基于有限元强度折减理论的边坡稳定分析方法探讨与改进

秦 帆,王正中

(西北农林科技大学水利与建筑工程学院,陕西杨凌 712100)

基于有限元强度折减理论的边坡稳定分析方法探讨与改进

秦 帆,王正中

(西北农林科技大学水利与建筑工程学院,陕西杨凌 712100)

随着计算机技术的发展,强度折减法在边坡稳定分析中的应用越来越广泛。首先介绍其原理,推出DP1和DP3准则的转化公式;然后分析强度折减法的缺陷:c和φ在边坡发生滑动渐进过程中折减速度不同,强度折减法采用同一折减系数不能反映各自的实际安全储备。由此提出双折减法,对c、φ采用不同折减系数,分析边坡坡比及坡高变化对双折减系数的影响,同极限平衡法、强度折减法进行对比,得出一个更加可靠、合理的边坡稳定性分析评价体系。

边坡稳分析;屈服准则;强度折减法;双折减系数

0 引 言

探讨和改进。

1 强度折减法的探讨

目前,在边坡稳定性有限元分析方法中,强度折减法是应用最为广泛的一种计算方法。强度折减法的分析方程是:c′=c/K,φ′=arctan(tanφ/K)。通过不断地增加折减系数K,利用折减后的土体抗剪强度参数c′、φ′,反复分析土坡稳定性,直至其达到临界破坏。此时得到的折减系数K即为安全系数F。

1.1 屈服准则

安全系数大小与采用的屈服准则密切相关,不同的准则会得出不同的安全系数。研究表明,采用与摩尔-库仑不等角六边形外顶点重合的圆锥面(DP1)过于保守,而摩尔-库仑等面积圆屈服准则(DP3)与毕肖普法的结果最为接近,方便数值计算且结果较为准确[1]。故本文在应用ANSYS软件进行边坡稳定计算时,通过转化将DP1屈服准则转化为DP3准则,使计算结果更为精确。……