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强度折减法分析隧道整体稳定性

公路交通科技 2011年第4期28卷 91-95页

作者：安永林黄戡彭立敏彭建国丁国华湖南科技大学湖南省普通高等学校土木工程施工过程与质量安全控制重点实验室湖南湘潭411201 中南大学土木建筑学院湖南长沙410075 湖南省交通规划勘察设计院湖南长沙410008

为了判断武广客运专线浏阳河隧道DIIK1563+340～DIIK1563+410地段上台阶开挖时围岩的横向稳定性,应用强度折减法原理和有限元仿真软件建立每个强度折减系数下的仿真模型,研究拱顶沉降、地表沉降、主应力和塑性区与强度折减系数的关系,... 详细信息

为了判断武广客运专线浏阳河隧道DIIK1563+340～DIIK1563+410地段上台阶开挖时围岩的横向稳定性,应用强度折减法原理和有限元仿真软件建立每个强度折减系数下的仿真模型,研究拱顶沉降、地表沉降、主应力和塑性区与强度折减系数的关系,并分析隧道失稳形态。结果显示隧道的稳定安全系数为2.3,破坏首先发生在隧道两侧拱脚附近,然后向拱腰发展,并向地表扩展;拱顶沉降、地表沉降、塑性区对强度折减系数较敏感。因此,隧道施工中应保证锁脚锚杆的安设质量及工字钢落脚的稳固;并考虑监测中变形容易监测而塑性区不易监测,隧道监测应以拱顶沉降或地表沉降作为隧道失稳的主要判据。

关键词：隧道工程强度折减法稳定分析

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基于动态和整体强度折减法的边坡稳定性分析

岩石力学与工程学报 2014年第2期33卷 243-256页

作者：陈国庆黄润秋石豫川许强成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059

基于强度折减法的边坡稳定性评价只能获得静态单一的安全系数。为获得边坡渐进失稳过程中的稳定性状况,提出基于动态和整体强度折减法的边坡动态稳定性评价方法,利用动态强度折减法搜索出渐进扩展的滑动面,并结合整体强度折减法计算安... 详细信息

基于强度折减法的边坡稳定性评价只能获得静态单一的安全系数。为获得边坡渐进失稳过程中的稳定性状况,提出基于动态和整体强度折减法的边坡动态稳定性评价方法,利用动态强度折减法搜索出渐进扩展的滑动面,并结合整体强度折减法计算安全系数的优势,在边坡渐进失稳过程中计算动态安全系数,从而实现对边坡失稳全过程的分析和调控。首先,利用动态强度折减法确定出一系列扩展的滑动面,然后,在每一步折减中降低滑动面的强度参数,随后采用整体强度折减法计算此刻的安全系数。最后进行滑动面扩展–安全系数的对应分析,根据安全系数的动态变化规律对边坡进行稳定性评价和支护。两实例计算表明,动态强度折减法获得的滑动面与实际监测数据相吻合,合理反映边坡(滑坡)的变形破坏特征。利用动态和整体强度折减法的各自优势,获得边坡渐进失稳过程中的一系列动态安全系数,更利于边坡的稳定性判断及支护措施建议。相比于极限平衡法,动态强度折减法也更适合于非均质边坡的稳定性评价,能搜索出正确的潜在滑动面。

关键词：边坡工程稳定性评价滑动面扩展强度折减法动态安全系数

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基于强度折减法的边坡稳定性三维有限元分析

岩石力学与工程学报 2004年第16期23卷 2690-2693页

作者：马建勋赖志生蔡庆娥徐振立西安交通大学土木工程系西安710049

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... 详细信息

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。

关键词：岩土力学边坡稳定性强度折减法有限元三维分析

基于强度折减法确定边坡临界滑面的小波变换法

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岩土力学 2017年第6期38卷 1827-1831页

作者：聂治豹郑宏张谭北京工业大学建筑工程学院北京100124

临界滑面的确定一直是岩土工程界研究的热点问题。利用有限元-强度折减法对二维边坡进行稳定性分析时,对于进入极限平衡状态的边坡而言,沿边坡深度方向的等效塑性应变最大值点一般也就是临界滑面上的点。然后通过预设一组相互平行且与... 详细信息

临界滑面的确定一直是岩土工程界研究的热点问题。利用有限元-强度折减法对二维边坡进行稳定性分析时,对于进入极限平衡状态的边坡而言,沿边坡深度方向的等效塑性应变最大值点一般也就是临界滑面上的点。然后通过预设一组相互平行且与坡面近似垂直的直线,找出各直线上等效塑性应变的最大点,可得到一系列呈波动状分布的点,这些点构成了一组一维的信号函数;再利用小波分析对数据进行平滑处理就可得到边坡的临界滑面。通过经典算例分析并与Spencer法等前人的研究成果比较,结果表明该方法是合理有效的,可以用于边坡临界滑面的确定。

关键词：边坡稳定性分析强度折减法临界滑面小波分析

采用边坡稳定性强度折减法分析弹性应变能突变判据

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中南大学学报（自然科学版） 2009年第4期40卷 1054-1058页

作者：柴红保曹平林杭赵延林中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083 胡南科技大学能源与安全工程学院湖南湘潭411201

为分析采用强度折减法确定边坡安全系数过程中边坡弹性应变能随折减系数变化与边坡失稳破坏的内在联系,建立数值模型,记录边坡弹性应变能与折减系数关系曲线;通过对某边坡的分析,绘制弹性应变能与折减系数关系曲线。研究结果表明:采用... 详细信息

为分析采用强度折减法确定边坡安全系数过程中边坡弹性应变能随折减系数变化与边坡失稳破坏的内在联系,建立数值模型,记录边坡弹性应变能与折减系数关系曲线;通过对某边坡的分析,绘制弹性应变能与折减系数关系曲线。研究结果表明:采用强度折减法,当边坡处于稳定状态时,折减系数增大引起边坡变形增大,导致边坡体弹性应变能随之增大;但是,边坡岩土体能够承受的弹性应变能是有极限的,当折减系数增大到某一值时,边坡体的弹性应变能达到极限,再增大折减系数将导致边坡失稳破坏;边坡体弹性应变能与折减系数服从指数关系;利用弹性应变能与折减系数关系曲线得到的边坡安全系数与采用其他经典的方法所得边坡安全系数基本一致,弹性应变能随折减系数变化而变化的规律可以作为边坡稳定性强度折减法分析的失稳判据。

关键词：强度折减法失稳判据能量安全系数

软土地区偏压基坑抗隆起稳定安全系数的强度折减法研究

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岩土工程学报 2019年第A01期41卷 13-16页

作者：史吏倪定宇闫自海陈娟胡敏云浙江工业大学建筑工程学院浙江杭州310014 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州311122

针对偏压工况下软土地区基坑开挖的坑底隆起问题,建立了二维有限元强度折减分析模型。对偏压范围、偏压距离以及偏压荷载大小对抗隆起稳定安全系数的影响进行了数值模拟分析,同时对比了极限平衡法、极限分析法和上述数值方法在偏压工况... 详细信息

针对偏压工况下软土地区基坑开挖的坑底隆起问题,建立了二维有限元强度折减分析模型。对偏压范围、偏压距离以及偏压荷载大小对抗隆起稳定安全系数的影响进行了数值模拟分析,同时对比了极限平衡法、极限分析法和上述数值方法在偏压工况下的抗隆起稳定安全系数。结果表明:偏压范围越大或偏压距离越小,基坑抗隆起稳定安全系数越小;不同深宽比下的基坑抗隆起稳定安全系数均随偏压荷载大小增加而线性减小;Terzaghi极限平衡法和极限分析法均高估了偏压基坑的抗隆起稳定性,偏危险;Bjerrum&Eide极限平衡法和基于Prandtl机构的规范法低估了偏压基坑的抗隆起稳定性,偏保守。

关键词：基坑偏压荷载抗隆起稳定性有限元法强度折减法

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考虑岩土体流变特性的强度折减法研究

岩土力学 2008年第1期29卷 101-105页

作者：陈卫兵郑颖人冯夏庭赵尚毅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武汉430071 后勤工程学院建筑工程系重庆400041

用强度折减法分析边坡稳定性时,不需要事先假定滑面的位置和形状,具有较强的适用性。但在岩土体的力学性质方面仅考虑其弹塑性,而忽略了岩土体的流变性。流变是岩土材料的基本力学特性,很多边坡产生大变形乃至失稳都与岩土体流变具有一... 详细信息

用强度折减法分析边坡稳定性时,不需要事先假定滑面的位置和形状,具有较强的适用性。但在岩土体的力学性质方面仅考虑其弹塑性,而忽略了岩土体的流变性。流变是岩土材料的基本力学特性,很多边坡产生大变形乃至失稳都与岩土体流变具有一定关系。采用强度折减原理,分析了岩土体流变特性对边坡变形及稳定的影响。研究表明,岩土材料的流变特性使强度折减时每点的变形值增大,对边坡稳定具有不利影响。

关键词：流变强度折减法边坡稳定安全系数

一种考虑变形参数和强度参数协调折减的强度折减法研究

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岩土力学 2016年第7期37卷 2096-2100页

作者：袁维郝笑甜李小春白冰王伟陈祥军籍晓蕾石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043 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湖北武汉430071 重庆工商职业学院重庆400052 中国兵器工业北方勘察设计研究院有限公司河北石家庄050043

对于一种确定的岩体材料而言,岩体的变形参数与强度参数存在一种必然的内在联系。从材料性质来看,强度折减法的本质就是在当前边坡构型和岩体重度条件下,寻找另一种合适的岩体材料使边坡恰好达到临界状态。显然,若只对黏聚力和内摩擦角... 详细信息

对于一种确定的岩体材料而言,岩体的变形参数与强度参数存在一种必然的内在联系。从材料性质来看,强度折减法的本质就是在当前边坡构型和岩体重度条件下,寻找另一种合适的岩体材料使边坡恰好达到临界状态。显然,若只对黏聚力和内摩擦角进行折减而其他参数保持不变,折减后的材料参数则可能违背岩体强度与变形参数之间存在的必然联系,即新找到的岩体材料客观上不存在。因此,在对黏聚力和内摩擦角进行折减时,有必要对岩体的其他力学参数进行调整。基于以上认识,提出了一种考虑变形与强度参数协调折减的强度折减法,探讨了变形参数(弹性模量和泊松比)、抗拉强度对安全系数、塑性区的影响,结果表明,同时考虑变形参数与强度参数协调折减的方案所得的安全系数最小,与极限平衡法的计算结果最为接近,且该方案所得的剪切塑性区主要集中在临空面附近,边坡模型中下部的剪切塑性区范围较小,同时,在边坡顶部区域出现张拉屈服区,此种塑性区分布范围最接近边坡实际破坏状态。

关键词：强度折减法变形参数抗拉强度安全系数塑性区

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基于强度折减法裂纹贯穿隧道围岩稳定性分析

河北地质大学学报 2023年第2期46卷 59-64页

作者：吴波任子明刘聪郑卫强蔡俊华李贻材东华理工大学土木与建筑工程学院江西南昌330013 三明蒲炎高速公路有限公司福建三明365001

文笔山隧道穿过隧道断层带,围岩存在发育节理和裂纹。针对该情况,借助ABAQUS对裂纹以不同倾角贯穿隧道不同位置进行模拟,分析裂纹对隧道稳定性的影响。引入强度折减法和应力强度因子对隧道的稳定系数进行求解,评价隧道围岩的稳定性。结... 详细信息

文笔山隧道穿过隧道断层带,围岩存在发育节理和裂纹。针对该情况,借助ABAQUS对裂纹以不同倾角贯穿隧道不同位置进行模拟,分析裂纹对隧道稳定性的影响。引入强度折减法和应力强度因子对隧道的稳定系数进行求解,评价隧道围岩的稳定性。结果表明:裂纹连接隧道的破裂面,围岩形成滑动区,不利于隧道围岩的稳定。从拱顶处贯穿隧道的45°倾角裂纹对围岩的稳定性最为不利;在隧道拱肩和拱脚处,裂纹的倾角越小,隧道围岩的稳定性越差;在倾角为90°时,由于从拱肩贯穿的裂纹靠近拱脚,隧道围岩的稳定性也因此降低。基于强度折减法计算结果,提出了以特征位置的改变量作为判据隧道围岩稳定性的新方法;对于文笔山隧道过断层带段,给出围岩加固方案以减小裂纹带来的不利影响,为工程提出指导意见。

关键词：公路隧道裂纹数值分析强度折减法塑性区应力强度因子