FLAC~(2D)强度折减法的边坡稳定性分析

强度折减法是边坡稳定性分析中重要的方法之一,在岩土工程领域应用广泛.为分析边坡土层性质对其稳定性影响,基于强度折减法采用有限元软件对不同土层条件下公路边坡稳定性进行研究.结果表明,随强度参数内摩擦角和黏聚力降低,边坡稳定性逐渐降低,且边坡稳定性对内摩擦角变化更为敏感.

阐述了有限元强度折减法的基本原理,利用强度折减法对尾矿坝进行了边坡稳定计算,同时通过简化毕肖普法和瑞典圆弧法对其结果进行了对比分析,证明基于有限元理论的强度折减法的计算结果是可信的,其安全系数值可以作为定量判断的依据。

为了评价某山坡露天矿边坡的稳定性,应用有限差分强度折减法,对该矿山人工边坡的稳定性进行了计算分析,并与传统的极限平衡法的计算结果进行了对比。结果表明,由于有限差分强度折减法克服了极限平衡法未能考虑材料本构关系的不足,因而更能实际的模拟边坡计算模型,更客观的分析边坡的稳定状态,求得的边坡安全系数更为合理。

将有限元强度折减法应用于边坡稳定分析中,探讨了该方法的基本原理、安全系数的定义、屈服准则和失稳判据等。采用强度折减法对某边坡进行稳定性分析,并与传统极限平衡法求得的安全系数进行对比。计算结果表明,采用塑性区贯通或特征点位移突变为失稳判据确定的安全系数与传统极限平衡法的计算结果很接近,表明有限元强度折减法能够满足工程应用。建议在有限元强度折减法中联合采用塑性区贯通和特征点位移突变作为边坡的失稳判据。

结合某公路边坡实例，运用大型有限元软件midas/gts建立边坡的平面应变二维模型，基于有限元强度折减法，对锚杆加固前后的边坡稳定性进行了研究，主要分析了锚杆加固前后边坡塑性破坏区以及安全系数的变化；同时着重讨论了锚固长度、锚杆间距、倾角等因素对边坡整体稳定性的影响，对影响边坡整体稳定性的因素进行了敏感性研究，分析了各因素与边坡安全系数之间的规律。

针对云南某矿边坡所出现的移动和破坏现象,本文采用flac分析法结合该矿的实际情况对边坡稳定性进行模拟分析,分析结果表明边坡整体处于极限平衡状态,但随着开挖的继续（20m深）,边坡的稳定性将会进一步恶化且边坡破坏形式主要以复合型平面破坏为主。此时需要对边坡加强变形监测,并通过对防护措施：整体放缓、支挡、锚杆（索）加固、局部放缓的综合比较确定该矿的最优防护处置方案。从而避免边坡灾害的发生。

针对贵州省乌木铺岩质高边坡,采用有限元强度折减法进行抗滑稳定性分析。由于该坡体内岩体天然特性不均匀,存在各种节理与结构面,而其稳定性则主要由节理与结构面所控制。根据该高边坡高、陡、险等特点,建立高边坡的变形破坏分析模型,综合采用有限元强度折减法和极限平衡法对其潜在变形破坏模式、高边坡稳定性等进行详细研究,对比分析两者分析结果,合理评价该高边坡的整体稳定性,并在此基础上提出高边坡加固方案。

基于动态和整体强度折减法,运用ansys、flac3d构建模型,对西南某岩质边坡不同工况下的稳定性进行动态分析。结果表明,坡体易沿泥岩、砂岩层内节理裂隙产生滑坡等地质灾害;整体强度折减法得出的塑性区域过大,与实际情况不符,动态强度折减法得出的塑性区域与实际情况相符;坡体在自然条件下较为稳定,但在降雨条件下边坡安全系数小于极限值,有发生失稳的危险。

使用有限元分析软件abaqus,并结合强度折减法,对边坡稳定性进行了研究。研究结果表明:当边坡加固时,边坡的整体稳定性得到了明显的提高；在运用abaqus和强度折减法模拟分析边坡稳定性时,模型的建立、网格的划分密度、单元类型的选取及材料模型的选用等对计算结果都有影响；边坡失稳判据的选用原则及其判据是否存在统一性,值得进一步研究。

文章结合某路堑高边坡工程,采用有限元方法建立高边坡平面应变模型并且进行强度折减,系统研究了影响高边坡稳定性的因素并对高边坡进行了初步设计。结果表明:强度折减法可以通过分析节点水平位移从而分析边坡的稳定性。

利用极限平衡法,对顺层岩质边坡进行双强度系数折减分析,提出了折减系数增幅比,根据增幅比确定抗剪强度折减原则,当坡体达到极限状态时确定其极限折减系数。分别以坡体的张拉裂缝深度和充水深度为单一变量,对比分析坡体稳定性发生变化时内摩擦角和黏聚力对其影响程度,最后根据双强度折减分析中极限折减系数定义坡体权重安全系数。研究表明:双强度折减法能够考虑内摩擦角和黏聚力对坡体的影响程度,对顺层岩质坡体进行双参数折减分析,最终定义双参数折减中内摩擦角的折减系数值为坡体安全系数,该结果更符合实际工程,能够为同类问题提供参考。

结合工程算例,采用强度折减有限元法,对边坡治理前后的稳定性进行了分析。结果表明,有限元强度折减法能更加直观的得到坡体的实际破坏形式,求得的边坡稳定系数更接近边坡的实际稳定状态,显示出其在边坡稳定性分析中的一定优势。

对于高边坡，因主观原因准许不能准确地把握滑动面及坡体的实际变形状态，不利于边坡稳定性设计。本文大型通用有限元分析软件abaqus作为分析平台，采用强度折减法，建立坡体安全系数与失稳机理的边坡稳定性有限元模型。该模以迭代计算不收敛作为边坡失稳判断依据，分析坡体初始设计的稳定性。通过改变坡体设计方案，来提高坡体整体的安全系数。结果表明：通过分层降低设计坡比，可实现提高坡体的安全系数，但是提高效果有限；基于强度折减法的有限元数值迭代不收敛判决有助于坡体稳定性初步设计。

探讨了强度折减法的基本原理、安全系数、屈服准则和破坏标准等内容,结合ansys有限元软件,对水泥库边坡工程在不同破坏标准下的稳定性进行对比分析.计算过程中,随着折减系数的不断改变,会得到不同的黏聚力和内摩擦角参数值,再将其输入到ansys中的等面积d-p本构方程中计算至不收敛,发现边坡的安全系数与此时的折减系数是相等的.结果表明:采用塑性区贯通和位移的突变作为边坡破坏标准所得到的安全系数与传统方法计算得到的安全系数十分接近,从而表明有限元强度折减法在边坡稳定性分析中具有可行性.

将有限元强度折减法与abaqus软件相结合,充分运用abaqus软件强大的数据处理功能以及动态显示广义塑性应变和塑性区的开展情况,以此来判断边坡的整体稳定性。在abaqus软件实施有限元强度折减法的过程中,通过不断线性增大强度折减系数fr的大小,得到多组不同的抗剪强度参数cm和φm值的组合以及塑性区的开展情况。当塑性区趋于贯通且广义塑性应变和位移均发生突变时,则此时边坡处于临界破坏状态,对应的强度折减系数fr即为给定条件下的最小稳定安全系数。通过一个典型分层边坡的实例分析,表明该法可以准确求解安全系数和对应的滑动面位置,在复杂条件下的边坡稳定性分析中同样是简便实用的。

吴砦古城是一座\"悬崖上的抗金古城\"[1],有着悠久的历史文化,为加强古城文物古迹的保护,同时为了确保受古城高边坡威胁的居民的安全,利用基于有限元法的madisgts软件中的强度折减法,选取古城高边坡的典型地质剖面,在室内土工试验获取高边坡土体力学参数的基础上,通过高边坡稳定性抗剪强度参数反演,确定了卵石土的重度、粘聚力和内摩擦角等参数,进行了吴砦古城高边坡稳定性定量分析,经计算确定高边坡处欠稳定状态,并通过最大剪应变和有效塑性应变云图确定了潜在滑动面位置,为该高边坡的治理设计提供了有效数据,为治理方案的抉择提供了有力证据。

将强度折减技术与快速拉格朗日元法相结合,对某岩质高边坡进行了稳定性分析评价.并与极限平衡法分析结果进行了比较.结果表明,基于强度折减的快速拉格朗日元法不需要假设滑动面形状位置,确定的最危险滑移面是一条具有一定宽度的滑移带,与实际情况极为吻合,它能合理简便地确定边坡的稳定性系数,是进行岩质边坡稳定性评价的有效方法.

针对雨后土体强度不断降低的情况,利用有限差分强度折减法,对边坡的稳定性进行了数值分析,将计算结果与监测数据进行了比较。分析表明:数值模拟路堤中潜在滑动面很好地吻合了由监测结果分析得出的滑动面,路堤的滑动从坡体后缘软弱面开始,逐渐展开贯通至整个滑动面。通过数值模拟结果和实际工程结果的对比,证明有限差分强度折减法在边坡稳定性分析中进行工程应用是可行的。

有限元强度折减法在边坡稳定分析中得到广泛应用。以abaqus为平台,通过控制强度参数随场变量的变化实现土体强度参数折减,一次计算即可求得稳定系数。重点分析了场变量步距大小对边坡稳定系数的影响。结果表明:在进行强度折减时应当采用小步距的场变量拟合强度参数折减曲线。

由于有限元强度折减法十分贴近工程设计，在路堑边坡稳定分析中具有较强的应用前景。本文对s216线公路路堑高边坡采用强度折减法进行有限元数值模拟分析，为高边坡的加固方案提出了建议。

工程上常采用极限平衡法分析边坡的安全稳定性,但由于极限平衡法的局限性,使得计算结果只能反映边坡安全系数的大小,不能确定边坡在施工各个阶段的变形稳定情况,因此以永宁高速公路边坡为研究对象,通过plaxis有限元强度折减法对边坡施工过程中可能产生的变形、位移进行模拟分析,得到分步施工状况下,施工各阶段边坡的变形图以及整体的安全系数,并将结果与极限平衡法计算结果进行对比分析。结果表明:边坡的安全系数随着坡体的逐级开挖会不断降低,需及时进行支护加固,强度折减法所确定的边坡最终滑动面形状与极限平衡法计算结果较为一致,且安全系数差值仅为3%,从而也验证了强度折减法对于分步施工边坡安全稳定性分析的适用性与正确性。

工程上常采用极限平衡法分析边坡的安全稳定性,但由于极限平衡法的局限性,使得计算结果只能反映边坡安全系数的大小,不能确定边坡在施工各个阶段的变形稳定情况,因此以永宁高速公路边坡为研究对象,通过plaxis有限元强度折减法对边坡施工过程中可能产生的变形、位移进行模拟分析,得到分步施工状况下,施工各阶段边坡的变形图以及整体的安全系数,并将结果与极限平衡法计算结果进行对比分析.结果表明:边坡的安全系数随着坡体的逐级开挖会不断降低,需及时进行支护加固,强度折减法所确定的边坡最终滑动面形状与极限平衡法计算结果较为一致,且安全系数差值仅为3％,从而也验证了强度折减法对于分步施工边坡安全稳定性分析的适用性与正确性.