基于位移变化率和强度折减有限元的边坡失稳判定方法

摘要：

采用强度折减有限元法计算边坡稳定时,以变形为基础的失稳判据具有显著的物理意义和工程意义.该文采用变步长的折减方法,基于位移变化率-强度折减系数曲线的转折突变作为失稳判据,并研究特征点的敏感性及选取范围.计算结果表明,当折减系数为1.42时,坡顶水平位移变化率、竖向位移变化率和总位移变化率均发生急剧性的转折.与位移相比,位移变化率-强度折减系数的曲线存在明显的转折突变,可更准确、明显地判断边坡稳定的安全度.至坡顶一定距离范围内的特征点,如位于非塑性区域且非滑动土体时,其位移变化率-强度折减系数的曲线发生转折突变,但曲线在转折点附近存在振荡现象.通过位移变化率计算得到的54个安全系数,平均值为1.420,变异系数为0.0053,不同特征点根据水平位移变化率、竖向位移变化率和总位移变化率得到的安全系数基本一致.当特征点至坡顶的距离≤1倍坡高时,特征点的位移>12 mm,且位移变化率均较大,此时特征点对位移变化率较敏感;当特征点至坡顶的距离>1倍坡高时,特征点位移在5~18 mm之间,但位移变化率大幅度降低,此时特征点对位移变化率的敏感性大幅度降低.考虑边界约束的影响及特征点的敏感性,建议特征点的选取范围为:与坡顶距离为1倍坡高的范围.

关键词：边坡稳定性、模型、边界条件、强度折减法、有限元法、位移变化率

所属期刊栏目：33

分类号：TV871(治河工程与防洪工程)

资助基金：国家自然科学基金51208078,11572262;重庆市前沿与应用基础研究计划cstc2015jcyjA30008;中央高校基本科研业务费专项资金XDJK 2015B007

在线出版日期：2017-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：155-161