巖土——用有限元強(qiáng)度折減法進(jìn)行邊坡穩(wěn)定分析-展示頁
2025-05-26 22:51本頁面
【正文】 到關(guān)注，對于均質(zhì)土坡已經(jīng)得到了較好的結(jié)論，但尚未在工程中實(shí)用，本文采用有限元強(qiáng)度折減法，對均質(zhì)土坡進(jìn)行了系統(tǒng)分析，證實(shí)了其實(shí)用于工程的可行性，對節(jié)理巖質(zhì)邊坡得到了坡體的危險(xiǎn)滑動(dòng)面和相應(yīng)的穩(wěn)定安全系數(shù)。 2. 有限元強(qiáng)度折減系數(shù)法的基本原理 1t r i a lccF? ?1a r c ta n ( ta n )tr ia lF??? ?? 進(jìn)行強(qiáng)度折減非線性有限元分析要有一個(gè)過硬的非線性有限元程序和收斂性能良好的本夠模型。 ? 巖土本構(gòu)關(guān)系的影響 屈服準(zhǔn)則的影響 流動(dòng)法則的影響 ? 有限元法引入的誤差 ? 邊坡參數(shù)的影響 屈服準(zhǔn)則的影響 ? 用折減系數(shù)法求解實(shí)際邊坡穩(wěn)定問題時(shí)，通常將土體假設(shè)成理想彈塑性體，其中屈服準(zhǔn)則常選用摩爾 庫侖準(zhǔn)則（ MC）、德魯克普拉格準(zhǔn)則（ DP）以及摩爾 庫侖等面積圓準(zhǔn)則。而 DP準(zhǔn)則在偏平面上是一個(gè)圓，更適合數(shù)值計(jì)算。該準(zhǔn)則要求 π 平面上的摩爾 庫侖不等邊六角形與相同靜水壓力條件下 DP圓面積相等。 a?2 sin3 (3 sin )? ??2 sin3 (3 sin )? ??2sin3 3 sin???22 3 sin2 3 (9 sin )???? 表 1 各準(zhǔn)則參數(shù)換算表 k6 co s3 (3 sin )c ? ??6 cos3 (3 sin )c ???23 cos3 3 sinc ???26 3 cos2 3 (9 sin )c ????編號 準(zhǔn)則種類 DP1 外角點(diǎn)外接 DP圓 DP2 內(nèi)角點(diǎn)外接 DP圓 DP3 內(nèi)切 DP圓 DP4 等面積 DP圓 kJIF ??? 21?? 算例分析表明：摩爾庫侖等面積圓準(zhǔn)（ MC EAC）則與簡化 Bishop法所得穩(wěn)定安全系數(shù)最為接近 （圖 1） 。而 外角點(diǎn)外接 DP圓準(zhǔn)則 的平均誤差為 ％，同時(shí)采用內(nèi)角點(diǎn)外接 DP圓準(zhǔn)則 、 內(nèi)切 DP圓準(zhǔn)則 準(zhǔn)則所得計(jì)算結(jié)果的離散度非常大，均不可用。 0 10 20 30 40 500 . 3 00 . 6 00 . 9 01 . 2 01 . 5 01 . 8 02 . 1 02 . 4 02 . 7 03 . 0 03 . 3 0 折減系數(shù)摩擦角 o D P 1 D P 2 D P 3 D P 4 簡化B i s h o p 法 圖 1 Ф ～折減系數(shù)曲線 Ф ～ Reduction coefficient curve 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20誤差樣 本 數(shù)(算 例數(shù))圖 2 摩爾庫侖等面積圓準(zhǔn)準(zhǔn)則的計(jì)算誤差分布 The error distribution of putation by MC EAC 不同流動(dòng)法則的影響 ? 有限元計(jì)算中，采用關(guān)聯(lián)還是非關(guān)聯(lián)流動(dòng)法則，取決于 ψ值（剪脹角）： ψ =φ，為關(guān)聯(lián)流動(dòng)法則 , ψ =0，為非關(guān)聯(lián)流動(dòng)法則 . 表 2 不同流動(dòng)法則的影響 β =45176。 φ=17176。 非關(guān)聯(lián) 關(guān)聯(lián) 相對誤差 有限元法引入的誤差 網(wǎng)格的疏密 有限元單元網(wǎng)格劃分 表 3 網(wǎng)格疏密對計(jì)算結(jié)果的影響 H=20m β =45176。 c=10000Pa 節(jié)點(diǎn)數(shù) 577 1111 2250 DP4 簡化 Bishop法 (DP4 Bishop)/Bishop 模型邊界范圍 表 4 邊界條件對折
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