浅谈强度折减法边坡稳定分析失稳判据研究及龙潭港岸坡稳定性计算

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1、河海大学硕士学位论文强度折减法边坡稳定分析失稳判据研究及龙潭港岸坡稳定性计算姓名：王成龙申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：王保田;李守德20070601摘要摘要边坡稳定分析的方法很多，传统上主要采用极限平衡分析方法。近年来，强度折减法被引入以后，采用有限单元法进行边坡稳定分析，能直接得到安全系数(强度折减系数)和最危险滑动面，并且能反映出边坡的应力场分布，还可以反映边坡的渐进破坏过程。由于强度折减法所具有的以上优点，使数值分析的方法具有代替极限平衡分析法的趋势，因此成为近期研究的热点。强度折减法是结合有限元或有限差分等数值计算方法来实现对边坡稳定

2、进行分析的。强度折减到何值时作为lI每界状态对计算结果有较大影响。目前，有好几种临界判据，其中以收敛准则为最常用，收敛准则的设定有着很大的人为因素，对一个设定边坡，不同研究者设定不同的收敛值，可能得到不同的安全系数。针对这一问题，本文研究了最大不平衡力判据的适用性。计算结果表明，在各种条件下，最大不平衡力判据计算结果具有良好的一致性，并避免了计算过程中人为给定l临界值的缺点。本文通过FLAC3D程序中内置的FISH语言，进行了最大不平衡力临界判据的给定。此外，对比了目前三个常用判据：收敛判据、位移突变和塑性区判据的异同之处。在此基础上，对边坡安全系数的几

3、个主要影响因素(弹性模量和泊松比、剪胀角、荷载和水位等)进行了分析。论文对南京龙潭港区扩建工程的岸线边坡进行了稳定分析。分别采用规范介绍的极限平衡法和笔者基于FLAC3D程序的强度折减法分析了该工程岸线边坡最危险剖面的稳定性。计算结果表明：两种方法计算的结果相同，基于FLAC3D的强度折减法适用于实际工程。关键词：强度折减法、失稳判据、FLAC3D、稳定分析、龙潭港AbstractTherearemanymethodsfortheslopestabilityanalysis，thetraditionallimitequilibriummethodisma

4、inlyused．Theseyearsaftertheshearstrengthreductionmc&odtakentothefiniteelementmethodtoanalyzeslopestability,thefactorofsafety(shearstrengthreductioncoefficient)andthedangerousslipfaceareobtainedstraightly．Thestressdistributionandtheprocessoffailuredevelopmentareshownalso．Becauseof

5、theseadvantagesofshearstrengthreductionmethod,thisnumericalanalysismethodisthehotapot．TheshearstrengthreductionmethodiscarriedoutwitllFEMorFDM．Thesafetyfactorisdependentonthevalueoftheshearstren垂hreduced．Now,therealeafewcriterions,duringwhichthenumericalconvergencecriterionisfreq

6、uentlyused．Thereare$omeartificalfactorsofthiscriterion．Foronegivenslope,differentfactorsofsafetyareobtainedwithdifferentconvergencevaluesbydifferentresearchers．Themaximumunbalancedforcecriterionisstudiedinthispaper．Itisindicatedthattheresultsofdifferentexamplesobtainedbyunbalance

7、dforcecriterionalewellmatched．Thedisadvantageofgivingcriticalvalueisavoidedbyusingthiscriterion．ThemaximalunbalancedforcecriterionisgivenwiththeFishlanguageofFLAC3Dinthispaper．Thethreecommoncriterionsinshearstrengthreductionmethodarecomparedwitlleachother,suchastheconvergencecrit

8、erion，thesharpchangeofdisplacementandpla