资源描述：
《用有限元强度折减法求边坡稳定安全系数_赵尚毅》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、用有限元强度折减法求边坡稳定安全系数_赵尚毅 第24卷 第3期 2002年 5月岩 土 工 程 学 报ChineseJournalofGeotechnicalEngineeringVol.24 No.3 May, 2002 用有限元强度折减法求边坡稳定安全系数AnalysisonsafetyfactorofslopebystrengthreductionFEM赵尚毅,郑颖人,时卫民,王敬林(后勤工程学院军事土木工程系,重庆 400041)摘 要:利用有限单元法,通过强度折减来求边坡稳定安全系数。通过强度折减,使系统达到不稳定状态时,有限元计
2、算将不收敛,此时的折减系数就是安全系数。安全系数的大小与所采用的屈服准则有关,本文对几种常用的屈服准则进行了比较,导出了各种准则互相代换的关系,并采用莫尔-库仑等面积圆屈服准则代替莫尔-库仑准则,算例表明由此求得的边坡稳定安全系数与传统方法的计算结果十分接近。关键词:边坡安全系数;有限元;屈服准则中图分类号:TU432 文献标识码:A 文章编号:1000-4548(2002)03-0343-04作者简介:赵尚毅(1969-),男,四川洪雅人,后勤工程学院博士生,从事岩土边坡工程的研究。ZHAOShang-yi,ZHENGYing-ren,SH
3、IWei-min,WANGJing-lin———————————————————————————————————————————————(LogisticalEngineeringUniversity,Chongqing400041,China)Abstract:Ananalysisonsafetyfactorofslopethroughc-φreductionalgorithmbyfiniteelementsispresented.Whenthesystemreachesinstabil-ity,thenumericalnon-conver
4、genceoccurssimultaneously.Thesafetyfactoristhenobtainedbyc-φreductionalgorithm.Thefactorisrelatedtotheyieldcriterion.Thispaperpresentedacomparisonofseveralyieldcriterionsincommonuseanddeducedthesubstitutiverelationshipofthem.ForconveniencetheMohr-Coulombcriterionisreplacedb
5、yMohr-Coulombequivalentareacirclecriterion,whichwasproposedbyprofessorXuGanchengandZhengYingrenin1990.Throughaseriesofcasestudies,thesafetyfactorofFEMisfairlyclosetotheresultoftraditionallimite-quilibriummethod.Theapplicabilityoftheproposedmethodwasclearlyexhibited.Keywords
6、:slopesafetyfactor;finiteelements;yieldcriterions传统的极限平衡法采用莫尔-库仑准则,但因莫尔1 引 言目前,研究边坡稳定性的传统方法主要有:极限平衡法,极限分析法,滑移线场法等。这些建立在极限平衡理论基础上的各种稳定性分析方法没有考虑土体内部的应力应变关系,无法分析边坡破坏的发生和发展过程,没有考虑土体与支挡结构的共同作用及其变形协调,在求安全系数时通常需要假定滑裂面形状为折线、圆弧、对数螺旋线等。而有限单元法不但满足力的平衡条件,——————————————————————————————
7、—————————————————而且考虑了材料的应力应变关系,使得计算结果更加精确合理。在有限元法中通过强度折减,使系统达到不稳定状态,有限元计算不收敛,此时的折减系数就是安全系数,这种方法在国外80年代就采用,但由于力学概念不十分明确,而且要受到计算程序及计算精度的影响,因而这种方法至今没有在国内流行。随着计算机技术的发展,尤其是岩土材料的非线性弹塑性有限元计算技术的发展,出现了许多适合于岩土材料的大型通用有限元软件,其前、后处理的功能越来越强大,为利用有限元法进行边坡稳定分析创造了条件。本文引用有限元强度折减系数法[1],通过计算发现求
8、得的安全系数大小与程序采用的屈服准则密切相关-库仑准则的屈服面为不规则的六角形截面的角锥体表面,存在尖顶和棱角,给数值计算带来困难。为与传统方法比较,本文采用了徐干
