弹性模量和泊松比对边坡稳定安全系数的影响_张培文

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1、弹性模量和泊松比对边坡稳定安全系数的影响_张培文第27卷第2期岩土力学Vol.27No.22006年2月RockandSoilMechanicsFeb.2006文章编号：1000－7598－(2006)02―0299―05弹性模量和泊松比对边坡稳定安全系数的影响张培文1，陈祖煜2（1.中冶集团建筑研究总院，地基所北京100088；2.中国水利水电科学研究院岩土工程研究所，北京100044）摘要：根据土的弹性模量和泊松比满足双曲线关系，给出了弹性模量和泊松比折减的基本原理。通过算例分析表明，调整泊松比对安全系数的求

2、解是有影响的，而弹性模量的影响一般较小。算例亦表明，位移控制方法具有较高的稳定性和收敛性，在运用有限元强度折减方法求解边坡的安全系数时，建议采用位移控制方法来控制其收敛性。关键词：安全系数；弹性模量；泊松比；强度折减中图分类号：TU473文献标识码：AInfluencesofsoilelasticmodulusandPoisson’sratioonslopestabilityZHANGPei-wen1,CHENZu-yu2(1.CentralResearchInstituteofBuilding&Cons

3、turctionMMI,Beijing100088,China;———————————————————————————————————————————————2.DepartmentofGeotechnicalEngineering,ChinaInstituteofWaterResourcesandHydropowerResearch,Beijing100044,China)Abstract:ThereductiontheoryforelasticmodulusandPoisson’sratioisgivenac

4、cordingtothestress-strainhyperboliccurveofthesoil.TheresultofanexampleshowsthatthePoisson’sratiohasasignificantinfluenceonthesafetyfactorandtheplasticzoneoftheslope;buttheelasticmodulusdon’thaveasignificantinfluence;thedisplacementcontrolled-methodissuggested

5、totakeforthefiniteelementanalysistosolvethesafetyfactorofslopesbecauseofthismethodisgoodinstabilityandconvergence.Keywords:safetyfactor;elasticmodulus;Poisson’sratio;strengthreduction1前言它的应力-应变和强度特性是非常复杂的，即使是单一的均质土体，也要受到应力历史、应力路径和应有限元强度折减系数法正逐渐成为求解边坡稳力水平的制约。目

6、前最常用的是E-v模型，即弹性～定分析研究的新趋势。其基本原理[15]是：将岩土常数存在双曲线关系，如图1所示，图中a，b为试材料参数c，φ值除以一折减系数F得到一组新的验常数；σ1，σ3分别为大、小主应力；ε1为轴向c′，φ′值（图1），然后代入有限元进行试算。当计应变；Ei为初始弹性模量；(σ1?σ3)ult为ε1→∞时算结果“正好”收敛时（若折减系数再稍大一些，(σ1?σ3)的渐进线，数量级一般为10-3时计算不收敛）的F即——————————————————————————————————————————

7、—————为边坡稳ε1定的安全系数，此时坡体内具有一定宽度塑性区即σ1?σ3=(1)a+bε1为边坡失稳时的滑移带。但是，对于其它参数的弹根据微分关系可以求得切线模量Et：性模量和泊松比折减讨论的还不是很详细，如文[1]没有给出具体的弹性模量E和泊松比v，取E=?(σ1?σ3)aE==(2)t文[3]指出了对泊松比进行折减的100MPa，v=0.3。?ε1(a+bε1)2必要性。本文采用土体应力-应变满足的双曲线的可以求出以下两种情况时的弹性模量：关系曲线和摩尔-库仑准则，给出了对弹性模量和泊松比折减的必要性，及

8、折减方法。当ε1→∞时，2基本原理2.1弹性模量的折减原理和方法土通常是各向异性、非均质、非线性弹性体。(σ1?σ3)→1/b=(σ1?σ3)ult(3)当ε1→0时Et=1/a=Ei(4)收稿日期：2004-07-12修改稿收到日期：2005-03-22作者简介：张培文，男，1973年生，博士，从事渗流及边坡稳定分析方面的研究。E-mail:zhangpei-wen@1