《岩土用有限元强度折减法进行边坡稳定分析ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《岩土用有限元强度折减法进行边坡稳定分析ppt课件（52页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、用有限元强度折减法用有限元强度折减法进展边坡稳定分析进展边坡稳定分析 中国人民解放军后勤工程学院中国人民解放军后勤工程学院院院 士士博士生导师博士生导师郑颖人人提提 纲纲1. 前言3.3.有限元强度折减系数法精度分析有限元强度折减系数法精度分析 4.4.均质土坡稳定分析均质土坡稳定分析 5.5.岩质边坡稳定分析岩质边坡稳定分析 2.2.有限元强度折减系数法的根本原理有限元强度折减系数法的根本原理 6.6.结论结论 1 1、前言、前言 边坡稳定分析是经典土力学最早试图处理而至今仍未圆满边坡稳定分析是经典土力学最早试图处理而至今仍未圆满处理的课题，各种稳定分析方法在国内外程度大致相当。处理的课题，
2、各种稳定分析方法在国内外程度大致相当。 对于均质土坡，传统方法主要有：极限平衡法，极限分析对于均质土坡，传统方法主要有：极限平衡法，极限分析法，滑移线场法等，就目前工程运用而言，主要还是极限法，滑移线场法等，就目前工程运用而言，主要还是极限平衡法，但需求事先知道滑动面位置和外形。平衡法，但需求事先知道滑动面位置和外形。 对于均质土坡，可以经过各种优化方法来搜索危险滑动面，对于均质土坡，可以经过各种优化方法来搜索危险滑动面，但是对于岩质边坡，由于实践岩体中含有大量不同构造、但是对于岩质边坡，由于实践岩体中含有大量不同构造、产状和特性的不延续构造面比如层面、节理、裂隙、脆产状和特性的不延续构造面比
3、如层面、节理、裂隙、脆弱夹层、岩脉和断层破碎带等，这就给岩质边坡的稳定弱夹层、岩脉和断层破碎带等，这就给岩质边坡的稳定分析带来了宏大的困难，传统极限平衡方法尚不能搜索出分析带来了宏大的困难，传统极限平衡方法尚不能搜索出危险滑动面以及相应的稳定平安系数，而目前的各种数值危险滑动面以及相应的稳定平安系数，而目前的各种数值分析方法，普通只是得出边坡应力、位移、塑性区，而无分析方法，普通只是得出边坡应力、位移、塑性区，而无法得到边坡危险滑动面以及相应的平安系数。法得到边坡危险滑动面以及相应的平安系数。 随着计算机技术的开展，尤其是岩土资料的非线性弹塑性有限元计算技术的开展，有限元强度折减法近来在国内外
4、遭到关注，对于均质土坡曾经得到了较好的结论，但尚未在工程中适用，本文采用有限元强度折减法，对均质土坡进展了系统分析，证明了其适用于工程的可行性，对节理岩质边坡得到了坡体的危险滑动面和相应的稳定平安系数。该方法可以对贯穿和非贯穿的节理岩质边坡进展稳定分析，同时可以思索地下水、施工过程对边坡稳定性的影响，可以思索各种支挡构造与岩土资料的共同作用，为节理岩质边坡稳定分析开辟了新的途径。 2.有限元强度折减系数法的根本原理uu 进展强度折减非线性有限元分析要有一个过硬的非线性进展强度折减非线性有限元分析要有一个过硬的非线性有限元程序和收敛性能良好的本够模型。由于收敛失败能够有限元程序和收敛性能良好的本
5、够模型。由于收敛失败能够阐明边坡曾经处于不稳定形状，也能够仅仅是有限元模型中阐明边坡曾经处于不稳定形状，也能够仅仅是有限元模型中某些数值问题呵斥计算不收敛。某些数值问题呵斥计算不收敛。 3.有限元强度折减系数法精度分析 uu3.1 3.1 岩土本构关系的影响岩土本构关系的影响岩土本构关系的影响岩土本构关系的影响uu 3.1.1 3.1.1 屈服准那么的影响屈服准那么的影响屈服准那么的影响屈服准那么的影响uu 3.1.2 3.1.2 流动法那么的影响流动法那么的影响流动法那么的影响流动法那么的影响uu3.2 3.2 有限元法引入的误差有限元法引入的误差有限元法引入的误差有限元法引入的误差uu3.
6、3 3.3 边坡参数的影响边坡参数的影响边坡参数的影响边坡参数的影响3.1.1 3.1.1 屈服准那么的影响屈服准那么的影响uu用折减系数法求解实践边坡稳定问题时，通常将土体假设成理想弹塑用折减系数法求解实践边坡稳定问题时，通常将土体假设成理想弹塑性体，其中屈服准那么常选用摩尔性体，其中屈服准那么常选用摩尔- -库仑准那么库仑准那么M-CM-C、德鲁克普、德鲁克普拉格准那么拉格准那么D-PD-P以及摩尔以及摩尔- -库仑等面积圆准那么。库仑等面积圆准那么。uuM-CM-C准那么准那么较为较为可靠，它的缺陷在于三可靠，它的缺陷在于三维应维应力空力空间间中的中的屈服面存在尖屈服面存在尖顶顶和棱角的
7、不延和棱角的不延续续点，点，导导致数致数值计值计算不算不收收敛敛，所以有，所以有时时也采用抹也采用抹圆圆了的了的M-CM-C修正准那么，它是修正准那么，它是用光滑延用光滑延续续曲曲线线来逼来逼进进摩摩尔尔- -库仑库仑准那么，此法准那么，此法虽虽然方然方便了数便了数值计值计算，但往往公式复算，但往往公式复杂杂不利用不利用实实践运用。而践运用。而D-PD-P准那么在偏平面上是一个准那么在偏平面上是一个圆圆，更适宜数，更适宜数值计值计算。通算。通常取常取M-CM-C准那么的外角点外接准那么的外角点外接圆圆、内角点外接、内角点外接圆圆或其内或其内切切圆圆作作为为屈服准那么，以利数屈服准那么，以利数值
8、计值计算算uu由徐干成、由徐干成、郑颖郑颖人人19901990提出的摩提出的摩尔尔- -库仑库仑等效面等效面积积圆圆准那么准那么实实践上是将践上是将M-CM-C准那么准那么转转化成近似等效的化成近似等效的D-PD-P准那么方式。准那么方式。该该准那么要求准那么要求平面上的摩平面上的摩尔尔- -库仑库仑不等不等边边六角形与一六角形与一样样静水静水压压力条件下力条件下D-PD-P圆圆面面积积相等。相等。计计算算阐阐明它与摩明它与摩尔尔- -库仑库仑准那么非常接近。准那么非常接近。 表表1 1 各准那么参数换算表各准那么参数换算表 编编号号准那么种准那么种类类DP1DP1外角点外接外角点外接D-PD
9、-P圆圆DP2DP2内角点外接内角点外接D-PD-P圆圆DP3DP3内切内切D-PD-P圆圆DP4DP4等面等面积积D-PD-P圆圆uu算例分析算例分析阐阐明：摩明：摩尔库仑尔库仑等面等面积圆积圆准准M-C EACM-C EAC那么与那么与简简化化BishopBishop法所得法所得稳稳定平安系数最定平安系数最为为接近接近图图1 1。对对有有效算例效算例00的的误误差差进进展展统计统计分析可知，中分析可知，中选选用用 M-C M-C EAC EAC 准那么准那么时时，误误差的平均差的平均值为值为5.7%5.7%，且离散度很小，且离散度很小图图2 2。而外角点外接。而外角点外接D-PD-P圆圆准
10、那么的平均准那么的平均误误差差为为29.529.5，同同时时采用内角点外接采用内角点外接D-PD-P圆圆准那么、内切准那么、内切D-PD-P圆圆准那么准那准那么准那么所得么所得计计算算结结果的离散度非常大，均不可用。因此在数果的离散度非常大，均不可用。因此在数值值分析中可用分析中可用 M-C EAC M-C EAC 准那么替代摩准那么替代摩尔尔库仑库仑准那么。准那么。图图1 1 折减系数曲折减系数曲线线 Fig.1 Fig.1 Reduction coefficient curveReduction coefficient curve图图2 2 摩摩尔库仑尔库仑等面等面积圆积圆准准那么的准准那
11、么的计计算算误误差分布差分布Fig.2 The error distribution of computation by M-Fig.2 The error distribution of computation by M-C EAC C EAC 3.1.2 3.1.2 不同流动法那么的影响不同流动法那么的影响uu有限元有限元计计算中，采用关算中，采用关联还联还是非关是非关联联流流动动法那么，取决于法那么，取决于值值剪剪胀胀角：角： = =，为为关关联联流流动动法那么法那么, =0, =0，为为非关非关联联流流动动法那么法那么. .表表2 2 不同流不同流动动法那么的影响法那么的影响 =45
12、=45，C=40KPaC=40KPa，H H20m20m，DP4DP4准那么准那么资资料参料参数数=10=10 =17 =17=25=25非关非关联联0.8710.8711.105 1.105 1.3631.363关关联联0.8870.8871.1.1.4251.425相相对误对误差差0.0180.0180.0290.0290.0450.0453.2有限元法引入的误差3.2.1 3.2.1 网格的疏密网格的疏密 有限元单元网格划分表表3 3 网格疏密网格疏密对计对计算算结结果的影响果的影响H=20m =45 =17c=10000PaH=20m =45 =17c=10000Pa节节点数点数577
13、5771111111122502250DP4DP40.6610.6610.6180.6180.5930.593简简化化BishopBishop法法0.5830.5830.5830.5830.5830.583(DP4-(DP4-Bishop)/BishopBishop)/Bishop0.1340.1340.0600.0600.0170.0173.2.2 3.2.2 模型边境范围模型边境范围 表表4 4 边边境条件境条件对对折减系数的影折减系数的影相相对对边边距比距比0 00.50.51.01.01.51.52.02.02.52.53.03.0L/HL/H1.121.129 91.121.124
14、41.121.124 41.121.120 01.121.122 21.121.121 11.121.129 9R/HR/H1.091.097 71.071.078 81.121.121 11.121.122 21.121.122 21.121.120 01.121.123 3B/HB/H1.101.106 61.111.117 71.121.120 01.131.131 11.121.124 41.131.132 21.131.131 1L坡脚到左端边境的间隔左边距，R坡顶到右端边境的间隔右边距，B坡脚究竟端边境的间隔底边距，H坡高3.3 边坡参数的影响3.3.1 3.3.1 坡高坡高H H
15、 3.3.2 3.3.2 坡角坡角 3.3.3 3.3.3 粘聚力粘聚力C C 3.3.4 3.3.4 摩擦角摩擦角 3.3.1 3.3.1 坡高坡高H H 的影响的影响uu表表5 H5 H为变为变量量时时的最小平安系数的最小平安系数节节点数点数11901190个个 uu图图5 H5 H折减系数曲折减系数曲线线 =45 c=42KPa =17 =45 c=42KPa =17 H(m)H(m)10102020303040405050DP4DP41.7331.7331.1281.1280.9230.9230.8200.8200.7350.735简简化化BishopBishop法法1.6121.61
16、21.0641.0640.8670.8670.7640.7640.6980.698(DP4-(DP4-Bishop)/BBishop)/Bishopishop0.0750.0750.0600.0600.0650.0650.0730.0730.0530.0533.3.2 3.3.2 坡角坡角的影响的影响uu表表6 6 为变为变量量时时的最小平安系数的最小平安系数节节点数点数12101210 uu图图6 6 折减系数曲折减系数曲线线 H =20m c=42KPa =17 H =20m c=42KPa =17 坡角坡角 30303535404045455050DP4DP41.4551.4551.32
17、31.3231.2141.2141.1281.1281.0441.044简简化化BishopBishop法法1.3981.3981.2691.2691.1561.1561.0641.0640.9870.987(DP4-(DP4-Bishop)/BBishop)/Bishopishop0.0410.0410.0430.0430.0500.0500.0600.0600.0580.0583.3.3 3.3.3 粘聚力粘聚力C C的影响的影响uu表表 7 c 7 c为变量时的最小平安系数节点数为变量时的最小平安系数节点数11111111个个 uu图图 7 C 7 C折减系数曲线折减系数曲线 H=20m
18、 =45 =17H=20m =45 =17C (KPa)C (KPa)2020404060609090DP4DP40.7930.7931.1011.1011.3791.3791.7811.781简简化化BishopBishop法法0.7520.7521.0361.0361.3021.3021.6851.685(DP4-Bishop)/Bishop(DP4-Bishop)/Bishop0.0550.0550.0630.0630.0590.0590.0570.0573.3.4 3.3.4 摩擦角摩擦角的影响的影响H=20m =45 C=42KPa( )0.110253545DP10.5251.04
19、41.7692.2543.051DP20.5250.9301.3321.5301.887DP30.4540.8481.2791.4991.870DP40.4770.8961.3961.6892.182简化Bishop法0.4940.8461.3161.6232.073(DP1-Bishop)/Bishop0.0630.2340.3440.3550.472(DP2-Bishop)/Bishop0.0630.0990.012-0.080-0.090(DP3-Bishop)/Bishop-0.0810.002-0.028-0.099-0.098(DP4-Bishop)/Bishop-0.0340.0
20、590.0610.0410.0534.4.均质土坡稳定分析均质土坡稳定分析 uu均质土坡，坡高均质土坡，坡高 ，土容重，土容重 ，粘聚力，粘聚力 ，内摩擦角，内摩擦角 ，求坡角，求坡角 时边坡时边坡的稳定平安系数。的稳定平安系数。坡角度3035404550有限元法外接圆屈服准那么1.781.621.481.361.29有限元法莫尔-库仑等面积圆屈服准那么1.471.341.221.121.06简化Bishop法1.3941.2591.1531.0620.99Spencer法1.4631.3181.2121.1151.04计算结果计算结果uu从从表表中中计计算算结结果果可可以以看看出出，采采用用
21、外外接接圆圆屈屈服服准准那那么么计计算算的的平平安安系系数数比比传传统统的的方方法法大大许许多多，而而采采用用莫莫尔尔- -库库仑仑等等面面积积圆圆屈屈服服准准那那么么计计算算的的结结果果与与传传统统极极限限平平衡衡方方法法SpencerSpencer法法) )计计算算的的结结果果非非常常接接近近，阐阐明明采采用用莫莫尔尔- -库库仑仑等等面面积积圆圆屈屈服服准准那那么么来来替替代代莫莫尔尔- -库库仑仑不不等角六等角六边边形屈服准那么是可行的。形屈服准那么是可行的。uu经经过过4 4组组计计算算方方案案改改动动内内摩摩擦擦角角、内内聚聚力力、坡坡角角、坡坡高高H H的的值值合合计计10610
22、6个个算算例例的的比比较较分分析析阐阐明明，用用莫莫尔尔- -库库仑仑等等面面积积圆圆屈屈服服准准那那么么求求得得的的平平安安系系数数与与BishopBishop法法的的误误差差为为4%-8%4%-8%，与与SpencerSpencer法法的的误误差差为为0.5%-4%0.5%-4%，阐阐明明了了有有限限元元强强度度折折减减法法完完全全可可以以适适用用于土坡工程。于土坡工程。5.5.岩质边坡稳定分析岩质边坡稳定分析 uu岩体中的构造面，根据构造面的贯穿情况，可以将构岩体中的构造面，根据构造面的贯穿情况，可以将构造面分为贯穿性、半贯穿性、非贯穿性三种类型。根造面分为贯穿性、半贯穿性、非贯穿性三种
23、类型。根据构造面的胶结和充填情况，可以将构造面分为硬性据构造面的胶结和充填情况，可以将构造面分为硬性构造面无充填构造面和脆弱构造面。构造面无充填构造面和脆弱构造面。uu由于岩体构造的复杂性，要非常准确地反映岩体构造由于岩体构造的复杂性，要非常准确地反映岩体构造的特征并使之模型化是不能够的，也没有必要使问题的特征并使之模型化是不能够的，也没有必要使问题复杂化，基于这种思索，对于一个实践工程来说，往复杂化，基于这种思索，对于一个实践工程来说，往往根据现场地质资料，根据构造面的长度、密度、贯往根据现场地质资料，根据构造面的长度、密度、贯穿率，展布方向等着重思索穿率，展布方向等着重思索2-32-3组对
24、边坡稳定起主要控组对边坡稳定起主要控制造用的节理组或其它主要构造面。制造用的节理组或其它主要构造面。 5.1 5.1 有限元模型极其平安系数的求解有限元模型极其平安系数的求解 1 1脆弱构造面脆弱构造面 岩体是弱面体，起控制造用的是构造面强度，对于岩体是弱面体，起控制造用的是构造面强度，对于脆弱构造面，可采用低强度实体单元模拟，按照延续脆弱构造面，可采用低强度实体单元模拟，按照延续介质处置，资料本构关系采用理想弹塑性模型，屈服介质处置，资料本构关系采用理想弹塑性模型，屈服准那么为广义米赛斯准那么。准那么为广义米赛斯准那么。 有限元模型以及变形后产生的塑性区 2 2硬性构造面。硬性构造面。 无充
25、填的硬性构造面，不能按照传统延续介质原理进无充填的硬性构造面，不能按照传统延续介质原理进展处置，本文采用美国展处置，本文采用美国ANSYSANSYS程序提供的无厚度接触程序提供的无厚度接触单元来模拟硬性构造面的不延续性。单元来模拟硬性构造面的不延续性。uu接触面的接触摩擦行为服从库仑定律接触面的接触摩擦行为服从库仑定律: :n平安系数 :5.2 5.2 折线型滑动面边坡稳定分析算折线型滑动面边坡稳定分析算有限元强度折减法Spencer法C=160kPa,1.000.99C=160kPa,2.112.11C=320kPa,2.332.33C=160kPa,2.091.98C=03.082.94不
26、同方法求得的稳定平安系数5.3 5.3 5.3 5.3 具有一组平行节理面的岩质边坡算例具有一组平行节理面的岩质边坡算例具有一组平行节理面的岩质边坡算例具有一组平行节理面的岩质边坡算例 uu如下图，一组脆弱构造面倾角如下图，一组脆弱构造面倾角4040度，间距度，间距10m(10m(在求出在求出初始滑动面后，可在滑动面附近将构造面间距加密初始滑动面后，可在滑动面附近将构造面间距加密, ,岩体和构造面采用平面岩体和构造面采用平面6 6节点三角形单元模拟，岩体以节点三角形单元模拟，岩体以及构造面资料物理力学参数取值见表及构造面资料物理力学参数取值见表5.3.15.3.1。采用不同。采用不同方法的计算
27、结果见表方法的计算结果见表5.3.25.3.2，其中极限平衡方法计算结，其中极限平衡方法计算结果是在滑动面确定的情况下算出的。果是在滑动面确定的情况下算出的。uu经过有限元强度折减计算经过有限元强度折减计算, ,当有限元计算不收敛时当有限元计算不收敛时, ,程程序自动找出了滑动面序自动找出了滑动面. .在一组平行的构造面中在一组平行的构造面中, ,只出现只出现了一条滑动面了一条滑动面, ,其他构造面没有出现塑性区和滑动。其他构造面没有出现塑性区和滑动。 表5.3.1 计算采用物理力学参数资料称号重度弹性模量泊松比内聚力内摩擦角kN/m3MPaMPa度岩体25100000.21.038构造面17
28、100.30.1224 表5.3.2 计算结果计算方法平安系数有限元法外接圆屈服准那么1.26有限元法等面积圆屈服准那么1.03极限平衡方法(解析解)1.06极限平衡方法(Spencer)1.065.4 5.4 具有两组平行节理面的岩质边坡算例具有两组平行节理面的岩质边坡算例 如下图，两组方向不同的节理，贯穿率100%，第一组脆弱构造面倾角30度，平均间距10m，第二组脆弱构造面倾角75度，平均间距10m，岩体以及构造面计算物理力学参数见表5.4.1。按照2维平面应变问题建立有限元模型.计算步骤同上，经过有限元强度折减，求得的滑动面如图5.4(a)所示,它是最先贯穿的塑性区。塑性区贯穿并不等于
29、破坏，当塑性区贯穿后塑性开展到一定程度，岩体发生整体破坏，同时出现第二、三条贯穿的塑性区，如图5.4(b)，程序还可以动画模拟边坡失去稳定的过程，从动画演示过程可以看出边坡的破坏过程也整体破坏的过程。资料称号重度弹性模量泊松比内聚力内摩擦角kN/m3MPaMPa度岩体25100000.21.038第一组节理17100.30.1224第二组节理17100.30.1224 表5.4.1 计算采用物理力学参数 表5.4.2 计算结果 计算方法平安系数有限元法外接圆屈服准那么1.62有限元法等面积圆屈服准那么1.33极限平衡方法(Spencer)1.36经过有限元强度折减，求得的滑动面如图6-(a)所
30、示,它是最先贯穿的塑性区。塑性区贯穿并不等于破坏，当塑性区贯穿后塑性开展到一定程度，岩体发生整体破坏，同时出现第二、三条贯穿的塑性区，如图6-(b)，程序还可以动画模拟边坡失去稳定的过程，从动画演示过程可以看出边坡的破坏过程也整体破坏的过程。图5.4(a)首先贯穿的滑动面 图5.4(b)滑动面继续开展5.5 5.5 带脆弱夹层的土坡稳定分析算例带脆弱夹层的土坡稳定分析算例uu这个算例最早是由这个算例最早是由FrelundFrelund和和Krahn(1977)Krahn(1977)提出的，提出的，随后被广泛引证。该土坡在坡底随后被广泛引证。该土坡在坡底1m1m深处含有一个深处含有一个0.5m0
31、.5m厚的脆弱夹层。厚的脆弱夹层。计算方法计算方法平安系数平安系数澳大利亚莫纳什大学土坡稳定澳大利亚莫纳什大学土坡稳定分析软件分析软件GWEDGEMGWEDGEM1.2881.288陈祖煜和邵长明陈祖煜和邵长明1.2421.242DonaldDonald和和GiamGiam1.271.27加拿大边坡计算程序加拿大边坡计算程序slope/wslope/wSpencer) Spencer) 1.2521.252本文有限元强度折减法本文有限元强度折减法1.2561.256不同方法求得的稳定平安系数用有限元强度折减法求得的滑动面5.65.6福宁高速公路福宁高速公路A15-2A15-2标段二埔塘标段二埔
32、塘2 2号深路堑高边坡算例号深路堑高边坡算例 碎石土强风化晶屑凝灰岩堆土弱风化晶屑凝灰岩未开挖前的原始地貌断面一uu福福 鼎鼎 至至 宁宁 德德 高高 速速 公公 路路 A15-2A15-2标标 段段 K102+720-K102+720-K102+900K102+900右右侧侧路路堑堑高高边边坡坡位位于于霞霞浦浦县县盐盐田田乡乡二二铺铺村村西西侧侧，边边坡坡设设计计最最高高为为50m50m，长长180m180m，工工点点附附近近属属丘丘陵陵剥剥蚀蚀地地貌貌，地地形形峻峻峭峭，路路堑堑穿穿过过的的山山体体平平均均坡坡度度大大于于2525度度。该该路路堑堑的的施施工工是是先先去去除除表表层层植植被
33、被，设设置置坡坡顶顶截截水水沟沟后后从从上上向向下下逐逐级级开开挖挖，当当挖挖到到第第二二级级边边坡坡后后标标高高约约103m103m，路路基基设设计计标标高高85m85m，20002000年年1010月月1212日日坡坡顶顶开开场场出出现现裂裂痕痕；1010月月1515日日，k102+740-k102+770k102+740-k102+770段段第第五五级级边边坡坡跨跨塌塌，以以后后坡坡顶顶裂裂痕痕开开展展较较快快，裂裂痕痕到到达达10-50cm10-50cm。自自出出现现裂裂痕痕后后便便停停顿顿施施工工，进进展展了了详详细细的的地地质质勘勘察察，然然后后修修正正设设计计，去去除除曾曾经经发
34、发生生滑滑坡坡破破碎碎体体，放放缓缓边边坡坡坡坡度度，同同时时进进展展防防滑滑加加固固，主主要要措措施施为为预预应应力力锚索格子梁加固，修筑截排水天沟。锚索格子梁加固，修筑截排水天沟。原设计开挖断面修正设计后开挖断面及加固措施修正设计后开挖断面及加固措施 不同工况下的稳定平安系数不同工况下的稳定平安系数稳定平安系数稳定平安系数未开挖前未开挖前1.311.31按照原设计开挖按照原设计开挖0.920.92按照修正设计开挖未加锚索按照修正设计开挖未加锚索1.061.06按照修正设计开挖加锚索按照修正设计开挖加锚索2.452.45按照原设计开挖后的滑动面按照原设计开挖后的滑动面 滑动面按照修正设计进展
35、二次开挖没有支护情况下的滑动面按照修正设计进展二次开挖没有支护情况下的滑动面6.6.结论结论uu 目前对复杂节理岩质边坡的稳定分析尚没有好的方法目前对复杂节理岩质边坡的稳定分析尚没有好的方法, ,传统的极限平衡方法无法得到岩质边坡的滑动面及其稳定平传统的极限平衡方法无法得到岩质边坡的滑动面及其稳定平安系数，而各种数值分析方法只能算出应力、位移、塑性区安系数，而各种数值分析方法只能算出应力、位移、塑性区等等, ,无法判别边坡的稳定平安系数以及相应的滑移面无法判别边坡的稳定平安系数以及相应的滑移面. .利用非利用非线性有限元强度折减系数法可以由程序自动求得边坡的危险线性有限元强度折减系数法可以由程
36、序自动求得边坡的危险滑动面以及相应的稳定平安系数，经过算例分析阐明了此法滑动面以及相应的稳定平安系数，经过算例分析阐明了此法的可行性，为岩质边坡稳定分析开辟了新的途径。的可行性，为岩质边坡稳定分析开辟了新的途径。 uu 所求平安系数的大小与所采用的屈服准那么有关，莫尔所求平安系数的大小与所采用的屈服准那么有关，莫尔- -库仑屈服准那么是目前边坡分析中被广泛采用的屈服准那么，库仑屈服准那么是目前边坡分析中被广泛采用的屈服准那么，但是莫尔但是莫尔- -库仑准那么的屈服面存在尖顶和棱角，给数值计算库仑准那么的屈服面存在尖顶和棱角，给数值计算带来困难。带来困难。uu 算例阐明采用徐干成、郑颖人算例阐明
37、采用徐干成、郑颖人19901990提出的莫尔提出的莫尔- -库仑库仑等面积圆屈服准那么求得的稳定平安系数与简化等面积圆屈服准那么求得的稳定平安系数与简化BishopBishop法的法的误差为误差为4-8%4-8%，与，与SpencerSpencer法的误差为法的误差为0.5-4%0.5-4%，证明了其，证明了其适用于土坡工程的可行性适用于土坡工程的可行性. .uu假设使有限元计算坚持足够的计算精度，那么有限假设使有限元计算坚持足够的计算精度，那么有限元法较传统的方法具有如下优点：元法较传统的方法具有如下优点： uu(a)(a)可以对具有复杂地貌、地质的边坡进展计算可以对具有复杂地貌、地质的边坡
38、进展计算; ; uu(b)(b)思索了土体的非线性弹塑性本构关系，以及变形思索了土体的非线性弹塑性本构关系，以及变形对应力的影响；对应力的影响；uu(c)(c)可以模拟土坡的失稳过程及其滑移面外形。由图可以模拟土坡的失稳过程及其滑移面外形。由图可见滑移面大致在程度位移突变的地方，也是在塑可见滑移面大致在程度位移突变的地方，也是在塑性区塑性开展最充分的地方，呈条带状；性区塑性开展最充分的地方，呈条带状；(d)可以模拟土体与支护的共同作用，图7为无锚杆锚杆单元被杀死时边坡稳定平安系数为1.1，图8为有锚杆支护时平安系数为1.5，且塑性区后移。(e)求解平安系数时，可以不需求假定滑移面的外形，也无需进展条分。 不加锚杆时的塑性区 加锚杆时的塑性区均质土坡破坏过程谢谢大家！
