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1、第32卷第3期公路交通技术Vol.32No．32016年6月TechnologyofHighwayandTransportJun．2016DOI:10.13607/j.cnki.gljt.2016.03.006基于强度折减法的土质边坡安全系数计算王钰(中铁十一局集团第五工程有限公司,重庆400037)摘要:利用有限元强度折减法并结合FLAC3D程序,对二维均质土坡、二维非均质土坡和三维均质土坡3个经典算例进行分析。采用3类失稳判据分别判定边坡的安全系数,并将其与极限平衡法的计算结果进行对比。结果表明:有限元强度折减法与极限平衡法的计算结果接近
2、相等,能够较精确地计算土质边坡安全系数;3类失稳判据判定的安全系数不完全相等,但差别甚微,表明3类失稳判据都能用于判定边坡临界失稳状态。关键词:强度折减法;土质边坡;安全系数;极限平衡法;失稳判据文章编号:1009-6477(2016)03-0023-04中图分类号:U416.1+4文献标识码:ACalculationofSafetyCoefficientsofSoilSlopeBasedonStrengthDeductionMethodWANGYuAbstract:Thispaperanalyzes3typicalcalculationex
3、amplesof2Dhomogeneousslope,2Dheterogeneousslopeand3DhomogeneousslopebymeansoffiniteelementstrengthdeductionmethodandincombinationwithFLAC3Dprogram.Thepaperdeterminessafetycoefficientsofsloperespectivelybymeansof3-instabilitycriteriaandcomparesitwiththecalculatedresultofthel
4、imitequilibriummethod.Theresultsshowthatthecalculatedresultsofthefiniteelementstrengthdeductionmethodandlimitequilibriummethodarealmostequalandtheycancalculatesafetycoefficientsofsoilslope;safetycoefficientsdeterminedby3-instabilitycriteriaarenotfullyequalwithlittledifferen
5、ce,showingthat3-instabilitycriteriacanbeusedtodeterminethecriticalinstabilitystatesofslope.Keywords:strengthdeductionmethod;soilslope;safetycoefficient;limitequilibriummethod;instabilitycriterion土质边坡稳定是经典土力学最早试图解决而至求安全系数并非最小安全系数等问题。[1]今仍未圆满解决的问题之一。边坡安全系数是有限元强度折减法在一定程度上能够克服极
6、限[5]综合考虑所有边坡稳定性影响因素后,对边坡稳定平衡法的上述问题。其考虑了岩土材料本构关性最直观的一个定量评价指标。因此,研究如何快系、无需假定潜在滑动面、可得到边坡渐进破坏过程速和精确地计算土质边坡安全系数具备一定的工程和适用多种复杂条件等优势,近年来得到许多工程[2]价值和社会意义。人员的青睐。目前,土坡安全系数计算方法主要有极限平衡[3]法、极限分析法和有限元强度折减法等。极限平1有限元强度折减法衡法是边坡安全系数计算中最经典和应用最广泛的1.1有限元强度折减法基本原理方法,如常见的瑞典条分法、Bishop法、Janbu法和有限元强
7、度折减法的基本原理是利用有限元软[4]Sarm法等。极限平衡法计算原理简单,计算土质件通过逐步折减边坡岩土材料抗剪强度参数使边坡边坡安全系数较精确。然而该方法建立在不断假设达到临界破坏状态,此时的折减系数就是边坡的安[6]潜在滑动面的基础上,因此仍然存在计算量大和所全系数。假设边坡岩土体满足莫尔-库伦强度收稿日期:2015-11-23作者简介:王钰(1974-),男,吉林省四平市人,本科,工程师。24公路交通技术第32卷-5准则,则其安全系数定义式为:比小于10。ctanφ利用有限元强度折减法求解边坡安全系数。当00FOS==c1tanφ1折
8、减系数增大到1.21时,数值计算不收敛,根据数式中:FOS为边坡安全系数;c0、φ0分别为边坡原始值计算收敛性判据求得边坡安全系数为1.21。折粘聚力和内摩擦角;c
