岩质边坡稳定性分析中的四个要点1204.ppt

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1、岩质边坡稳定性分析中的四个要点潜在滑动面的确定潜在滑动面的模拟稳定性评价方法预应力锚固效果分析与评价目录潜在滑动面的确定要点一1滑动面的确定◇土质边坡、破碎岩质边坡最大剪应力等值线刚体极限平衡法滑弧搜索法◇岩质边坡地质结构面根据地质资料与经验，将可能形成潜在滑动面的软弱结构面进行连同，其中安全系数最小为可能潜在滑动面次生滑动面加固措施引起的新的危险滑动面点安全度等值线赤平投影法潜在滑动面的模拟要点二1滑动面的模拟◇无滑动面的方法◇Goodman节理单元模型◇Katona内界面单元模型◇无界面的方法采用薄层实体单元模拟滑动面弹簧单元节点的接触对单

2、元单元二维Goodman单元模型二维内界面单元模型滑动面的模拟存在的问题◇滑动面模拟的必要性问题坡顶滑移不连续变形坡脚剪出不连续变形有界面、节理单元模拟滑动面无滑动面只能反映边坡的连续变形无界面方法有界面、节理单元模拟滑动面坡顶滑移不连续变形坡脚剪出不连续变形用连续变形描述不连续变形单元尺度容易产生畸形◇Goodman单元存在的问题1、切向刚度与法向刚度很难测定，需试算多次2、会发生相互嵌入现象，引起计算不收敛缺点：同一数量级的安全系数Goodman单元法向刚度与切向刚度比对边坡安全系数的影响1、法向刚度与切向刚度在同一数量级时，安全系数的变化

3、不大不同数量级的安全系数2、法向刚度与切向刚度不在同一数量级时，安全系数的变化较大，差一个数量级，安全系数大约差20﹪T=10时边坡位移矢量图T=100时边坡位移矢量图T=1时边坡位移矢量图◇Katona内界面单元模型优势：1、不需要确定节理、断层Kn、Ks，通过接触面两侧的模量变化来反映Kn的影响；2、直接采用节理、断层的C、Φ值，摩尔—库仑定律确定接触面滑动、固定、分离等状态；边坡稳定性评价方法要点三现有常见边坡稳定性分析方法极限平衡方法传统有限元方法（E,P）有限元强度折减法有限元超载法基本假定“精确”解析解与工程实际不符“精确”求解的过

4、程与方法精确基本假定？数学解析方法刚塑性假定同时破坏假定不考虑滑床变形无法考虑开挖刚体极限平衡法1.1误差的由来1刚体极限平衡法的误差的由来误差1.2刚体极限平衡法存在的不足②强度参数的选取③计算方法的局限④不符合“潘家铮极大值原理”⑤适用范围单一⑥评价方法单一①破坏标准的判定破坏的标准是按照滑动面同时破坏而制定的，并没有考虑滑坡的渐进破坏在计算中要么选取峰值强度，要么选取残余强度，没有考虑峰值强度向残余强度的变化无法模拟边坡施工过程、开挖引起的二次应力场，加固措施、加固时机、渗流、地震等作用的影响无法体现出滑面上的拉剪应力的传递与转移及滑体内

5、部的内力调整，滑面将发挥最大抗滑能力的特性只能模拟均质性较强的土质边坡，无法模拟真实岩质边坡的非均质、各向异性的性态以及连续变形与非连续变形的破坏模式只能模拟均质性较强的土质边坡，无法模拟真实岩质边坡的非均质、各向异性的性态以及连续变形与非连续变形的破坏模式1.3有限元分析滑坡稳定性的优势◆符合滑坡实际的破坏模式◆引入塑性理论，随拉剪应力超限，强度参数由峰值强度向残余强度转化◆符合潘家铮“极大值原理”，能反映滑坡破坏的内力与应力的调整◆能够模拟各种性态的滑坡均质性较强的土质滑坡；非均质、各向异性的岩质滑坡◆评价方法全面既能稳定性控制，又能整体、

6、局部的变形控制2边坡稳定性分析方法的比较2.1传统有限元法（弹性,弹塑性分析）滑动面的模拟——界面单元、摩擦单元通过有限元方法模拟真实条件下边坡的岩层、断层、风化层参数与工程性状，获得接近真实情况下的应力、变形等成果安全系数——界面单元、摩擦单元的分析成果（法向应力与剪切应力成果）①弹性分析②弹塑性分析不考虑拉应力初级思想2.2有限元强度折减法*临界滑动条件的判定标准①、不收敛；②、发散；③、折减过程中位移曲线的突变点*折减的内容①、所有结构面按同一比例同时折减?；②、只折减控制结构面（K大于1.0的那个面)；理想弹塑性——不计残余强度，峰值强

7、度=残余强度弹塑性软化——计入残余强度，残余强度<峰值强度,c、f不同*折减的过程2.3有限元超载法*临界滑动条件的判定标准①、不收敛；②、发散；③、折减过程中位移曲线的突变点理想弹塑性——不计残余强度，峰值强度=残余强度弹塑软化——计入残余强度*计算的过程*超载的方式◇滑面拉剪应力转移后的真实安全储备在有限元分析中，当滑动面拉、剪应力超限时，荷载将向它周围进行转移。通过拉剪应力转移，边坡滑动面部分被拉开或发生滑移，只对未发生拉开和滑移的滑动面部分进行安全系数求解。◇根据边坡使用目标，确立其安全使用界限可分别根据边坡在使用过程中的主要失稳诱发因

8、素分别进行“超载”计算，分别确定出边坡的极限水位、极限承重、极限开挖角度、极限地震烈度等界限值作为设计与管理的原则与指标。◇边坡开挖动态仿真设计与优化