边坡稳定分析方法对比研究

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1、边坡稳定分析方法对比研究刘瑞龙汤艳春艾芋段洪波三峡大学土木与建筑学院摘要：边坡稳定是岩土工程中常常遇到的一类问题。木文以边坡稳定性计算中的强度折减法和极限平衡法为背景，利用有限元软件Geo-slpoe和Abaqus分别对两种方法进行了计算对比，并对两种方法在软件屮的实现进行了解析。计算结果表明：两种方法计算的结果几乎一致，可以验证两种方法在边坡稳定中计算的合理性。研究结果为边坡稳定的治理和认识提供了参考。关键词：边坡稳定；极限平衡法;折减系数法;Geo-slope;Abaqus;作者简介：刘瑞龙（1992-），男，河南许昌人，在读研究生，研究方向为岩溶隧道失稳致灾机制。Compara

2、tiveStudyofSlopeStabilityAnalysisMethodsLIURuiTongTANGYan-chunAlQianDUANHong-boCollegeofCivilEngineering&Architecture,ChinaThreeGorgesUniversity;Abstract：Slopestabi1ityisakindofproblemoftenencounteredingeotechnicalengineering.Tnthispaper,basedonthestrengthreductionmethodandthelimitequilibriumme

3、thodinslopestabilitycalculation,thetwomethodsarecomparedandcalculatedrespectivelybyGeo-slpoeandAbaqus,andtherealizationofthetwomethodsinsoftwareisanalyzed.ThecalculationresultsshowthatthecalculatedresuItsofthetwomethodsarealmostthesame,whichcanverifytherationalityofthetwomethodsinslopestability

4、calculation.TheresuItsprovidearefereneeforthestabilityandunderstandingoftheslope.Keyword：slopestab订ity;limitcqu订ibriummethod;rcductioncoefficientmethod;Geo-slope;Abaqus;0引言边坡稳定是岩土工程中的一门大的学科。对于水利工程中的库岸稳定，土木工程屮的基坑开挖，以及道路工程屮的路基边坡稳定性，都需要相关理论的支持。对于边坡稳定性分析方法，一般来说，分为强度折减法和极限平衡法Ill,极限平衡法根据假定以及公式的不同，又可以

5、分为普通条分法，Fellenius法，Bishop法，Janbu法，Spencer法，Mofgenstern-Price法等。对于两种边坡稳定性分析方法，国内外许多学者进行了一定的研究工作:孔不凡及1等将离散元与强度折减法结合，研究了土质边坡和含结构面的岩质边坡的稳定性;刘金对利用强度折减法对河堤边坡加固方案及施工过程进行稳定性计算分析;匡林⑷基于Mohr-Coulomb破坏准则对坡体进行了稳定性分析;李波固基于ANSYS有限元软件对某边坡稳定性利用极限平衡法与强度折减法进行了对比。鉴于两种边坡稳定性分析方法的广泛运用，有必要对两种方法进行相应的介绍，以及两种方法在有限元软件屮如何实

6、现。本文利用大型非线性有限元软件Abaqus与岩土工程软件Geo-slope中的Slope/w模块分别进行边坡强度折减法和极限平衡法（本文以Bishop法为例）的相应介绍，以期为相关研究提供参考。1强度折减法1.1强度折减法原理强度折减法是在外载不变的情况下，对土体的强度参数进行相应的折减，从而获得相应的折减系数，当边坡形成塑性连续破坏或发牛大的位移的时候，此时的折减系数就为该边坡的安全系数，强度折减法相应的理论如下：G^C/F「

7、。在实际的计算中，假定不同的强度折减系数F「，根据强度折减后的参数进行有限元分析，观察计算是否收敛，在整个计算的过程当中，不断的增加片当达到临界破坏的强度折减系数F「时，此时F,就是边坡的安全系数Fso1.2强度折减法在Abaqus中的实现本文中以费康著书《Abaqus在岩土工程中的应用》中土坡为例，土坡模型如图1所示，土坡参数如下：土体重度为20kN/m,黏聚力为12.38kPa,摩擦角为20°。模型网格图如图2所示。图1土坡模型图下载原图在Abaqus