巖土——用有限元強度折減法進行邊坡穩(wěn)定分析-閱讀頁
2025-06-03 22:51本頁面
【正文】 軟弱結(jié)構(gòu)面，可采用低強度實體單元模擬，按照連續(xù)介質(zhì)處理，材料 本構(gòu)關(guān)系采用理想彈塑性模型，屈服準則為廣義米賽斯準則。 無充填的硬性結(jié)構(gòu)面 ， 不能按照傳統(tǒng)連續(xù)介質(zhì)原理進行處理 ， 本文采用美國 ANSYS程序提供的無厚度接觸單元來模擬硬性結(jié)構(gòu)面的不連續(xù)性 。()(39。采用不同方法的計算結(jié)果見表 ，其中極限平衡方法計算結(jié)果是在滑動面確定的情況下算出的。 表 計算采用物理力學參數(shù) 材料 名稱 重度 彈性 模量 泊松比 內(nèi)聚力 內(nèi)摩 擦角 kN/m3 MPa MPa 度 巖體 25 10000 38 結(jié)構(gòu)面 17 10 24 表 計算結(jié)果 計算方法 安全系數(shù) 有限元法 （ 外接圓屈服準則 ） 有限元法（等面積圓屈服準則） 極限平衡方法 (解析解 ) 極限平衡方法 (Spencer) 具有兩組平行節(jié)理面的巖質(zhì)邊坡算例 如圖所示，兩組方向不同的節(jié)理，貫通率 100%，第一組軟弱結(jié)構(gòu)面傾角 30度，平均間距 10m，第二組軟弱結(jié)構(gòu)面傾角 75度，平均間距 10m，巖體以及結(jié)構(gòu)面計算物理力學參數(shù)見表。塑性區(qū)貫通并不等于破壞，當塑性區(qū)貫通后塑性發(fā)展到一定程度，巖體發(fā)生整體破壞，同時出現(xiàn)第二、三條貫通的塑性區(qū)，如圖 (b)，程序還可以動畫模擬邊坡失去穩(wěn)定的過程，從動畫演示過程可以看出邊坡的破壞過程也整體破壞的過程。塑性區(qū)貫通并不等于破壞，當塑性區(qū)貫通后塑性發(fā)展到一定程度，巖體發(fā)生整體破壞，同時出現(xiàn)第二、三條貫通的塑性區(qū)，如圖 6(b)，程序還可以動畫模擬邊坡失去穩(wěn)定的過程，從動畫演示過程可以看出邊坡的破壞過程也整體破壞的過程。該土坡在坡底 1m深處含有一個。 該路塹的施工是先清除表層植被 ， 設(shè)置坡頂截水溝后從上向下逐級開挖 ，當挖到第二級邊坡后 （ 標高約 103m， 路基設(shè)計標高 85m） ， 2021年 10月 12日坡頂開始出現(xiàn)裂縫；10月 15日 ， k102+740k102+770段第五級邊坡跨塌 ， 此后坡頂裂縫發(fā)展較快 ， 裂縫達到 1050cm。 原設(shè)計開挖斷面 修改設(shè)計后開挖斷面及加固措施 不同工況下的穩(wěn)定安全系數(shù) 穩(wěn)定安全系數(shù) 未開挖前 按照原設(shè)計開挖 按照修改設(shè)計開挖（未加錨索） 按照修改設(shè)計開挖（加錨索） 按照原設(shè)計開挖后的滑動面 滑動面 按照修改設(shè)計進行二次開挖沒有支護情況下 的滑動面 ? 目前對復(fù)雜節(jié)理巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定分析尚沒有好的辦法 ,傳統(tǒng)的極限平衡方法無法得到巖質(zhì)邊坡的滑動面及其穩(wěn)定安全系數(shù)，而各種數(shù)值分析方法只能算出應(yīng)力、位移、塑性區(qū)等 ,無法判斷邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)以及相應(yīng)的滑移面 .利用非線性有限元強度折減系數(shù)法可以由程序自動求得邊坡的危險滑動面以及相應(yīng)的穩(wěn)定安全系數(shù)，通過算例分析表明了此法的可行性，為巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析開辟了新的途徑。 ? 算例表明采用徐干成 、 鄭穎人 （ 1990） 提出的莫爾 庫侖等面積圓屈服準則求得的穩(wěn)定安全系數(shù)與簡化 Bishop法的誤差為 48%， 與 Spencer法的誤差為 %， 證實了其實用于土坡工程的可行性 . ? 如果使有限元計算保持足夠的計算精度，那么有限元法較傳統(tǒng)的方法具有如下優(yōu)點： (a)能夠?qū)哂袕?fù)雜地貌 、 地質(zhì)的邊坡進行計算 。 由圖可見滑移面大致在水平位移突變的地方 ， 也是在塑性區(qū)塑性發(fā)展最充分的地方 ， 呈條帶狀； (d)能夠模擬土體與支護的共同作用，圖 7為無錨桿（錨桿單元被殺死）時邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)為 ，圖 8為有錨桿支護時安全系數(shù)為 ，且塑性區(qū)后移。 不加錨桿時的塑性區(qū) 加錨桿時的塑性區(qū) 均質(zhì)土坡破壞過程 謝謝大家！
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