边坡稳定分析有限元强度折减法失稳判据探讨
2012-10-21李同春
三峡大学学报(自然科学版) 2012年2期
梁 艳 李同春
(河海大学 水利水电学院,南京 210098)
有限元强度折减法是Zienkiewicz于1975年提出的一种边坡稳定分析方法,与传统极限平衡法相比而言,有限元强度折减法通过对某一强度折减系数下的边坡进行弹塑性有限元分析,得到其应力场、应变场及位移场;然后,根据一定的失稳判据对边坡的稳定情况进行判断.不需要事先确定滑裂面的位置和形状,最危险临界滑裂面也可以按一定的规则搜索出,因而能解决复杂的工程问题.随着计算机技术的迅速发展以及各种大型成熟软件的推出,有限元强度折减法逐渐成为边坡稳定分析研究的热点,得到学术界及工程界的广泛关注.现行的边坡失稳判据主要有以下几种:①以有限元迭代求解过程的不收敛作为边坡失稳的判据[1];②以塑性区(或等效塑性应变)从坡脚到坡顶贯通作为边坡失稳的判据[2];③以坡体内特征部位位移发生突变作为边坡失稳的判据[3-7].
失稳判据的选择是有限元强度折减法的关键问题,很多学者对此进行研究,但到目前为止没有形成统一的认识.本文利用有限元强度折减法对典型边坡算例进行分析,研究了非线性迭代方法对计算结果的影响,并对位移曲线拐点状态及塑性区判据进行了探讨分析.
1 强度折减法基本原理
强度折减法中边坡稳定的基本原理基于强度储备概念,其安全系数定义为:使边坡刚好达到临界破坏状态时,对岩土体的抗剪强度进行折减的……
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