有限元强度折减法分析软基边坡稳定性

有限元强度折减法在均质土坡和岩石边坡中已有较多的研究和应用,但应用到强度较低的软基边坡,其模型网格划分和边界条件,与均质边坡有所不同。经对比研究得出软基边坡模型的网格节点密度达到每米2点较为适宜,模型边界应以修正后的坡高H来界定。结合具体工程案例,利用有限元强度折减法复核其稳定,并与极限平衡法进行了对比,结果表明前述网格划分和模型边界设置较为适宜,且有限元强度折减法可以较好的反映边坡应力应变分布。

基于场变量的边坡稳定分析有限元强度折减法

有限元强度折减法在实施过程中往往要根据不同的折减系数手工修改输入文件,并不断进行试算,过程较繁琐。为了简化计算过程,提高计算效率,在有限元强度折减法的基础上,结合ABAQUS提供的场变量,提出一种适用于有限元强度折减计算的新方法——基于场变量的有限元强度折减法。通过在ABAQUS中设置岩土体黏聚力与内摩擦角为场变量的函数,场变量为增量步时间t的函数,从而通过控制增量步时间t实现黏聚力与内摩擦角的折减,通过一次计算即可求得边坡的安全系数,无需手工修改折减系数反复试算。结合有关文献对该方法用于边坡稳定分析的可行性进行了验证,并与二分法确定安全系数的计算效率进行了比较。结果表明:该方法求得的安全系数是有效可靠的,用于边坡稳定性的计算是可行的,简化了有限元强度折减法的计算过程,提高了计算效率。

基于有限元强度折减法的Midas/GTS三维模型露天矿边坡稳定性研究

矿产资源作为世界社会和经济发展的重要物质基础,在各个领域都具有重要的作用。目前,矿石的开采主要分为露天开采和地下开采,露天开采具有安全性高、生产成本低等特点,是许多矿山首先的开采方式。然而随着矿石资源不断向深处开采,深凹露天矿逐渐成为世界上露天矿山的一种发展趋势,在这个过程中出现了大量的高陡边坡,对矿山的安全生产造成了影响。因此,针对露天矿山边坡进行稳定性分析,对于保证矿山安全生产具有重要理论与实际意义。

基于有限元强度折减法加固边坡稳定性分析

本文围绕某街道的加固边坡在实地考察结果的基础上,采用重力式挡墙的加固方式进行加固,利用有限元软件MIDAS/GTS NX建立三维模型,根据强度折减法理论对其进行稳定性分析,检验支护方案对边坡的滑面强度储备是否满足要求,利用其结果对加固支护方案进行深入研究.结果表明,采用重力式挡墙方案进行加固后,边坡安全系数由1.15提高到1.41,边坡的稳定性有了大幅度提高,边坡加固挡墙后改变了坡脚的应力应变状态,能够有效防止坡脚的局部破坏,提升边坡的稳定性.

基于强度折减法的边坡三维有限元稳定分析

为研究地震工况下边坡的稳定响应,基于强度折减法,利用三维有限元模型对边坡进行静力分析和动力时程分析,对比不同工况条件下边坡失稳特征和边坡稳定安全系数。结果表明:高达98.6 m的水库软岩边坡开挖,通过喷砼、系统锚杆和局部预应力锚索等支护后,受地震工况影响,边坡整体位移量和特征断面位移量增加显著,最大位移增加量达到7.6倍;边坡塑性区深度增加明显,最大塑性区深度增加了1.5倍;坡体主应力值的变化量较小,且均为受压状态;在静力、动力工况条件下,边坡总体稳定,边坡安全系数降低约25%;静力、动力工况所对应有限元强度折减法安全系数均满足规范要求。

有限元强度折减法在顺溪场滑坡治理工程中的应用

以边坡的稳定性作为评价指标,采用有限元强度折减法和BP神经网络研究顺溪场滑坡在格构锚固结构治理后的效果.根据监测数据,采用有限元强度折减法研究随时间推移边坡稳定性的变化趋势,并采用BP神经网络预测边坡的长期稳定性,来评价边坡治理的效果.结果表明在设计锚固力下,格构锚固结构治理边坡的稳定性系数与极限平衡法计算结果相符;在使用阶段,随时间推移锚索预应力不断损失,边坡的稳定性也随之下降,最初几个月稳定性下降较快,之后变化逐渐趋于平缓,但在较长的一段时间里边坡稳定性仍会缓慢降低.

基于极限平衡理论与有限元强度折减法的某涉水高边坡稳定性分析

该文以深圳某大型涉水高边坡为研究对象,将极限平衡法和有限元强度折减法原理相结合,从边坡稳定性角度出发,应用理正及有限元软件分别对开挖边坡整体抗滑稳定性和局部面层塑性破坏进行计算分析。研究结果表明,原始边坡安全系数大于规范允许值,边坡防护结果符合稳定性要求,但边坡浅层面在地应力卸荷作用下仍会产生破坏问题,因此,采用锚杆框格梁支护结构来减少边坡面层卸荷崩解破坏对工程安全造成的影响,支护后边坡稳定系数为1.47,满足规范允许值要求。利用圆弧滑动极限平衡法对开挖边坡进行多断面整体稳定分析的同时,采用有限元软件对边坡典型断面的护坡结构进行设计,能够更为全面、准确、快速地分析大型边坡工程的整体抗滑稳定性,并满足局部稳定安全要求,可为类似工程提供借鉴。

基于ANSYS的有限元强度折减法在堆浸场稳定性分析中的应用

针对目前堆浸场边坡稳定性存在的安全问题,根据ANSYS提供的理想非线性弹塑性D-P模型,采用建立在强度折减有限元分析理论基础上的边坡稳定计算方法,对堆浸场边坡进行建模、有限元分析、计算,并得出最危险滑裂面及安全系数。计算结果表明,用ANSYS分析堆浸场边坡稳定具有一定的实用性和可靠性,为堆浸场的的安全管理提供一定的参考依据。

基于有限元强度折减法的边坡开挖后稳定性分析

根据陕西省某抽水蓄能电站工程区边坡的地质勘探数据,结合对工程区上库坝区、下库坝区及库周边坡地质条件和坡体结构的调查,尤其是对控制性边界结构面的调查,建立了上库、下库输水洞进出水口边坡的有限元模型。采用强度折减法对边坡在天然工况、暴雨工况及地震工况下进行了稳定性分析。将计算结果与稳定性安全系数进行对比,可以为抽水蓄能电站的施工提供相关依据。

有限元强度折减法在排土场边坡稳定分析中的应用

介绍了有限元强度折减法的基本原理,阐述了该方法建立模型的原则、分析边坡的优点、边坡整体失稳的依据。结合庐江某排土场露天边坡工程实例,基于有限元强度折减法,运用有限元软件Midas/GTS对该边坡进行了数值分析,得到了边坡在自重作用下的水平位移等值云图,通过边坡整体失稳的依据确定了最危险滑面位置和形状以及整体失稳的安全系数。

基于Phase2的软基边坡有限元强度折减法分析

有限元强度折减法在均质土坡和岩石边坡中已有较多的研究和应用,但对于剪切强度较低的软基边坡应用较少。文章基于Phase2有限元软件针对软基边坡进行研究,选取合适的屈服准则,得出宜采用多条件判断边坡失稳;模型网格节点间距宜取0.5~1m;模型边界范围应以修正后的坡高H来界定。基于此结论,利用有限元强度折减法分析具体工程案例,得出边坡稳定系数和应力应变分布,并据此提出合适的支护桩型式,为此类工程提供借鉴意义。

基于强度折减法的河漫滩软土浅埋偏压连拱隧道洞口边坡稳定性研究

以南京市乌龙山大跨浅埋偏压连拱隧道为背景,基于有限元强度折减法分析了隧道施工过程中洞口边坡的安全系数和塑性区分布特征,探明了不同坡角和隧道埋深下边坡稳定性情况与破坏模式发展规律,并提出相应施工建议。结果表明:边坡角度越大、隧道埋深越小时,隧道开挖过程中上覆边坡的安全系数越低。及时施作隧道衬砌能大幅度提高坡体稳定性,但当隧洞顶部埋深超过洞高的1.5倍后,衬砌加固效果相对有限;当边坡角度为60°时,坡体潜在滑动面将沿隧道浅埋侧拱顶附近产生,当隧道洞顶埋深达1.5倍洞高时,边坡破坏面不再经过隧道,而是分布于拱顶上方;针对隧道洞口段安全性较差问题,建议根据不同隧道埋深和边坡角度采用不同范围的坡表注浆加固方案。当隧道埋深>1.5倍洞高时,无须坡表注浆;当隧道埋深<1.5倍洞高且边坡角度<60°时,应在隧道浅埋侧施工前对坡脚至中隔墙区域进行注浆,且加固深度不应小于隧道拱腰埋深;当边坡角度达60°时,深埋和浅埋侧隧道施工前均需进行坡表注浆。

基于有限元强度折减法的采场结构整体稳定性极限分析

以铜陵某铜矿开采设计稳定性研究为例,利用有限元强度折减法对采场结构的整体稳定性进行了极限分析。计算结果表明,由于采场结构布置和受力复杂,仅靠数值计算解的不收敛性作为整体失稳判据是值得商榷的,而以顶板塑性破坏带大面积贯通、关键点位移突变、破坏单元体积突变和塑性应变最大值突变作为整体失稳判据则具有一致性,可作为采场结构整体失稳的判据,由此得到采场结构的整体安全系数,对地下矿山采场结构稳定性分析具有一定参考作用。

复杂场地变电站基础中预应力管桩荷载传递规律的有限元分析

在山区修建变电站等工程时,经常会遇到复杂场地基础的问题。倾斜软土地基是其中的一种特殊基础,具有独特的工程特性,给变电站的施工带来很大困难。为了研究复杂场地基础中预应力管桩的加固效果,指导预应力管桩设计。利用有限元软件建立了预应力管桩加固斜坡软土地基模型,研究了不同桩间距、桩长对路堤安全系数的影响,分析了预应力管桩的荷载传递规律、沉降以及路堤破坏机理。结果表明,在倾斜软土地基中设置预应力管桩,可以有效减少基础的变形,提高其稳定性;桩间距和桩长的改变对加固效果的影响显著,随着桩间距的减小和桩长的增加,倾斜软土地基变形逐渐减小,路堤安全系数逐渐增大;桩长应深入到嵌固层以下,过度减小桩间距后加固效果提高不大;路堤中部的桩基主要提供承载力,产生竖向位移较大,两侧的桩基主要提供抗滑力,产生横向位移较大;桩身轴力沿桩身先增大再减小,以软土层底面为分界线,上部桩身与下部桩身受剪应力相反,主要受力部位集中在桩端。在相关工程中,可根据需要合理设计预应力管桩的桩长、桩数和桩间距等参数,实现更加经济合理的加固方案。

用有限元强度折减法求边坡稳定安全系数

利用有限单元法 ,通过强度折减来求边坡稳定安全系数。通过强度折减 ,使系统达到不稳定状态时 ,有限元计算将不收敛 ,此时的折减系数就是安全系数。安全系数的大小与所采用的屈服准则有关 ,本文对几种常用的屈服准则进行了比较 ,导出了各种准则互相代换的关系 ,并采用莫尔 -库仑等面积圆屈服准则代替莫尔 -库仑准则 。

边坡稳定及加固分析的有限元强度折减法

将强度折减理论应用于土质边坡稳定及加固的弹塑性有限元分析中,提出了以某一幅值的总等效塑性应变区,从坡脚到坡顶贯通时为边坡破坏的标准,不但物理意义很明确,而且可以根据边坡临界破坏时的等效塑性应变区确定滑动面位置,并认为此前的折减系数即为边坡的安全系数。对某供水改造工程中边坡的稳定性分析及加固计算表明:该破坏判别标准是适宜的,能够在工程实际中加以运用。

基于强度折减法的边坡稳定性三维有限元分析

将强度折减法应用于边坡稳定性分析中,折减土体强度,代入有限元程序进行计算,直至计算不收敛,此时的折减系数即为安全系数。将强度折减法应用于边坡稳定性的三维分析,结合工程实例,基于强度折减法的边坡稳定性有限元法和传统极限平衡法的计算结果,对边坡稳定性二维分析和三维分析的结果进行了对比,表明基于强度折减法的边坡稳定性三维有限元分析是可行的。在边坡稳定性分析中,为得到更符合实际情况的结果,在有条件的前提下宜补充进行边坡稳定性三维分析。

有限元强度折减法在公路隧道中的应用探讨

将有限元强度折减法应用于隧道的稳定性评价。利用有限元强度折减法求得的安全系数与潜在滑动面,不仅可以评价隧道的稳定性和设计的合理性,还可以对支护参数和施工工艺提出改进建议。计算表明,泊松比ν的取值对塑性区范围影响很大,但对安全系数基本上没有影响;围岩等级越高,达到破坏状态时围岩的塑性区范围越大,破坏区却越小,安全系数越高;上覆岩体增厚,同类围岩塑性区范围和最大塑性应变值都增大,而安全系数减小。破坏时围岩等级高的隧道塑性区大,围岩等级低的反而小,因此,单纯根据塑性区范围大小来评判隧道的安全性是值得商榷的。

用有限元强度折减法进行节理岩质边坡稳定性分析

通过对节理岩质边坡非线性有限元模型进行强度折减,使边坡达到不稳定状态时,有限元静力计算将不收敛,此时的折减系数就是稳定安全系数,同时可得到边坡破坏时的滑动面以及破坏过程,而传统条分法无法获得节理岩质边坡的滑动面与稳定安全系数。该方法为节理岩质边坡稳定分析开辟了新的途径,通过算例表明了此法的可行性。

极限分析有限元法讲座——Ⅱ有限元强度折减法中边坡失稳的判据探讨

边坡失稳,滑体滑出,滑体由稳定静止状态变为运动状态,同时产生很大的且无限发展的位移,这就是边坡破坏的特征。有限元中通过强度折减使边坡达到极限破坏状态,滑动面上的位移和塑性应变将产生突变,且此位移和塑性应变的大小不再是一个定值,有限元程序无法从有限元方程组中找到一个既能满足静力平衡又能满足应力-应变关系和强度准则的解,此时,不管是从力的收敛标准,还是从位移的收敛标准来判断有限元计算都不收敛。塑性区从坡脚到坡顶贯通并不一定意味着边坡破坏,塑性区贯通是破坏的必要条件,但不是充分条件,还要看是否产生很大的且无限发展的塑性变形和位移,有限元计算中表现为塑性应变和位移产生突变。在突变前计算收敛,突变之后计算不收敛,表征滑面上土体无限流动,因此可把有限元静力平衡方程组是否有解,有限元计算是否收敛作为边坡破坏的依据。-