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桩基础双折减系数有限元强度折减法极限分析

岩土力学 2011年第10期32卷 3148-3154页

作者：董天文郑颖人后勤工程学院建筑工程系重庆400041 辽宁省交通高等专科学校道桥系沈阳110122

现行桩基础安全系数是对桩-土系统安全的总体性评价,尚不能明确桩侧剪移摩阻力、桩端阻力的发挥程度,模糊了基桩的力学特性。为此,基于不同的端阻力、桩侧阻力的发生机制以及占总承载力的比例不同,建立了桩端、桩侧地基两种安全储备系数... 详细信息

现行桩基础安全系数是对桩-土系统安全的总体性评价,尚不能明确桩侧剪移摩阻力、桩端阻力的发挥程度,模糊了基桩的力学特性。为此,基于不同的端阻力、桩侧阻力的发生机制以及占总承载力的比例不同,建立了桩端、桩侧地基两种安全储备系数(F1、F2),通过强度折减法非线性有限元极限分析实现了客观评价桩端、桩侧阻力的安全性问题。建议了桩端安全储备系数—位移曲线(F1-s曲线)和桩侧安全储备系数—位移曲线(F2-s曲线)的拐点、桩端安全储备系数—桩端阻力曲线(F1-Qu)和桩侧安全储备系数—桩侧阻力曲线(F2-Qs曲线)的拐点V型尖点的前一折减系数分别为当前桩顶荷载条件下基桩的桩端阻力安全储备系数F1和桩侧阻力安全储备系数F2。分析表明,地基材料的强度参数(c、)接近于实际情况时,双折减系数强度折减法计算结果接近于静载荷试验、荷载增量法和单折减系数法的计算结果,且F1-s曲线拐点、F2-s曲线拐点、F1-Qu曲线V型尖点、F2-Qs曲线V型尖点等物理意义较明确,计算的桩-土系统安全储备系数F接近于单一折减系数法确定的安全储备系数,双安全储备系数F1、F2具有一定实用性。

关键词：桩基础有限元极限分析强度折减法极限荷载双折减系数

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基于离散元的强度折减法分析岩质边坡稳定性

岩土力学 2006年第10期27卷 1693-1698页

作者：雷远见王水林中国科学院武汉岩土力学研究所武汉430071

将通用离散元UDEC与强度折减法结合,对含多结构面的岩质边坡的稳定性进行了分析。通过对节理岩质边坡的UDEC模型中的可变形块体和节理单元的强度参数进行折减,使模型不能再达到平衡状态,此时的折减系数就是边坡的安全系数,另外,由对应... 详细信息

将通用离散元UDEC与强度折减法结合,对含多结构面的岩质边坡的稳定性进行了分析。通过对节理岩质边坡的UDEC模型中的可变形块体和节理单元的强度参数进行折减,使模型不能再达到平衡状态,此时的折减系数就是边坡的安全系数,另外,由对应的边坡块体的速度矢量可以确定滑动面和边坡的破坏形态。通过与传统的条分法的结果比较,表明基于UDEC的强度折减法是一种可靠、有效的方法,为复杂节理岩质边坡的滑动面确定与安全系数计算开辟了新的途径。

关键词：离散元方法 UDEC 强度折减法节理岩质边坡稳定性分析

基于非均质边坡强度折减法的三维桥基边坡稳定性分析

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岩土力学 2014年第S2期35卷 653-661页

作者：胡松山童申家刘斌清谭华覃润浦广西交通科学研究院广西道路结构与材料重点实验室南宁530007 广西交通科学研究院道路工程研究所南宁530007 西安建筑科技大学土木工程学院西安710055

基于场变量的强度折减法,以三维一般边坡和陡边坡作为算例模型,对非均质边坡的折减范围进行研究。研究中借鉴某学者研究成果,在ABAQUS中对岩体材料的抗剪强度参数(c,?)和抗拉强度参数T同时进行强度折减,并结合目前边坡失稳判据存在的不... 详细信息

基于场变量的强度折减法,以三维一般边坡和陡边坡作为算例模型,对非均质边坡的折减范围进行研究。研究中借鉴某学者研究成果,在ABAQUS中对岩体材料的抗剪强度参数(c,?)和抗拉强度参数T同时进行强度折减,并结合目前边坡失稳判据存在的不足,提出采用坡体内关键部位特征点位移增量??与强度折减系数增量t?F之比值t???F和强度折减系数tF关系曲线的突变点来确定边坡的临界失稳状态。结果表明,对于一般边坡,只有当黏聚力相差不大的情况下,对黏聚力较小土层实施局部折减才能得到合理的安全系数,对于坡体内存在岩质相差较大的边坡建议采用整体强度折减,相反对于高陡三维边坡而言对相对较软的岩体进行局部折减可以得出较为可信的结果。通过与传统特征点位移法判据相比较,验证了t t???F-F法的实用性和合理性,同时基于该判据计算出桥基边坡运营期间的安全系数,可为岸坡治理提供理论依据。。

关键词：三维桥基边坡强度折减法非均质边坡失稳判据安全系数

基于有限元强度折减法的边坡动力稳定性可靠性分析

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岩土力学 2013年第7期34卷 2084-2090页

作者：吴应祥刘东升宋强辉欧益宏后勤工程学院军事土木工程系重庆401311 后勤工程学院岩土力学与地质环境保护重庆市重点实验室重庆401311 重庆市地质矿产勘查开发局重庆400071 兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室兰州730000

传统有限元强度折减法在边坡稳定性数值分析中取得了一定的成功,但由于未考虑岩土体材料参数的变异性等不确定性因素,尚不能直接应用于边坡稳定性特别是动力稳定性可靠性分析问题。为此提出了基于有限元强度折减法的地震边坡动力稳定性... 详细信息

传统有限元强度折减法在边坡稳定性数值分析中取得了一定的成功,但由于未考虑岩土体材料参数的变异性等不确定性因素,尚不能直接应用于边坡稳定性特别是动力稳定性可靠性分析问题。为此提出了基于有限元强度折减法的地震边坡动力稳定性可靠性分析方法。将有限元极限分析法、动力分析法和可靠性分析法三者耦合,分析求解边坡在地震作用下的动力稳定性可靠性问题,并将这一过程在数值计算程序中得以实现。在计算分析过程中,克服了原方法需不断人工试算才能得到边坡安全系数而无法量化处理问题,并对边坡动力失效准则进行了适用于程序化的改进,使其计算过程完全实现自主运行。结合典型算例分析结果表明,该方法显著的特点是能较全面地反映岩土体的动力特性和边坡岩土体材料强度参数的变异性及相关性,所得结果相对更加合理且更符合工程实际。该方法既是对有限元强度折减法的应用范围的有益推广,也为边坡动力稳定性可靠性问题研究提供了一条新的有效途径。

关键词：边坡有限元强度折减法动力可靠度可靠性分析

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岩坡稳定的三维强度折减法分析

岩石力学与工程学报 2006年第12期25卷 2546-2551页

作者：陈菲邓建辉中国科学院武汉岩土力学研究所四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065

目前,强度折减法基本上用于边坡的二维稳定分析。为研究其在岩石边坡三维稳定分析中的适用性,选择平面滑动和楔形体滑动2个经典算例,运用强度折减法求解其安全系数,并与***和***给出的解析解进行对比。计算结果表明,数值解与解析解非常... 详细信息

目前,强度折减法基本上用于边坡的二维稳定分析。为研究其在岩石边坡三维稳定分析中的适用性,选择平面滑动和楔形体滑动2个经典算例,运用强度折减法求解其安全系数,并与***和***给出的解析解进行对比。计算结果表明,数值解与解析解非常接近,模拟的滑动方向与理论假定也基本一致。算例中,结构面使用实体单元模拟,为此进一步探讨结构面单元厚度和网格密度对计算精度的影响;结构面均为平面,其厚度为块体高度的1/10～/200,厚度与单元数对安全系数的计算结果影响不大。对特征点位移准则和塑性区贯通准则进行比较分析,认为结构面塑性区贯通收敛准则在理论上与极限平衡理论较为吻合,实际应用上也易于操作,作为收敛准则较为合理。三滑面五面体滑动算例进一步验证该方法的适用性。

关键词：边坡工程岩坡三维稳定性分析强度折减法

变模量弹塑性强度折减法及其在边坡稳定分析中的应用

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岩石力学与工程学报 2009年第7期28卷 1506-1512页

作者：杨光华张玉成张有祥广东省水利水电科学研究院广东广州510610 武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072 中国建筑第三工程局有限公司湖北武汉430070

目前用于边坡稳定性分析的数值方法中的强度折减法通常是仅对强度参数进行折减,且采用的是理想弹塑性模型。该方法主要用于求解边坡的安全系数,由于其在弹性阶段是按线弹性且对弹性模量不折减,故未能充分考虑屈服前岩土体的非线性,采用... 详细信息

目前用于边坡稳定性分析的数值方法中的强度折减法通常是仅对强度参数进行折减,且采用的是理想弹塑性模型。该方法主要用于求解边坡的安全系数,由于其在弹性阶段是按线弹性且对弹性模量不折减,故未能充分考虑屈服前岩土体的非线性,采用这种理想弹塑性模型的强度折减法计算所的变形偏小。基于Duncan-Chang非线性本构模型,提出在弹性阶段对弹性模量也进行折减的变模量弹塑性模型强度折减法,可以获得更符合实际的变形场,模量的变化是依据简化的非线性本构模型来实现的。通过与条形基础沉降的理论解和原位压板试验结果对比,证实了新方法在获得合理位移场方面的合理性。将其初步应用于边坡工程的变形计算,并希望由此进一步建立变形与安全系数的关系,以便于更合理地进行现场变形监控。如果采用变形突变来确定安全系数,理想弹塑性模型的强度折减法更明显一些。因此,建议采用理想弹塑性模型的强度折减法确定安全系数,采用变模量弹塑性模型强度折减法确定变形场。

关键词：边坡工程强度折减法边坡稳定分析变形计算本构模型

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边坡稳定性分析的虚单元强度折减法

岩石力学与工程学报 2019年第S2期38卷 3429-3438页

作者：林姗郭昱葵孙冠华杨永涛张国华中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 中交第二公路勘察设计研究院有限公司湖北武汉430056

基于增量法弹塑性力学原理和双线性投影算子,结合强度折减法和φ-ν不等式,提出边坡稳定性分析的虚单元强度折减技术。然后,求解不同强度折减系数下均质边坡及非均质边坡的变形,并讨论方法的网格依赖性问题。数值算例验证了方法的正确... 详细信息

基于增量法弹塑性力学原理和双线性投影算子,结合强度折减法和φ-ν不等式,提出边坡稳定性分析的虚单元强度折减技术。然后,求解不同强度折减系数下均质边坡及非均质边坡的变形,并讨论方法的网格依赖性问题。数值算例验证了方法的正确性和有效性。研究表明:(1)所建立的模型能很好地处理任意多边形单元,数学基础牢靠,便于实现,且计算精度与单元形状无关;(2)该模型能够准确计算边坡的安全系数,模拟边坡的渐进失稳过程,为边坡(滑坡)设计提供依据。

关键词：边坡工程强度折减法虚单元法边坡稳定性有限元法

基于遍布节理模型的边坡稳定性强度折减法分析

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岩土力学 2006年第4期27卷 537-542页

作者：吴顺川金爱兵高永涛北京科技大学土木与环境工程学院北京100083

采用非线性数值分析方法分析边坡稳定性问题时,强度折减法因其具有较多的优点而得到广泛应用。岩土体一般采用理想弹塑性模型,屈服准则为广义米赛斯准则。对于密集节理岩质边坡稳定性问题,采用遍布节理模型可同时考虑岩块和节理属性,更... 详细信息

采用非线性数值分析方法分析边坡稳定性问题时,强度折减法因其具有较多的优点而得到广泛应用。岩土体一般采用理想弹塑性模型,屈服准则为广义米赛斯准则。对于密集节理岩质边坡稳定性问题,采用遍布节理模型可同时考虑岩块和节理属性,更符合岩体状态及工程实际,认为岩体经强度折减后潜在破坏可能首先出现在岩体中或沿节理面或二者同时破坏。结合工程实例,基于遍布节理模型的强度折减法计算结果表明,潜在滑移面为折线型滑面,下部潜在滑移面倾角与节理面等效内摩擦角基本一致,上部潜在滑移面与岩体拉破坏相关;节理倾角与边坡安全系数、潜在滑动范围密切相关,陡倾角节理对边坡稳定性影响较小。通过对边坡失稳判据和边坡滑移面确定的探讨,认为以力或位移不收敛作为边坡失稳判据是适当的,而边坡的剪应变速率物理意义十分明确,适于作为边坡潜在滑移面的确定依据。

关键词：强度折减法岩质边坡遍布节理模型稳定性失稳判据潜在滑移面

基于局部强度折减法的边坡多滑面分析方法及应用研究

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岩土力学 2014年第3期35卷 847-854页

作者：李小春袁维白冰石露中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点试验室武汉430071

边坡最危险滑动面的搜索方法一直是研究的热点,但边坡内部次级滑动面也可能不满足安全设计要求,因此,考虑边坡多条滑动面的分析方法亦应得到关注。在传统强度折减法中,对边坡整个区域的抗剪强度参数进行折减,此方法仅可得到一个临界滑... 详细信息

边坡最危险滑动面的搜索方法一直是研究的热点,但边坡内部次级滑动面也可能不满足安全设计要求,因此,考虑边坡多条滑动面的分析方法亦应得到关注。在传统强度折减法中,对边坡整个区域的抗剪强度参数进行折减,此方法仅可得到一个临界滑动面和最小安全系数。提出了一种基于局部强度折减法的多滑面分析方法,即首先定义单元安全系数的概念,并且计算边坡每个单元的安全系数,然后自动搜索出单元安全系数处于不同范围内的单元集合,对各个单元集合的强度参数进行折减计算,即可得到不同安全系数对应的滑动面。通过单台阶和双台阶边坡算例验证了该方法的可行性,结果表明,随着安全系数的增大,潜在滑面的深度和潜在滑动区域亦增大。最后把该方法应用到某隧道进口仰坡的稳定性评价中,通过该方法得到的多级滑动面与现场监测数据吻合较好。

关键词：多滑动面强度折减法边坡稳定性分析安全系数