限法中采用相关联流动法则,过大地考虑了土的剪胀性。
有限元法由于能反映边坡岩土体的应力-应变关系,考虑实际边坡体的复杂边界条件和采用一般土的材料模型,因而是一种较好的研究边坡稳定性的方法。
1.强度折减原理
在有限元静力稳态计算中,如果模型为不稳定状态,有限元计算将不收敛。
那么反过来,通过调整参数,使有限元计算从收敛变得不收敛,就表征边坡模型从稳
定状态向不稳定状态发生了转变。
强度折减法在某排土场现状边坡稳定性分析中的应用一、引言随着城市建设的不断发展,土地资源的利用变得越来越紧张,土地开发和利用的需求也越来越迫切。
在土地开发和利用过程中,边坡稳定性成为一个不可忽视的问题。
尤其是在土场边坡工程中,由于土地质量较差,边坡稳定性问题更加突出。
需要对土场现状边坡进行稳定性分析,以保证土地的安全利用。
强度折减法是一种用来评估土体稳定性的常用方法,它可以从土体的强度参数出发,考虑不同因素对土体强度的折减,从而得到土体的承载力和稳定性。
本文将以某排土场边坡为例,介绍强度折减法在土场现状边坡稳定性分析中的应用,以期为类似工程提供参考。
二、某排土场现状边坡情况分析某排土场位于城市郊区,是一块较大的开发用地,土地资源丰富,但因地质条件较差,边坡稳定性问题一直备受关注。
为了深入了解土场边坡的情况,我们进行了地质勘察和工程测量。
经过调查,某排土场边坡主要由粘土、砂土和泥岩组成,其中泥岩占据主要部分。
由于泥岩破碎度较高,易发生滑坡和坍塌,因此边坡稳定性问题较为突出。
而且,土场边坡所在地处在山脚下,受到了地下水位的影响,在雨季或长时间降雨后,地下水位上升,土场边坡会受到较大压力,使得其稳定性更加脆弱。
在实地勘察中,我们还发现土场边坡上有较多的裂缝和变形迹象,这些都是边坡稳定性问题的信号。
由于土场边坡位于城市的近郊区,周围有一些人口密集的地区,如果出现边坡滑坡或坍塌,将会对周边地区产生严重的影响。
对土场边坡的稳定性分析显得尤为重要。
1. 收集基本资料强度折减法在土场边坡稳定性分析中的应用,首先需要收集基本资料。
包括土场边坡的地质勘察资料、地下水位变化资料、边坡裂缝和变形情况等。
还需要获取土体的强度参数,包括抗压强度、抗剪强度等。
2. 分析土体的强度参数在收集基本资料后,我们需要对土体的强度参数进行分析。
通过室内试验和野外取样等手段,获取土体的强度参数,并结合实地观察和勘测,确定土场边坡的土体强度参数。
有限元强度折减法在边坡稳定性分析中的应用有限元强度折减法在边坡稳定性分析中的应用边坡是山地地形中常见的地质体,其稳定性分析对于保护山体和预防地质灾害具有重要意义。
近年来,随着计算机技术的快速发展,有限元强度折减法逐渐成为边坡稳定性分析中的一种有效工具。
本文将介绍有限元强度折减法的原理和在边坡稳定性分析中的应用,并对其优缺点进行了探讨。
有限元强度折减法是一种基于强度准则的边坡分析方法。
它的基本原理是将岩土体的强度按照某个准则进行折减,并在有限元分析中采用折减后的强度参数进行计算。
其中,常用的强度准则有摩尔-库伦准则、维特曼准则等。
有限元强度折减法综合考虑了岩土体的强度特性和应力分布情况,相比传统的极限平衡法和全面滑动面法,能够更准确地评估边坡的稳定性。
有限元强度折减法在边坡稳定性分析中主要包括以下几个步骤:首先,确定边坡的几何形态和岩土体的材料性质。
其次,选择适当的强度准则,并对岩土体的强度参数进行合理的折减。
然后,根据边坡的几何特征和荷载情况,建立有限元模型,并进行边坡的数值计算。
最后,根据计算结果评估边坡的稳定性,并在必要时采取相应的加固措施。
有限元强度折减法在边坡稳定性分析中的应用具有以下优点:首先,有限元方法可以灵活地建立边坡的复杂几何模型,能够较准确地模拟实际工程中的复杂边坡形态。
而且,有限元强度折减法可以根据实际情况对岩土体的强度参数进行合理的折减,准确地反映岩土体的强度特性。
这些都为边坡稳定性分析提供了可靠的基础。
其次,有限元强度折减法可以综合考虑边坡的多种破坏机制,能够对于复杂的边坡情况进行全面的分析。
相比传统的极限平衡法和全面滑动面法,有限元强度折减法在考虑边坡的多种破坏机制时更加灵活准确。
此外,有限元强度折减法在计算过程中可以得到边坡内部的应力和位移分布情况,为边坡的设计和加固提供了参考依据。
通过对边坡各部分的应力和位移分布情况进行分析,可以找到边坡破坏的薄弱环节,并调整加固措施以提高边坡的稳定性。
有限元强度折减系数法计算土坡稳定安全系数的精度研究摘要:有限元强度折减系数法在边坡稳定分析中的应用正逐渐受到人们的重视。
本文较为全面地分析了土体屈服准则的种类、有限元法自身计算精度以及H(坡高)、β(坡角)、C(粘聚力)、Φ(摩擦角)对折减系数法计算精度的影响,并给出了提高计算精度的具体措施。
通过对106个算例的比较分析,表明折减系数法所得稳定安全系数比简化Bishop法平均高出约5.7%,且离散度极小,这不仅验证了文中所提措施的有效性,也说明了将折减系数法用于分析土质边坡稳定问题是可行的。
关键词:强度折减系数边坡稳定屈服准则误差分析自弗伦纽期于1927年提出圆弧滑动法以来,至今已出现数十种土坡稳定分析方法,有极限平衡法、极限分析法、有限元法等。
不少研究表明,各种方法所得稳定安全系数都比较接近,可以说,这些方法已经达到了相当高的精度。
近年来,由于计算机技术的长足发展,基于有限元的折减系数法在边坡稳定分析中的应用备受重视。
与极限平衡法相比,它不需要任何假设,便能够自动地求得任意形状的临界滑移面以及对应的最小安全系数,同时它还可以真实的反映坡体失稳及塑性区的开展过程。
到目前为止,已有很多学者对折减系数法进行了较为深入的研究[1,2,3],并在一些算例中得到了与极限平衡法十分接近的结果。
但总体说来,此法仍未在工程界得到确认和推广,究其原因在于影响该法计算精度的因素很多,除了有限元法引入的误差外,还依赖于所选用的屈服准则。
此论文');">论文的目的有两点:(1)力图全面分析屈服条件和有限元法本身对折减系数法计算精度的影响,并提出应选用何种屈服准则以及提高有限元法计算精度的具体措施;(2)结合工程实例,分析对边坡稳定安全系数影响最大的4个主要参数(H坡高、β坡角、C粘聚力、Φ摩擦角)对折减系数法计算精度的影响。
从以往的计算结果来看,严格法(Spencer)所得稳定安全系数比简化Bishop法平均高出约2%~3%,而通过106个算例的比较分析,表明:折减系数法所得稳定安全系数比简化Bishop法平均高出约5.7%,且误差离散度极小,可以认为是正确的解答[4]。
基于强度折减法的边坡稳定性有限元分析发表时间:2016-12-05T10:29:18.577Z 来源:《基层建设》2016年19期作者:赵龙,高精伟[导读] 摘要:将有限元强度折减法与ABAQUS软件相结合,对夹层和均质边坡进行数值计算,利用软件的后处理功能分析水平位移、塑性区分布和扩展情况,以此来评价该边坡稳定性。
浙江省地球物理地球化学勘查院 310000摘要:将有限元强度折减法与ABAQUS软件相结合,对夹层和均质边坡进行数值计算,利用软件的后处理功能分析水平位移、塑性区分布和扩展情况,以此来评价该边坡稳定性。
并用极限平衡法对强度折减法计算结果进行验证,指出强度折减法的优越性。
此外,还分析软弱夹层、泊松比、剪胀角和网格划分技术对边坡在自重应力场作用下强度折减系数的影响。
结果表明:含若夹层的强度安全系数比不含弱夹层的边坡安全系数明显减小;若以位移拐点作为边坡稳定的评价标准:强度安全系数几乎不受泊松比的影响;若以数值计算不收敛作为评价标准,则强度安全系数随着泊松比的增大而增大;此外,强度安全系数随着剪胀角的增大而增大。
关键词:强度折减法,边坡稳定性分析,极限平衡法 0 引言边坡稳定性研究一直是岩土工程领域的热点研究问题。
正确得对边坡稳定性进行综合评价分析,对高阶工程的经济建设具有重要的指导和实践意义。
传统的边坡稳定性分析是极限平衡原理,方法简单,以及容易掌握,但其假设的条件较多,且不能考虑岩土内部的应力应变关系,无法分析边坡破坏发展的过程,且滑动面的确定需要一定经验等缺陷[1-2]。
然而,强度折减法概念明确,结果直观,将其与有限元相结合,既保持了有限元在模拟复杂问题上的优点,又能获得可靠的安全系数结果,在工程上得到了越来越多的应用。
如:栾茂田等[3]采用广义塑性应变与塑性开展区作为失稳判据可以比较准确地预测边坡潜在破坏面的形状与位置及相应的稳定安全系数, 并验证了这种失稳判据的合理性;卜林等[4]应用强度折减法对含软弱结构面岩坡进行稳定性分析,证明了软弱结构面是控制岩质边坡破坏的主要因素。