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边坡稳定性分析中的有限元强度折减法_安全系数-论文网

时间:2015-03-18  作者:陈欣
郑颖人等人指出,塑性应变贯通是边坡土体破坏的必要条件,但不是充分条件。

本文思想是采用位移数值判据作为边坡稳定的主要失稳判据,然后采用塑性应变贯通作为补充参考。

4.算例分析

某均质边坡,坡高10m,坡度比为1:0.9,土体容重,粘聚力,内摩擦角,弹性模量,泊松比。利用Plaxis有限元分析软件对该滑坡体进行模拟分析,在模型边界处施加适当的约束,模型左右两边受水平约束,底边受水平和竖向约束。整个模型如图所示

图1算例边坡有限元计算模型

以位移数值判据进行边坡稳定性分析时,在计算模型上选取坡顶A点(16,20)和B点(25,10)作为位移研究点,对两点的水平位移U进行研究。图2和图3分别为A点和B点的水平位移随强度折减系数F变化的情况:

图2算例边坡A点水平位移曲线

图3算例边坡B点水平位移曲线

由图2和图3可知,当折减系数为1.13时曲线趋于水平,可认为这个时候位移发生突变。

图4算例边坡滑裂面位置图

由图4可以看出,A点和B点都处于边坡潜在滑裂面的外侧,可以作为边坡失稳的观察对象。因此,经分析可知,该边坡的安全系数为1.13,

5.结语

当采用有限元强度折减法进行边坡稳定性分析时,边坡的失稳判据对计算结果有很大影响。本文采用位移数值判据进行边坡稳定性分析,计算结果与传统的极限平衡法的计算结果基本一致,从而得出结论:可以采用位移数值作为主要判据,塑性区判据作为补充和参考。

参考文献
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2 TAN C P ,DONALD I B. Finite element calculation of dam stability [C] //Proceedings of the 11thInternational Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering. San Francisco : [ s. n. ] , 1985 ,4 :2041 – 2044
3 Ugai K. A method of calculation of total factor of safety of slopes by elaso-plastic FEM[J].Soilsand Foundations, 1989,29(2): 190-195.
4 赵尚毅,郑颖人,张玉芳.极限分析有限元法讲座—II有限元强度折减法中边坡失稳的判据探讨[J].岩土力学,2005 26 (2): 332336.
5 郑颖人,赵尚毅.有限元强度折减法在土坡与岩坡中的应用[[J].岩石力学与工程学报,2004 23(19): 33813388.

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