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1、第28卷第11期岩土力学Vol.28No.112007年11月RockandSoilMechanicsNov.2007文章编号：1000－7598－(2007)11－2309－06边坡稳定有限元分析中的三个问题1,21,22王栋，年廷凯，陈煜淼（1.大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室，大连116024；2.大连理工大学岩土工程研究所，大连116024）摘要：对大型有限元软件ABAQUS进行二次开发，提出了自动搜索安全系数的边坡稳定有限元分析模型。在此基础上进行大量变动参数研究，探讨了迭代不收敛、塑性区贯通及等效塑性应变贯通等3种边坡失稳判据
2、的内在联系与适用性，其中迭代不收敛判据易于自动搜索的编程实现，且较少依赖研究者的经验。大多数情况下单元阶次不影响安全系数的确定，但一阶单元有时可能高估安全系数，建议采用二阶单元。基于更新拉格朗日格式实施边坡稳定大变形有限元分析，结果表明迭代不收敛准则不适用于大变形分析。关键词：边坡稳定；失稳；有限元；安全系数；大变形中图分类号：U416.1+4；TB115文献标识码：AThreeproblemsinslopestabilityanalyseswithfiniteelementmethod1,21,22WANGDong,NIANTing-kai,C
3、HENYu-miao(1.StateKeyLaboratoryofCoastalandOffshoreEngineering,DalianUniversityofTechnology,Dalian116024,China;2.InstituteofGeotechnicalEngineering,SchoolofCivilandHydraulicEngineering,DalianUniversityofTechnology,Dalian116024,China)Abstract:Tostudytheslopestabilitywithshears
4、trengthreductiontechnique,alargefiniteelement(FE)software,ABAQUS,iscustomizedandlinkedintoourprogramwiththefunctionofautomaticsearchingforthesafetyfactor.BasedonresultsfromFEmodeldeveloped,threeindicatorsofslopefailure,e.g.non-convergenceofsolution,theplasticzoneextendingfrom
5、theslopetoetothetopandthecriticalvalueofplasticstrainalongthepotentialfailuresurface,arediscussed.Furthermore,theinherentassociationofthreefailureindicatorsisillustrated.Thenon-convergencecriterionisfitforcodingtheprogramwithautomaticsearchingforsafetyfactor,aswellaslessdepen
6、dantonusers’experiences.Inmostcasestheorderofmeshelementsslightlyaffectsthesafetyfactor,butlinearelementstendtooverestimatethesafetyfactorsometimes.Itisthusadvisedtoadoptsecond-orderelements.LargedeformationFEanalysesforslopestabilitywerecarriedoutinupdatedLagrangianformulati
7、on;anditisfoundthenon-convergencecriterioncannotbetakenasareasonableindicatorofslopefailure.Keywords:slopestability;failure;finiteelements;safetyfactor;largedeformation并比较上述3种判据的适用性。1前言有限元网格对安全系数计算精度的影响主要体[7]采用强度折减有限元法进行边坡稳定分析时，现在两方面，即网格疏密和单元类型。张鲁渝等首先需要确定判断边坡失稳的准则。现有的边坡失曾给出确定
8、4节点四边形单元密度的参考指标，一[3,7][1,2,8]稳判据大致可以分为3类：（1）折减后的土体强度阶单元和二阶单元在边坡稳定性分析
