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强度折减法在含软弱结构面岩坡稳定性分析中的应用

2014-07-21张云杰

有色金属(矿山部分) 2014年3期
关键词:有限元结构

卜 林,徐 涛,2,张云杰

(1.大连大学 材料破坏力学中心,辽宁 大连 116622;2.东北大学 岩石破裂与失稳研究中心,沈阳 110004)

岩坡的稳定性分析历来是引人关注的重大课题。由于工程实际中的岩质边坡包含大量的不连续结构面(例如节理、硬性结构面、裂隙、断裂破碎带、岩脉以及软弱夹层等),给岩质边坡的稳定性分析带来了非常大的困难。郑颖人等[1-2]将基于强度折减的有限元法引入有限元计算,为含软弱结构面及节理的岩质边坡问题的分析与研究开辟了新的途径。

本文将应用ABAQUS软件进行含软弱结构面的岩质垂直边坡的安全稳定性分析,描绘出坡体塑性变形及水平位移随荷载增加的情况以及塑性区的萌生与发展,由以上所述的分析结果来评价含软弱结构面岩质边坡的稳定性以及相应的安全系数。

1 有限元强度折减法分析的基本原理

用有限元强度折减法分析边坡稳定性的基本原理是:在弹塑性有限元计算过程中将反映岩土体强度的指标C、Φ值除以相应的折减系数F,把得到的一组新的C’、Φ’值作为新的材料参数重新代入到有限元程序中进行计算,当边坡岩土体符合所给定的临界破坏状态的判定条件时,对应的F被称作边坡的最小安全系数,参数C、Φ分别由式(1),(2)求得,而弹性模量E和泊松比v在计算中假设为定值,不随C、Φ 值的变化而变化[3]。

2 有限元法边坡稳定性评判依据

2.1 屈服准则的选取

影响边坡失稳破坏的决定性因素是边坡岩土体的抗剪强度,当最大剪应力达到边坡岩土体的破坏极限时,边坡就会发生失稳破坏。……

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