坡脚位移与边坡安全系数关系数值模拟分析.pdf

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1、第33卷第9期人民黄河V0I_33．No．92011年9月YELL0WRIVERSep．，2011【水利水电工程】坡脚位移与边坡安全系数关系数值模拟分析朱维伟，黄新(1．南京林业大学土木工程学院，江苏南京210037；2．许昌职业技术学院建筑工程系，河南许昌461000)摘要：为研究坡脚位移与边坡稳定安全系数的关系，利用ABAQUS有限元分析软件，建立边坡有限元模型，结合抗剪强度折减法，在改变坡顶均布荷载的情况下分别计算相应的边坡稳定安全系数，并在坡脚范围内选取3个点进行位移观测。观测结果表明：3个观测点各方向的位移均随安全系数的减小而非线

2、性地增大，各点X方向位移的变化幅度比l，方向大，各点I，方向位移在安全系数降低至1时均表现出下降趋势。关键词：边坡；坡脚；位移；强度折减法；有限元法；安全系数中图分类号：TU432文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1000-1379．2011．09．049NumericalSimulationAnalysisoftheRelationshipBetweenDisplacementsattheBaseofSlopeandSafetyFactorsZHUWei．wei，HUANGXin(1．FacultyofCivilEngi

3、neering，NanjingForestryUniversity，Nanjing210037，China；2．DepartmentofConstructionEngineering，XuchangVocationalandTechnicalCollege，Xuchang461000，China)Abstract：Inordertoresearchtherelationshipbetweendisplacementsatthebaseofslopeandsafetyfactors，finiteelementmodelofaslopewasb

4、uiltbyABAQUSfiniteelementsoftware．Thecorrespondingsafetyfactorsweresolvedbycombiningstrengthreductionmethodwithfiniteelementasuniformloadvaluesinthetopoftheslopewerevaried，andthreepointswerealsoselectedonbaseareainordertOrecordtheirdisplacements．Theresultshowsthatdisplacem

5、entsofdiferentpointsonbaseareaincreasenonlinearlywithsafetyfactorsdecrease．X-displacementsvarymorein—tenselythanY-displacements，Y-displacementsassumeadescendingtrendwhensafetyfactorsdecreasenearto1．Keywords：slope；thebaseofslope；displacement；strengthreductionmethod；finiteel

6、ementmodel；safetyfactor边坡安全问题广泛存在于公路、铁路、矿山以及水利工程内摩擦角妒同时除以一个折减系数，，得到一组新的C、值作建设中，边坡失稳引起的滑坡、崩塌灾害往往造成巨大的生命为新的参数进行试算，其中Cc／F，妒=arctall(tan~0／F)。利和财产损失。边坡稳定安全系数降低时，塑性应变从坡脚开始用相应的稳定判断准则，确定相应的，值为坡体的最小稳定安发展，剪应力也集中于此，边坡滑动时，往往表现为滑动带从坡全系数，同时可得到坡体的破坏滑动面。脚部位挤出。笔者采用有限元分析软件ABAQUS建立边坡有强度折减有限

7、元法算法：①建立边坡有限元分析模型，赋限元模型，结合抗剪强度折减法，在坡顶不断增大均布荷载使予坡体各种材料的单元属性，计算边坡的初始应力场，初步分边坡破坏，研究在安全系数逐渐降低时，坡脚位移的变化趋势，析重力作用下边坡的应力、应变和位移变化；②按一定步长逐以期为滑坡的监测与预测等提供依据。渐增大边坡的安全系数F(即土体抗剪强度折减系数)，将折减后的强度参数输入计算模型，重新计算；③不断增大F值，直至1抗剪强度折减有限元法计算不收敛，边坡发生失稳破坏，计算发散前一步的，值即为抗剪强度折减系数是在外荷载保持不变的情况下，边坡坡边坡的安全系数。体

8、所发挥的最大抗剪切强度与外荷载在边坡内产生的实际剪收稿日期：201卜02—15应力之比。边坡内所有坡体抗剪强度的发挥程度相同时的抗基金项目：教育部高等学校博士学科点专项科研基金资