用有限元强度折减法进行节理岩质边坡稳定性分析[1]

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1、第22卷第2期岩石力学与工程学报22(2)2542602003年2月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringFeb.2003*用有限元强度折减法进行节理岩质边坡稳定性分析赵尚毅郑颖人邓卫东(后勤工程学院土木工程系重庆400041)(交通部重庆公路科学研究所重庆400067)摘要通过对节理岩质边坡非线性有限元模型进行强度折减使边坡达到不稳定状态时有限元静力计算将不收敛此时的折减系数就是稳定安全系数同时可得到边坡破坏时的滑动面以及破坏过程而传统条分法无法获得节理岩质边坡

2、的滑动面与稳定安全系数该方法为节理岩质边坡稳定分析开辟了新的途径通过算例表明了此法的可行性关键词岩土力学节理岩质边坡稳定性分析有限元强度折减法分类号TU457文献标识码A文章编号1000-6915(2003)03-0254-07STABILITYANALYSISONJOINTEDROCKSLOPEBYSTRENGTHREDUCTIONFEMZhaoShangyi1ZhengYingren1DengWeidong21(DepartmentofCivilEngineeringLogisticalEngineerin

3、gUniversityChongqing400041China)2(ChongqingResearchInstituteofHighwayScienceTheMinistryofCommunicationsChongqing400067China)AbstractStabilityanalysisismadeonthejointedrockslopebynonlinearFEMstrengthreductionmethod.Withthec-jreductionthenonlinearFEMmodelofjoi

4、ntedrockslopereachesinstabilityandthenumericalnon-convergenceoccurssimultaneously.Thesafetyfactoristhenobtainedbyc-jreductionalgorithm.Atthesametimethecriticalfailuresurfaceandoverallfailureprogressarefoundautomatically.Thispresentsanewapproachforjointedrock

5、slopestabilityanalysisasthetraditionallimitequilibriummethodcan'tgetthesafetyfactorandfailuresurfaceofjointedrockslope.Throughaseriesofcasestudiestheapplicabilityoftheproposedmethodisclearlyexhibited.Keywordsrockandsoilmechanicsstabilityanalysisofjointedrock

6、slopestrengthreductionofFEM质边坡如何建立能合理描述具有不连续性的岩体1前言结构力学行为引起了许多学者的广泛关注并提出了多种数值分析方法如刚性元法等效连续模岩质边坡工程的稳定分析历来是工程界和学术型离散单元法(DEM)块体理论DDA等但界最为关注的重大课题由于实际岩体中含有大量是这些模型一般只是得出边坡应力位移塑性不同构造产状和特性的不连续结构面(比如层面区而无法得到边坡危险滑动面以及相应的稳定安节理裂隙软弱夹层岩脉和断层破碎带等)全系数如何求出复杂岩质边坡滑动面以及稳定安这就给岩质边

7、坡的稳定分析带来了巨大的困难岩全系数目前尚没有好的办法体是弱面体其强度主要由结构面控制传统的用本文采用低强度弹塑性夹层单元来模拟岩体软于土质边坡稳定分析的滑动面搜索方法不能用于岩弱结构面用接触单元模拟不连续的硬性结构面2002年6月10日收到初稿2002年7月15日收到修改稿*西部交通建设科技项目(合同号2001-318-23)作者赵尚毅简介男1969年生现为博士研究生主要从事岩土边坡工程数值分析研究工作万方数据第22卷第2期赵尚毅等.用有限元强度折减法进行节理岩质边坡稳定性分析•255•建立节理岩质边坡非线性

8、有限元模型利用有限元法的影响因素以及计算精度进行了详细分析证实强度折减法来对节理岩质边坡进行稳定性分析不了该方法实用于土坡工程的可能性对于节理岩质边但找出节理岩质边坡的滑动面同时求出了相应的坡目前尚无研究本文目的正是为了解决这一问题稳定安全系数为节理岩质边坡稳定分析开辟了新为了研究简单起见这里只研究贯通的节理岩体的途径本文计算采用的软件为美国ANSYS公司的大型有限元软件ANSYS5.