基于FLAC强度折减法的边坡稳定性分析.pdf

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1、第19卷第8期中国矿业Vo1．19，No．82010年8月CHINAMININGMAGAZINEAug2010业纵撩l

2、基于FLAC强度折减法的边坡稳定性分析史博，袁光明(武汉理工大学资源与环境工程学院，湖北武汉430070)摘要：将FLAC强大的数值计算能力与强度折减技术相结合，通过对汉阳港区专用线改建工程边坡的稳定性分析表明，强度折减法所确定的边坡安全系数与传统极限平衡法所得的结果十分接近，滑面的形状及位置也极为相似，因此认为该方法是合理可行的。关键词：FLAC；强度折减；数值计算；边坡稳定；安全系数中图分类号：TU4

3、57文献标识码：A文章编号：1004BasedontheFLACstrengthsubtractionofslopestabilityanalysisSHIBo，YUANGuang—ming(SchoolofResourcesandEnvironmentalEngineering，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430070，China)Abstract：CombiningthepowerfulnumericalcalculationabilityofFLACandstrengthredu

4、ctiontech—nologyandthroughtheslopestabilityanalysisofreconstructionprojectofhanyangportlines，itshowsthattheslopesafetycoefficientbystrengthreductionmethod，isveryclosetothetraditionallimitequilibriummethod，andtheshapeandpositionofslidingsurfacealsoisverysimilar，SOt

5、hatthemethodisfeasible．Keywords：FLAC；strengthreduction；numericalcalculation；slopestability；safetycoefficient1概述这样能比较真实地反映应力应变情况_1]。边坡的稳定性，主要受岩土体本身和其结构本文把FLAC法和强度折减法结合起来形成面、夹层、夹层中充填物的物理力学参数控制。边强度折减有限差分法，进而分析边坡的稳定性问坡稳定性分析的计算方法，是边坡工程设计以及题，对岩土体材料的抗剪强度折减直至边坡达到治理的主要内容，也

6、是边坡应用的理论基础。目临界破坏状态，从而得到安全系数。这样的做法，前，边坡的稳定性分析方法有很多种，归纳起来适用于任何复杂的边坡，与实际的边坡失稳过程主要有极限平衡法、有限元法和极限分析法等。较吻合。最常规的是极限平衡分析法，其特点是方便快捷，2边坡稳定性分析的FLAC强度折减法很多工程单位都采用该方法来计算、设计。然而，2．1FLAC法简述极限平衡分析法不能解决分析边坡应力和应变的FLAC法，即连续介质快速拉格朗日差分分析问题。后来出现有限元分析边坡的稳定性，有限方法(FLAC)，是用于研究连续介质在达到稳定元在解决小

7、变形方面有其优越性，但通常的边坡塑流过程中的机制行为的显式有限差分程序。程破坏为大变形问题，有限元在解决大变形方面不序的结果，是由特殊的数学模型和专门的数值插是十分方便。值导出的。能较好地模拟地质材料在达到强度极随着计算机技术的发展和数值计算技术的提限或屈服极限时发生塑性流动的力学行为，特别高，强度折减分析方法正成为边坡稳定分析研究适用于分析渐进破坏和失稳及模拟大变形问题。的新趋势。对于复杂边坡的稳定分析，利用强度FLAC法基本原理类同于离散单元法，但它却折减有限差分法，能考虑岩土体的非线性应力和能象有限元那样适用于多种材

8、料模式与边界条件应变关系，求得边坡内部每一计算点的应力应变的非规则区域的连续问题求解。在求解过程中，及变形，同时可以对连续介质进行大变形分析，FLAC又采用了离散元的动态松弛法，不需求解大型联立方程组，便于计算。另外，FLAC法不但能收稿日期：2010—04—19处理一般的大变形问题，而且能模拟岩体沿某一第8期史博等：基于FLAC强度折减法的边坡稳定性分析软弱面产生滑动的变形。FLAC法能针对不同的材筑长度2500m。主通道北端起始里程DK4+900，终料特性，使用相应的本构方程来比较真实地反映点里程DK5+665，长度为

9、765m，采用钢筋混凝土实际材料的动态行为。FLAC法还可考虑锚杆、挡u形槽结构。洞身明挖暗埋段起始里程为DK5+墙、抗滑桩等支护结构与围岩的相互作用。655，终点里程DK6+145，长度为480m，采用明挖2．2强度折减法(strengthreductionmethods)暗埋矩形钢筋混凝土结构。南端