曾 逸

(双流县水务局,四川双流,610200)

1 引言

目前边坡工程中常用的稳定分析方法是基于极限平衡原理的传统方法。传统稳定分析方法积累了丰富的经验,成果可靠。但是由于传统方法做了很多假设和简化,例如需要假设滑裂面的位置、不考虑条分土体内部的应力应变关系等,不能得出滑坡体真实的应力和变形。

近年来,不少研究者尝试采用有限元方法来进行边坡的稳定性分析。有限元法能全面满足静力平衡条件、应变相容条件和非线性本构关系,可以不受边坡形状不规则、材料不均匀的限制,不需预先假定滑裂面,能模拟滑坡的可能运动方向,确定破坏区的位置和破坏发展情况。

由于许多边坡通常并不受到表面分布载荷的作用,目前大多数学者是通过土体抗剪强度参数的折减而超载使边坡达到极限状态的。即假定实际的土体强度参数(内聚力及内摩擦角)折减某一倍数 Fs后,作为一组新的材料参数代入进行有限元计算,并判断边坡在完成全部加载过程之前是否达到极限状态。如果经过某个 Fs值的折减能够使边坡达到极限状态,而经过比该值稍小的Fs值的折减不能使边坡达到极限状态,此时的 Fs即为安全系数。通过这种方法还可以同时得到临界滑裂面的位置。

在通常的有限元分析程序中,材料参数是需要在输入文件中给定的。为了按照上述方法确定折减系数,需要修改输入文件中的 c和f值进行反复的试算。显然,为了求得安全系数,计算量大,即使采用二分法,一般也需要计算 10次左右[1]。……