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涉水边坡稳定性的三维强度折减有限元分析涉水边坡稳定性的三维强度折减有限元分析 Three-dimensional Slope Stability Analysis by Shear Strength Reduction Finite Element Method (SSR-FEM) under Drawdown Condition【中文摘要】强度折减有限元法能够考虑土体的应力—应变关系,能够自动搜索滑动面的位置及模拟边坡的渐进性破坏过程而受到广泛关注。
但该方法尚存在一些问题需要进一步探讨,如有限元网格对计算精度的影响,失稳判据统一性问题,如何将该方法合理应用于考虑库、河、海水位升降等荷载作用下边坡稳定性评价,将该方法从二维拓展到三维的合理性等问题都是值得进一步验证和研究的。
针对上述问题,本文主要开展了以下三个方面的研究工作:1.讨论了单元形状、单元类型、网格大小等因素对边坡稳定系数计算精度和变形破坏效果的影响;分析了有限元网格与单元类型对边坡失稳判据的适宜性,对采用合理网格下边坡失稳四种判据的一致性和统一性进行了讨论;探索了边坡土体的黏聚力、内摩擦角及坡角等因素对滑动面和滑出点位置的影响;讨论了不同坡度、坡高、黏聚力和内摩擦角条件下均质边坡的稳定安全系数,并将强度折减有限元解与极限分析上限解进行了对比分析;最后将强度折减有限元法应用于各种复杂条件下的边坡稳定性分析中。
2.分析了三种水位下降模式下边坡的失稳机理与稳定安全系数。
水位下降模式可分为骤降、缓降及非饱和—非稳定渗流三种类型。
采用强度折减有限元方法分析水位在骤降和缓降条件下,岸坡的整体稳定性及其失稳机理。
进一步地,通过对大型有限元软件ABAQUS的二次开发,采用Visual Fortran 6.5对边坡迎水面的边界条件进行改进,使水位可随时间变化合理模拟非饱和—非稳定渗流。
着重从水位下降模式、浸润线位置、土体的渗透系数、水位下降速率和下降比等五个方面深入而系统地探讨渗流条件下边坡的稳定性及其影响程度。
涉水边坡稳定性的三维强度折减有限元分析的开题报告
标题：涉水边坡稳定性的三维强度折减有限元分析
背景与意义：
水土结构工程是结合水文地理条件并以加固土体为主要方式的一种工程形式，目前涉水土石边坡排水加强方法存在不足，因此进一步研究涉水边坡的稳定性具有重要
的理论和实践意义。
目的与内容：
本文旨在通过有限元分析的方法，探究水体对边坡稳定性的影响，并基于三维强度折减理论，对涉水边坡的稳定性进行分析。
主要包括：
1. 构建数学模型：设计边坡参数，通过GeoStudio软件建立涉水边坡的三维有限元模型；
2. 模拟分析：通过有限元方法，对涉水边坡的稳定性进行分析，并分析不同水位对边坡稳定性的影响；
3. 强度折减分析：基于三维强度折减理论，分析水力因素对引起边坡滑坡的影响，探究涉水边坡的强度折减规律；
4. 结论：根据分析结果，总结涉水边坡稳定性的影响因素及其规律，提出相应的加固措施。
研究方法：
本文采用有限元方法模拟涉水边坡的稳定性，并基于三维强度折减理论分析水力因素对边坡稳定性的影响。
具体方法包括：
1. 通过GeoStudio软件建立涉水边坡的三维有限元模型；
2. 对边坡进行有限元分析，得出不同水位下的稳定性系数；
3. 建立三维强度折减模型，分析水流对边坡稳定的影响；
4. 根据分析结果提出加固措施。
预期成果：
通过本文的研究，可以深入探究涉水边坡稳定性的影响因素及其规律，为涉水土石边坡的排水加固提供科学依据和技术支持，同时也为相关工程的实践应用提供参考。
收稿日期:2009-02-06作者简介:曹 雪(1972-),男,河北省邯郸市人,本科,工程师.基于有限元强度折减法确定某隧道的安全系数曹 雪(邯郸市青红高速公路管理处,河北邯郸 056000)摘 要:有限元强度折减法在确定边坡安全系数中得到了广泛应用,其基本原理为:同时折减土体材料强度参数c 、 值,找到边坡濒临破坏时的折减系数,此折减系数即为安全系数。
对于隧道结构可采用类似的方法:折减土体的材料强度,将隧道濒临破坏时的折减系数定义为隧道的安全系数。
通过有限元强度折减法计算得到算例隧道的安全系数。
关键词:隧道;有限元强度折减法;安全系数文章编号:1009-6477(2009)03-0122-03 中图分类号:U459.2 文献标识码:ADetermina tion of Tunnel Safety Coefficient Based on Finite Elemen tStrength Reduction MethodC AO XueAbstract :The finite ele ment strength reduction method is extensively applied for determination of the safety coefficient of side slope.The fundamental principle of this method is:reducing the values of strength para meters and of soil materials simultaneously to find out the reduction coefficient,i.e.the safety coefficient of side slope,on the verge of damage.For tunnel structure the similar method can be used,in whic h the material strength of soil is reduced and then the reduc tion coefficient of the tunnel on the verge of damage is defined as the safety coefficient of tunnel.This paper obtains the safety coefficient of exampled tunnel by means of finite ele ment strength reduction method.Key words :tunnel;finite element strength reduction method;safety coefficient 岩(土)体濒临破坏状态时称为极限状态,极限状态的力学分析方法称为极限分析法。
总752期第十八期2021年6月河南科技Journal of Henan Science and Technology隧洞围岩稳定性分析任婧婧郑恒祥（华北水利水电大学，河南郑州450045）摘要：隧洞作为水利工程中重要的水工建筑物，其围岩稳定性在整个工程中至关重要。
因此，总结地下洞室围岩稳定性研究分析方法，分析不同支护类型对围岩稳定性的影响，并对不同支护时机选择方法做出评判，从而为以后隧洞的开挖施工和支护提供参考。
关键词：围岩稳定性；分析方法；强度折减法中图分类号：U451.2文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）18-0082-03Stability Analysis of Tunnel Surrounding RockREN Jingjing ZHENG Hengxiang（North China University of Water Resources and Electric Power，Zhengzhou Henan450045）Abstract:As an important hydraulic structure in hydraulic engineering,the stability of surrounding rock of tunnel is a crucial issue in the whole project.This paper summarizes the research and analysis methods of the stability of sur⁃rounding rock of underground tunnel,and evaluates different supporting timing selection methods.It provides a refer⁃ence for the excavation and support of tunnel in the future.Keywords:surrounding rock stability；analysis method；strength reduction在地下洞室的稳定性研究中，围岩是否稳定和支护结构是否安全通常是研究的重中之重。
有限元强度折减法在边坡稳定计算中的应用近年来，随着科学技术的发展，边坡安全工程成为当今社会的热点问题。
边坡稳定性是边坡工程安全性的重要水平指标之一。
有效地确定边坡稳定性，可以减少边坡垮塌，破坏性侵蚀及其他地质灾害的发生，更有效地保护人民生命财产安全。
传统的边坡稳定计算方法有很多缺点，很难解决大规模复杂的边坡稳定计算问题。
为了解决这些问题，随着计算机技术的发展，数值计算技术的发展，边坡稳定计算中有限元强度折减法也逐渐得到应用，它为边坡稳定计算提供了一种有效的方法。
有限元强度折减法是由著名有限元数值计算理论家Hans Zienkiewicz 于一九六三年提出的，它把数值计算分解为两个步骤：有限元分析和强度折减。
有限元分析不仅可精确的计算土体的应力和变形，还可以求得边坡的稳定系数。
而强度折减步骤则是对这些应力值和变形按照一定的准则进行折减，从而实现边坡的稳定计算。
有限元强度折减法在边坡稳定计算中的具体应用，有很多研究者提出了不同的算法，表达了不同的稳定准则和折减准则。
其中，以倒角条件准则、惯性假设准则、根据节理、滞回因子、失稳指标等为稳定准则的稳定计算模型。
具体的折减准则有力学强度折减法、抗剪强度折减法、抗压强度折减法、有效应变折减法等。
有限元强度折减法在边坡稳定计算中，可以有效地求解复杂参数边坡的稳定性，它把不同的计算模型、稳定准则和折减准则整合在一起，使边坡稳定计算更精确、更准确、更实用。
有限元强度折减法在边坡稳定计算中的应用已经得到了广泛的应用，它可以有效地求解复杂的边坡的稳定性，可以有效地减少不必要的垮塌、破坏性侵蚀等灾害，并可有效地保护人民生命财产安全。
因此，有限元强度折减法在边坡稳定计算中的应用，具有重要的理论意义和实际意义。
综上所述，有限元强度折减法在边坡稳定计算中的应用具有重要的理论意义和实际意义，它可以有效地求解复杂的边坡的稳定性，可以有效地减少不必要的垮塌、破坏性侵蚀等灾害，并可有效地保护人民的生命财产安全。
强度折减应用于隧道群整体稳定性分析的判据比较
刘小文;张功
【期刊名称】《南昌大学学报（工科版）》
【年(卷),期】2010(032)002
【摘要】为了讨论隧道群稳定性问题中判据的适用性,针对采用强度折减理论中塑性区贯通、特征点位移突变与基于力和位移准则判断计算是否收敛3种较为广泛使用的判据加以比较.通过比较表明,计算收敛判据明显偏大,其他两种判据结果较接近.单独使用任何一种判据分析隧道群的稳定性均不合理,也不能较真实地确定安全系数.用基于力和位移准则判断计算是否收敛作为判据不适合隧道群的稳定性分析,而塑性区贯通与特征点突变两判据相结合作为综合判据可以较好地得到隧道群的安全系数.
【总页数】4页(P154-157)
【作者】刘小文;张功
【作者单位】南昌大学,建筑工程学院,江西,南昌,330031;南昌大学,建筑工程学院,江西,南昌,330031
【正文语种】中文
【中图分类】TU43
【相关文献】
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3.基于强度折减法的土石坝稳定性分析及失稳判据选择研究 [J], 齐小静;石自堂;崔金鹏
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5.基于FLAC~（3D）强度折减法的三种收敛判据的比较分析 [J], 王少华;赵宗勇;郭靖;杨金强
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