岩土结构稳定分析 合集二

在平面应变条件下，采用基于弹塑性有限元应力应变分析的滑面应力分析法对重力式挡土墙结构的稳定性及主动土压力进行研究，该法可直接评判挡土墙结构整体的抗滑稳定。通过与传统土压力理论比较分析，发现挡土墙后土体达到临界状态时，利用该法得到的滑裂面的安全系数、破裂角和主动土压力幅值与理论解有较好的一致性，表明本文方法可行、可靠。随后对填土性质参数进行了敏感性分析，并运用该法对挡土墙结构进行了深层抗滑稳定安全验算，可为重力式挡土墙结构安全设计提供可靠依据和技术支撑。

基于地震动力时程反应和随机地震反应，用有限元边坡稳定性分析方法，分析了正弦波作用下模型坝边坡的稳定性，以此作为该方法的数值验证；而后，通过对地震动力作用下土石坝边坡稳定性的分析，对地震动力作用下影响坝体边坡最危险滑裂面位置及稳定性的动力影响因素进行了有益的探讨，并指出，地震动力作用下土石坝边坡与正弦波作用下模型坝边坡的最危险滑动面位置有所不同。

本文引入有限元稳定分析法来求解土体结构的极限承载力。在有限元应力应变分析的基础上，通过搜索临界滑动面并增大外荷载使临界滑动面安全系数为1.0来确定极限承载力，并指出由此得到的极限承载力是土体结构沿临界滑动面整体达到极限平衡时的真正承载力。算例表明此法可行，同时将该方法推广到求解边坡极限承载力和地基承载力。文中还研究了边坡极限承载力同自重和坡角的关系。与各传统地基承载力公式比较发现，在土体内摩擦角比较大时，经验公式均低估了地基承载力。最后分析了计算参数变化对地基承载力的影响。

放弃了传统简化Bishop法的整体力矩平衡条件的假设。根据土体沿滑动面极限平衡的充分必要条件定义滑动稳定安全系数，使简化Bishop法适用于任意形状的潜在滑动面。给出了适用于任意形状滑动面的简化Bishop法的安全系数计算方法以及相应的最危险滑动面的搜索方法。计算结果表明本文方法具有较高精度，且滑动面位置符合实际，该方法可以应用于实际工程的边坡稳定分析。改进的方法概念简明，计算简单，适用性强。

The finite element limit equilibrium method (FELEM) is increasingly used in slope stability analyses. The greatest advantage of the FELEM is its time-saving analysis process, which does not require the iterative strength reduction process used in the strength reduction finite element method. The conventional FELEM calculates

stresses using the finite element method with the elastic-perfectly plastic Mohr-Coulomb model and searches for the critical slip surface with the minimum safety factor. To further enhance and broaden the applicability of the FELEM, a 2D and 3D slope stability FELEM using elastic finite element stress fields is proposed. Five typical soil slope problems, a 2D rock slope problem involving a nonlinear failure model and a 3D shallow slope problem are adopted to validate the proposed FELEM. The results indicate that this method can be applied to solve various slope problems.