有限单元法分析边坡稳定的若干问题研究_秦卫星

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1、------------------------------------------------------------------------------------------------有限单元法分析边坡稳定的若干问题研究_秦卫星第27卷第4期岩土力学Vol.27No.42006年4月RockandSoilMechanicsApr.2006文章编号：1000－7598－(2006)04―0586―05有限单元法分析边坡稳定的若干问题研究秦卫星1，陈胜宏1，陈士军2（1.武汉大学水资源与水电

2、工程科学国家重点实验室，武汉430072；2.中国水利水电建设集团公司，北京100000）摘要：系统介绍了有限单元法分析边坡稳定的基本原理，对安全指标与判断标准两个重要方面进行了详细论述，并采用面向对象技术编制了相应的可视化分析软件AFEAS。结合一个边坡稳定工程实例，对比了有限单元法和刚体极限平衡法的分析结果。分析结果证明了所给的安全指标与判断标准是可行的，并表明了有限单元法分析边坡稳定的优越性。关键词：边坡稳定；有限元法；安全指标；判断标准；AFEAS软件中图分类号：TP311文献标识码：A

3、AstudyonsomeissuesforslopestabilityanalysisbyfiniteelementmethodQINWei-xing,CHENSheng-hong1,CHENShi-jun21——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------（1.StateKey

4、LaboratoryofWaterResourcesandHydropowerEngineeringScience,WuhanUniversity,Wuhan430072,China;2.SinohydroCorporation,Beijing100000,China）Abstract:Fundamentaltheoriesofslopestabilityanalysisbyfiniteelementmethodareintroducedsystematically.Safetyindexand

5、judgingcriterionarediscussedindetail;andrelatedvisualanalysissoftwareAFEASisdevelopedbyobject-orientedtechnique.Anengineeringexampleofslopestabilityanalysisisgiven;relatedfiniteelementanalysisresultsarecomparedwithresultsofrigidbodylimitequilibriumme

6、thod.Analyticalresultsverifysafetyindexandjudgingcriterionfeasibleandshowadvantagesofanalyzingslopestabilitybyfiniteelementmethod.Keywords:slopestability;finiteelementmethod;safetyindex;judgingcriterion;AFEASsoftware1引言在开采矿山、兴修铁路和水利工程中经常会遇到岩石边坡稳定问题，它

7、不仅关系到工程的成败，而且关系到人民的生命财产安全。因此，获取和分析岩石边坡的特性和研究岩石边坡失稳的机理以给出边坡失稳预警具有重要意义。——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------评价边坡稳定性有多种方法，不同的边坡可以采用不同力学模型与分析方法，分析目的和精度要求也有不同

8、方法与之适应。边坡稳定性分析方法主要有极限平衡法、极限分析法、有限单元法、块体单元法及其它数值分析方法。极限平衡法经过70多年的发展，积累了丰富的经验，但由于该方法本身没有考虑岩体的应力-应变关系[1,2]，不能获得坡体真实受力。极限分析法虽然克服了上述不足，能够在一定程度上考虑土体的应力-应变关系，但也只能给出假定滑裂面上的应力场及速度场，不能考虑坡体变形及其对边坡稳定的影响[3,4]，而实践表明稳定与变形有着相当密切的关系，坡体失稳往往伴随较大的垂直沉降与侧向变形。有限单元法满足了静力许可、