高恭星

（重庆大学土木工程学院，重庆400030）

0 引言

边坡的稳定性可以用安全系数K来表示。K>1,边坡稳定；K=1，为临界状态；K<1，边坡失稳。

目前，在工程中计算边坡的稳定性的方法主要是建立在极限平衡理论的基础上如Janbu法、瑞典条分法、Bishop法等。在计算安全系数时需要假设滑动面的形状。而用有限元法分析，考虑材料的属性，应力应变的关系，满足力的平衡，不用做任何假设，计算完成后不仅能得到比较准确的安全系数，而且还能得到破坏时的滑移面，塑性应变区域、应力场、位移场等结果。用有限元法分析边坡，可以考虑复杂土层介质，边坡内部的介质的应力应变，分析各种形状的边坡。在得出安全系数的同时还可以清楚认识边坡滑移的类型，这对边坡加固工程具有指导性作用。

用有限元分析边坡的稳定性一般采用强度折减法。本文基于强度折减法理论，运用ANSYS分析边坡的稳定性。

1 有限元强度折减法的原理

有限元强度折减法的原理就是将岩土体的抗剪强度指标减小为c/K，tamφ/K， 把经计算出的c'和φ'代替原来的c和φ，重新代入有限元中进行计算，反复迭代。当岩土体达到极限平衡时，有限元计算不收敛，边坡破坏。此时对应的折减系数K为边坡的稳定安全系数[1]。

2 边坡失稳判据

在有限元计算中，不断增大K值，降低坡体的稳定性，直到边坡破坏。判断边坡是否失稳，主要有以下几种判据：（1）有限元计算是否收敛：在有限元迭代计算中，当计算不收敛时，认为边坡破坏。（2）塑性区是否贯通：在有限元计算中不断增大K值，可以得到边坡塑性应变的应力云图，当塑性区从坡底到坡顶贯通时，认为边坡破坏。（……