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基于强度折减有限元法的堤防边坡稳定敏感性分析 被引量:1
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作者 张从从 肖艳 +1 位作者 刘晨 袁波 《水电能源科学》 北大核心 2025年第4期217-220,共4页
为探讨堤防边坡相关参数对边坡稳定性的影响,以某堤防边坡为例,将数值模拟和数理统计法相结合,基于强度折减有限元法用ABAQUS有限元软件计算出边坡安全系数,采用正交设计法选取具有代表性的边坡系数、内摩擦角、粘聚力、弹性模量4个边... 为探讨堤防边坡相关参数对边坡稳定性的影响,以某堤防边坡为例,将数值模拟和数理统计法相结合,基于强度折减有限元法用ABAQUS有限元软件计算出边坡安全系数,采用正交设计法选取具有代表性的边坡系数、内摩擦角、粘聚力、弹性模量4个边坡参数作为影响因素进行搭配组合试验,每个因素上下浮动固定值,设置出4个水平变量进行极差分析和单因素敏感度分析,研究4个因素对边坡稳定的影响程度。结果表明,粘聚力、内摩擦角、边坡系数、弹性模量对堤防边坡稳定性影响程度依次降低,粘聚力越大,堤防边坡越稳定;内摩擦角越大,堤防边坡越稳定;边坡系数越大,堤防边坡越稳定;弹性模量取值越大或越小时堤防边坡安全系数反而下降,取中间值时堤防边坡安全系数最大。在今后的堤防治理中,应按边坡参数对边坡稳定性影响程度综合考虑设计增强边坡稳定性的方案,研究成果可为类似堤防治理工程提供参考。 展开更多
关键词 强度折减有限元法 边坡稳定性 正交试验 敏感性分析 极差分析
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基于上限有限元的隧道围岩最短路径非等比强度折减分析
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作者 路喆津 周华龙 +2 位作者 杨峰 黄鼎中 丁战恒 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2025年第6期168-174,共7页
针对传统强度折减法中黏聚力与内摩擦角等比例折减的局限性,将强度折减最短路径理论与极限分析上限定理有效结合,构建基于MATLAB的高阶单元+间断线的上限有限元强度折减程序;结合马蹄形隧道围岩稳定性算例,揭示非等比例强度折减下,黏聚... 针对传统强度折减法中黏聚力与内摩擦角等比例折减的局限性,将强度折减最短路径理论与极限分析上限定理有效结合,构建基于MATLAB的高阶单元+间断线的上限有限元强度折减程序;结合马蹄形隧道围岩稳定性算例,揭示非等比例强度折减下,黏聚力c_(0)与内摩擦角ϕ_(0)折减比例及围岩破坏范围的演化规律。研究结果表明:所构建的强度折减上限解与极限分析软件OPTUM G2及既有文献结果吻合良好;折减路径长度平方值L^(2)与比例因子ξ=F_(c)/F_(ϕ)呈先降后升的3次函数关系,其极小值点对应围岩最不利失稳状态,印证最短路径强度折减理论的合理性;最短折减路径下,黏聚力折减幅度始终大于内摩擦角,但二者差异随隧道埋深增大而减小;隧道埋深增大导致拱脚处高耗散能区域更加集中,围岩综合安全系数下降5.64%~7.12%,局部失稳风险增加。研究结果可为隧道稳定性极限分析提供新思路。 展开更多
关键词 上限有限元 围岩稳定性 强度折减法 最短路径理论 破坏模式
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大跨铁路混凝土梁矮塔斜拉桥结构体系研究 被引量:7
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作者 刘晓春 符应文 +2 位作者 李海华 谢腾飞 韦国华 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期134-140,共7页
为研究不同结构体系对大跨铁路混凝土梁矮塔斜拉桥力学性能的影响,并寻求最优的结构体系,以崇凭铁路上金左江双线特大桥为背景,采用MIDAS Civil和ANSYS软件建立主桥有限元模型及车-轨-桥耦合动力学模型,对半飘浮体系、刚构体系、塔梁固... 为研究不同结构体系对大跨铁路混凝土梁矮塔斜拉桥力学性能的影响,并寻求最优的结构体系,以崇凭铁路上金左江双线特大桥为背景,采用MIDAS Civil和ANSYS软件建立主桥有限元模型及车-轨-桥耦合动力学模型,对半飘浮体系、刚构体系、塔梁固结体系和塔梁固结-刚构组合(高墩塔墩梁固结、矮墩纵向设置双排活动支座)体系方案进行比选,分析典型工况下主桥的静、动力特性。结果表明:在列车活载和温度作用下,采用塔梁固结-刚构组合体系的桥梁受力性能良好,采用较小的梁高即可满足桥梁结构的刚度要求;CRH2列车编组通过时不同结构体系的桥梁结构和列车编组的动力响应值均满足要求,考虑温度变形影响时不同结构体系对列车运行的安全性和舒适性的影响较小。基于力学性能计算结果,上金左江双线特大桥主桥最终采用塔梁固结-刚构组合体系。 展开更多
关键词 铁路桥 矮塔斜拉桥 结构体系 塔梁固结-刚构组合体系 静力性能 动力性能 有限元法
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翁结水库碾压混凝土重力坝动力特性及其抗滑稳定分析 被引量:3
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作者 严克兵 杨翔 +2 位作者 朱代富 任旭华 张继勋 《三峡大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第2期35-41,共7页
重力坝是水利工程中最常用的主要水工建筑物之一,混凝土重力坝在地震作用下的动力稳定是坝工设计中的重要问题.本文以翁结碾压混凝土重力坝为对象,取位于河谷中的7、8号溢流坝段和9号非溢流坝段,建立三维有限元模型,通过计算分析了碾压... 重力坝是水利工程中最常用的主要水工建筑物之一,混凝土重力坝在地震作用下的动力稳定是坝工设计中的重要问题.本文以翁结碾压混凝土重力坝为对象,取位于河谷中的7、8号溢流坝段和9号非溢流坝段,建立三维有限元模型,通过计算分析了碾压混凝土重力坝在不同工况下的应力变形规律及抗滑稳定性.结果表明:静力荷载作用下,坝体位移符合重力坝一般规律,坝踵主拉应力范围较小;动力荷载作用下,位移等响应在坝顶达到最大,符合鞭鞘效应特征,同时坝体残余位移较小,坝体在一些部位出现瞬时拉应力超标现象,坝基塑性区未发生贯通;对7、8号坝段和9号坝段在建基面及碾压层面进行抗滑稳定验算,坝体坝基均满足稳定要求. 展开更多
关键词 碾压混凝土重力坝 有限元法 静力分析 动力特性 稳定性
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动静组合加载下锚固裂隙岩体的止裂与吸能机理 被引量:1
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作者 韩凤岩 余东峰 +2 位作者 陈瑜 黄林冲 徐志胜 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1418-1424,共7页
为研究锚杆对深部含裂隙岩体的锚固止裂效应,进行了不同冲击气压下的动静组合加载试验.基于优化的锚杆界面力学模型,建立了新型有限差分法-离散元法(FDM-DEM)耦合数值分离式霍普金森杆系统及锚杆模型.对裂隙岩体和锚固裂隙岩体的力学特... 为研究锚杆对深部含裂隙岩体的锚固止裂效应,进行了不同冲击气压下的动静组合加载试验.基于优化的锚杆界面力学模型,建立了新型有限差分法-离散元法(FDM-DEM)耦合数值分离式霍普金森杆系统及锚杆模型.对裂隙岩体和锚固裂隙岩体的力学特性、能量耗散及破坏特征进行了研究,并从细观能量耗散角度阐述了锚杆在动荷载下对裂隙岩体的锚固机理.结果表明:裂隙岩体和锚固裂隙岩体的动态抗压强度随冲击气压的增大而增加,锚杆对裂隙岩体的锚固效应可提高动态抗压强度,减小裂隙岩体的冲击后破坏程度,锚固裂隙岩体能量吸收率变化规律趋同于完整岩体;从细观角度分析,锚杆加固使得裂隙岩体的摩擦滑移耗散能和破坏后碎块携带动能降低,整体吸收能量减少. 展开更多
关键词 动静组合加载 裂隙岩石 力学特性 锚固机理 有限差分法-离散元法(FDM-DEM)耦合
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基于响应面法和ARO算法的桥梁有限元模型修正 被引量:1
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作者 杨宏印 姜良维 +2 位作者 顾箭峰 曹鸿猷 吴楠昊 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期9-17,共9页
针对桥梁结构模型修正过程中计算量大、全局寻优难等问题,提出一种基于响应面法和人工兔优化算法(artificial rabbits optimization, ARO)的桥梁有限元模型修正方法。该方法通过F检验法明确对结构响应影响显著的参数并建立响应面模型作... 针对桥梁结构模型修正过程中计算量大、全局寻优难等问题,提出一种基于响应面法和人工兔优化算法(artificial rabbits optimization, ARO)的桥梁有限元模型修正方法。该方法通过F检验法明确对结构响应影响显著的参数并建立响应面模型作为桥梁有限元模型的代理模型进行迭代计算,然后通过静动力联合修正法基于特征响应的响应面模型计算值和试验值构建目标函数,并通过人工兔优化算法对目标函数进行迭代计算进而获得精确的有限元模型参数。采用该方法对变截面连续刚构黄河特大桥有限元模型进行修正,结果显示:基于显著性分析结果建立的桥梁响应面模型相关系数大于0.98,且平均绝对误差低于0.05;模型修正后主梁关键截面竖向位移最大相对误差由32.97%降至5.72%,平均相对误差由20.67%降至3.61%,桥梁前3阶竖向自振频率平均相对误差仅为0.18%。可见,采用所提方法修正的模型能用于评价桥梁结构实际受力性能。 展开更多
关键词 桥梁工程 变截面连续刚构桥 有限元模型修正 F检验法 响应面法 静动力联合修正法
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不同主横梁建模方式对弧门静动力学模拟结果影响
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作者 卢洋亮 刘亚坤 +1 位作者 王晨 傅学敏 《人民长江》 北大核心 2024年第6期211-217,共7页
针对弧形闸门有限元分析中采用不同建模方式易造成数值模拟结果差异性的问题,以贵州乌江沙沱水电站大型露顶式弧形闸门为例,从计算原理角度探究了主梁翼缘采用节点耦合法、厚度叠加法两种建模方式对闸门静动力学计算结果(三维非线性静... 针对弧形闸门有限元分析中采用不同建模方式易造成数值模拟结果差异性的问题,以贵州乌江沙沱水电站大型露顶式弧形闸门为例,从计算原理角度探究了主梁翼缘采用节点耦合法、厚度叠加法两种建模方式对闸门静动力学计算结果(三维非线性静力学、模态分析和瞬态动力学)的影响。通过对比分析发现:采用厚度叠加的简化方式增加了构件的刚度,对闸门静力复核不利;两种建模方式对闸门干湿模态下的振型和自振频率影响较小;采用节点耦合法获取的支臂垂向振动程度较厚度叠加法结果略大,支臂与主横梁连接处敏感区域的动应力较厚度叠加法结果明显增大。两种建模方式对闸门整体结构属性影响有限,对支臂与主横梁连接处等敏感区域进行计算复核时应尽量采用节点耦合法,使计算结果更偏于安全。 展开更多
关键词 弧形闸门 建模方式 静动力学特性 有限元
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含复杂裂隙网络岩质边坡三维稳定性计算方法 被引量:2
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作者 马玉福 刘建设 +1 位作者 龚文平 李馨馨 《水电能源科学》 北大核心 2024年第6期93-97,共5页
岩质边坡稳定性主要受控于结构面的空间组合关系,二维稳定性计算结果往往忽略结构面切割的空间效应,无法准确反映其真实稳定性情况。基于离散裂隙网络模型(DFN)提出了考虑复杂裂隙网络分布的岩质边坡三维稳定性计算方法,该模拟方法假定... 岩质边坡稳定性主要受控于结构面的空间组合关系,二维稳定性计算结果往往忽略结构面切割的空间效应,无法准确反映其真实稳定性情况。基于离散裂隙网络模型(DFN)提出了考虑复杂裂隙网络分布的岩质边坡三维稳定性计算方法,该模拟方法假定岩体由岩块和裂隙面组成,分别采用实体单元和无厚度摩擦接触界面单元模拟,基于有限元强度折减法求得岩质边坡的潜在滑动面及安全系数。结果表明,该方法可有效分析含多条裂隙面三维边坡稳定性;二维平面应变模型无法准确反映真实三维边坡失稳问题,忽略三维效应的边坡稳定性分析易出现过于保守设计的情况;在保证精度的前提下,所提方法可有效减小前处理网格剖分难度,对于解决含复杂裂隙网络岩质边坡三维数值模拟问题具有优势。 展开更多
关键词 边坡稳定性 裂隙网络 有限元强度折减法 三维模型 无厚度摩擦接触界面单元
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降雨作用下三维矿山边坡的力学状态响应 被引量:1
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作者 黄乐源 田城航 +3 位作者 仉文岗 孟轩宇 闫国强 王鲁琦 《土木与环境工程学报(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第6期70-79,共10页
矿山边坡稳定性是影响矿山开采的重大安全生产难题,安全的环境是进行矿山开采的重要前提,因此,开展矿山边坡稳定性分析,对矿山的安全生产具有重要的指导意义。以重庆皇华石灰岩矿山边坡为例进行数值建模分析,首先利用无人机倾斜摄影得... 矿山边坡稳定性是影响矿山开采的重大安全生产难题,安全的环境是进行矿山开采的重要前提,因此,开展矿山边坡稳定性分析,对矿山的安全生产具有重要的指导意义。以重庆皇华石灰岩矿山边坡为例进行数值建模分析,首先利用无人机倾斜摄影得到矿山边坡几何形状并识别出岩体结构面,基于摄影识别结果建立三维地质模型,然后采用有限元强度折减法对边坡进行数值计算,对比分析天然工况及暴雨工况下矿山边坡稳定性,揭示降雨作用对于边坡稳定性的影响规律。结果表明,暴雨工况下边坡变形和应变比天然工况下的更大,安全系数更小;暴雨工况下的变形和应变分别比天然工况高30%、40%~60%,安全系数减小了5%~7%,数值模拟结果基本合理;该矿山边坡稳定性较高,整体滑移破坏的可能性较低,但需防范局部块体掉落的风险,还需要进一步研究是否需要进行局部边坡加固。研究结果验证了现场调查、室内试验、三维模型判定、二维剖面重点分析的综合研究方法对岩质边坡稳定性进行评价的适用性与可靠性。 展开更多
关键词 边坡稳定 现场调查 有限元分析 数值模拟 强度折减法
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基于随机场理论的土石混合体边坡稳定性
10
作者 边宏光 王顺 +1 位作者 马海善 辛鹏 《地质科技通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期162-170,共9页
土石混合体边坡在我国分布范围广,且其材料组成复杂,受到了众多学者的关注。为了科学合理地评估土体参数的空间变异性对土石混合体边坡稳定性的影响,基于随机场理论,选取有效抗剪强度参数黏聚力c和内摩擦角φ作为随机变量,采用局部平均... 土石混合体边坡在我国分布范围广,且其材料组成复杂,受到了众多学者的关注。为了科学合理地评估土体参数的空间变异性对土石混合体边坡稳定性的影响,基于随机场理论,选取有效抗剪强度参数黏聚力c和内摩擦角φ作为随机变量,采用局部平均法模拟随机场,在MATLAB中实现随机场参数生成,在考虑土石混合体块石真实形状和块石含量基础上,采用Python语言脚本方式,将随机场参数映射到有限元软件中的土石混合体边坡,应用强度折减法计算边坡稳定安全系数。计算结果显示,土石混合体边坡的稳定安全系数符合正态分布,随着土石混合体边坡块石含量增加,边坡稳定安全系数的均值从1.005增长至1.095,边坡也由浅层破坏逐渐发展为深层破坏。块石质量分数均为35%时,块石粒径较大土石混合体边坡稳定性安全系数为1.334,块石粒径较小土石混合体边坡稳定安全系数为1.064。相比于确定性计算结果,考虑土体参数空间变异性的稳定安全系数更高。因此,在进行土石混合体边坡稳定性分析时,应充分考虑土体有效抗剪强度参数空间变异性,避免出现设计过于保守的情况。 展开更多
关键词 土石混合体 随机场理论 边坡稳定性分析 有限元法 强度折减法
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基于残余位移增量判据的土石围堰边坡稳定性分析 被引量:1
11
作者 孙士国 周鑫 彭是焱 《水电能源科学》 北大核心 2024年第2期81-84,共4页
针对有限元强度折减法在复杂水文地质环境下土石围堰边坡稳定性评价中效果欠佳的问题,引入残余位移增量判据,基于有限元强度折减法,考虑深厚覆盖层土石围堰不同水位下的渗流特征,通过计算坡面节点平均残余位移增量,获取边坡稳定系数,进... 针对有限元强度折减法在复杂水文地质环境下土石围堰边坡稳定性评价中效果欠佳的问题,引入残余位移增量判据,基于有限元强度折减法,考虑深厚覆盖层土石围堰不同水位下的渗流特征,通过计算坡面节点平均残余位移增量,获取边坡稳定系数,进一步通过位移增量分布图,探讨了围堰边坡潜在滑面位置及其形成机制。结果表明,在复杂水文地质环境下的土石围堰边坡稳定性评价中,残余位移增量判据相较经典失稳判据适用性更强。研究结果能够为工程实践提供指导。 展开更多
关键词 土石围堰边坡 有限元强度折减法 残余位移增量判据 失稳判据
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高烈度区大跨斜拉桥纵向约束体系研究
12
作者 刘得运 董德全 +1 位作者 白晓宇 潘静 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期94-100,共7页
针对高烈度区大跨斜拉桥静、动力性能差的技术难题,以高烈度区大跨斜拉桥——安罗黄河特大桥为背景,采用有限元法开展纵向约束体系研究。在常规半飘浮体系和弹性约束体系静、动力响应分析的基础上,提出塔梁间纵向设置多功能动力耗能装... 针对高烈度区大跨斜拉桥静、动力性能差的技术难题,以高烈度区大跨斜拉桥——安罗黄河特大桥为背景,采用有限元法开展纵向约束体系研究。在常规半飘浮体系和弹性约束体系静、动力响应分析的基础上,提出塔梁间纵向设置多功能动力耗能装置的约束体系(简称多功能动力耗能体系),确定多功能动力耗能装置合理的关键参数,并与常规半飘浮体系和弹性约束体系进行对比。结果表明:高烈度区大跨斜拉桥在设置常规纵向半飘浮体系或纵向弹性约束体系时,均无法同时满足桥梁的静、动力性能;多功能动力耗能体系可避免主梁温度变形对桥塔产生的影响,同时在静力荷载和荷载组合作用下能够发挥弹性约束作用,在地震作用下可发挥减震耗能作用,有效改善大跨斜拉桥纵向静、动力性能,解决了高烈度区大跨斜拉桥设计中的关键技术难题。所提出的多功能动力耗能体系已成功应用于安罗黄河特大桥。 展开更多
关键词 斜拉桥 约束体系 多功能动力耗能装置 静力响应 动力响应 有限元法
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有限元强度折减法在公路隧道中的应用探讨 被引量:192
13
作者 张黎明 郑颖人 +1 位作者 王在泉 王建新 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期97-101,106,共6页
将有限元强度折减法应用于隧道的稳定性评价。利用有限元强度折减法求得的安全系数与潜在滑动面,不仅可以评价隧道的稳定性和设计的合理性,还可以对支护参数和施工工艺提出改进建议。计算表明,泊松比ν的取值对塑性区范围影响很大,但对... 将有限元强度折减法应用于隧道的稳定性评价。利用有限元强度折减法求得的安全系数与潜在滑动面,不仅可以评价隧道的稳定性和设计的合理性,还可以对支护参数和施工工艺提出改进建议。计算表明,泊松比ν的取值对塑性区范围影响很大,但对安全系数基本上没有影响;围岩等级越高,达到破坏状态时围岩的塑性区范围越大,破坏区却越小,安全系数越高;上覆岩体增厚,同类围岩塑性区范围和最大塑性应变值都增大,而安全系数减小。破坏时围岩等级高的隧道塑性区大,围岩等级低的反而小,因此,单纯根据塑性区范围大小来评判隧道的安全性是值得商榷的。 展开更多
关键词 有限元强度折减法 公路隧道 破坏面 安全系数
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考虑抗剪强度参数空间变异性的边坡稳定性分析 被引量:28
14
作者 袁葳 常晓林 +2 位作者 段寅 程勇刚 马刚 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期3899-3908,共10页
提出基于商业软件ABAQUS的边坡稳定分析的随机有限元法。采用Karhunen-Loeve级数展开方法建立土体抗剪强度参数的随机场模型,在强度折减有限元法的基础上模拟边坡失稳过程,并采用塑性屈服区贯通以及计算不收敛判据作为边坡失稳判据,利用... 提出基于商业软件ABAQUS的边坡稳定分析的随机有限元法。采用Karhunen-Loeve级数展开方法建立土体抗剪强度参数的随机场模型,在强度折减有限元法的基础上模拟边坡失稳过程,并采用塑性屈服区贯通以及计算不收敛判据作为边坡失稳判据,利用python脚本文件分析最危险滑面分布规律。运用该方法研究土体内摩擦角和黏聚力的空间变异性对边坡稳定性的影响。研究结果表明:所提的边坡稳定分析的随机有限元法操作简单易于实现,能够从安全系数以及最危险滑面2个方面分析土体抗剪强度参数的空间变异性对边坡稳定性的影响;内摩擦角随机场中相关长度的改变对边坡的稳定性影响不明显;而黏聚力的空间变异性对边坡稳定性影响则相对更大,黏聚力随机场中水平与竖直相关长度的比值不同,边坡稳定性的变化规律不同。此外,内摩擦角与黏聚力的相关系数越大,失效概率越高,最危险滑面分布越广。 展开更多
关键词 空间变异性 边坡稳定性 强度折减有限元法 随机有限元方法
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基于结构性黄土抗拉和抗剪特性的双线性强度及其应用 被引量:25
15
作者 李荣建 刘军定 +2 位作者 郑文 闫蕊 邵生俊 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S2期247-252,共6页
通过试验研究了结构性黄土的抗拉强度,然后结合抗拉强度和抗剪强度的试验结果建立了适用于结构性黄土的双线性强度公式,通过研究结构性土体在拉剪应力区域的破坏应力修正算法,并将其纳入到边坡稳定性分析计算中。研究结果表明:在结构性... 通过试验研究了结构性黄土的抗拉强度,然后结合抗拉强度和抗剪强度的试验结果建立了适用于结构性黄土的双线性强度公式,通过研究结构性土体在拉剪应力区域的破坏应力修正算法,并将其纳入到边坡稳定性分析计算中。研究结果表明:在结构性黄土边坡稳定性计算中直接采用Mohr-Coulomb强度公式计算会高估土体抗拉强度的影响,使得计算结果偏大,而忽略结构性黄土的抗拉强度时又会使得计算结果过于保守,采用基于抗拉和抗剪特性的结构性黄土双线性强度公式可以较为合理地评价结构性土体抗拉强度的作用。 展开更多
关键词 边坡 结构性黄土 抗拉强度 结构性参数 强度折减有限元法
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三类边坡失稳判据的统一性 被引量:26
16
作者 涂义亮 刘新荣 +2 位作者 钟祖良 杜立兵 王鹏 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期173-180,190,共9页
将热力学理论中材料破坏的能量机制引入边坡工程中,推导了强度折减过程中边坡的能量方程,利用FLAC^(3D)二次开发了能量的计算程序,并应用于某经典边坡算例中。通过与Spencer法的计算结果对比发现:强度折减法中边坡的稳定性与能量变化关... 将热力学理论中材料破坏的能量机制引入边坡工程中,推导了强度折减过程中边坡的能量方程,利用FLAC^(3D)二次开发了能量的计算程序,并应用于某经典边坡算例中。通过与Spencer法的计算结果对比发现:强度折减法中边坡的稳定性与能量变化关系紧密,由此提出了4种新的失稳判据——能量突变失稳判据,且4种能量突变失稳判据理论上是统一的。通过对比发现:动能突变判据与数值计算收敛性判据、重力势能降突变判据与特征点垂直位移突变判据、耗散能增量突变判据与塑性区贯通判据分别存在对应关系,证明了常见的3类失稳判据也是统一的。通过算例试算发现,3类判据判定结果不相等主要是由收敛标准和网格精度等人为因素造成的,本质上是因为数值计算是一种近似解。工程应用中,可通过3类失稳判据判定结果的一致性来自评安全系数的计算精度,一致性越好,精度越高。提高计算精度的根本办法是严格收敛标准和精细网格划分,但应同时兼顾数值计算的时长,从而实现计算效率最大化。 展开更多
关键词 边坡 有限元强度折减法 失稳判据 能量 统一性
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加筋高边坡的稳定分析 被引量:28
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作者 介玉新 秦晓艳 +2 位作者 金鑫 徐文杰 王恩志 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期660-666,共7页
采用强度折减法对两个高度分别为60 m和40 m的土工格栅加筋高边坡的设计断面进行稳定分析,综合考虑塑性区贯通、特征点位移突变、计算不收敛,以及土工格栅的容许抗拉强度等确定相应的安全系数。计算表明采用不同的破坏标准,强度折减法... 采用强度折减法对两个高度分别为60 m和40 m的土工格栅加筋高边坡的设计断面进行稳定分析,综合考虑塑性区贯通、特征点位移突变、计算不收敛,以及土工格栅的容许抗拉强度等确定相应的安全系数。计算表明采用不同的破坏标准,强度折减法会得到不同的安全系数;如果筋材强度始终得到保证,单纯由土材料的强度损失诱发边坡失稳,这种情况对应的安全系数是比较高的。考虑筋材强度,边坡会在较小的折减系数下因为筋材强度不足而失稳。有限元法能够得到不同情况下各层筋材的受力情况,可以据此进行加筋力的分配,这是极限平衡法所不具备的。 展开更多
关键词 加筋土 边坡 安全系数 强度折减法 有限元法
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地震作用下土质边坡稳定性分析方法适用性分析 被引量:15
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作者 江德军 杨杰 +1 位作者 乔蓓 郑成成 《水电能源科学》 北大核心 2013年第12期113-116,共4页
针对地震作用下边坡稳定分析方法之间的差异及其适用情况尚不明确的问题,以某三级均质土坡为例,基于Quake/w、Geo-Studio、PLAXIS以及FLAC等软件,利用拟静力法、Newmark滑块分析法、动力有限元时程分析法、动力有限元强度折减法及有限... 针对地震作用下边坡稳定分析方法之间的差异及其适用情况尚不明确的问题,以某三级均质土坡为例,基于Quake/w、Geo-Studio、PLAXIS以及FLAC等软件,利用拟静力法、Newmark滑块分析法、动力有限元时程分析法、动力有限元强度折减法及有限差分强度折减法计算出安全系数,对比了5种方法的异同。结果表明,采用拟静力法获得的边坡抗震稳定性偏于安全;Newmark滑块分析法、动力有限元时程分析法计算的安全系数基本相同;动力有限元与有限差分强度折减法计算所得的安全系数相近,但在不同折减系数下计算的监测点位移相差较大。 展开更多
关键词 地震作用 边坡稳定性 拟静力法 Newmark滑块分析法 动力有限元时程分析法 动力有限元强 度折减法 有限差分强度折减法
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基于有限元强度折减法的边坡动力稳定性可靠性分析 被引量:30
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作者 吴应祥 刘东升 +1 位作者 宋强辉 欧益宏 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期2084-2090,共7页
传统有限元强度折减法在边坡稳定性数值分析中取得了一定的成功,但由于未考虑岩土体材料参数的变异性等不确定性因素,尚不能直接应用于边坡稳定性特别是动力稳定性可靠性分析问题。为此提出了基于有限元强度折减法的地震边坡动力稳定性... 传统有限元强度折减法在边坡稳定性数值分析中取得了一定的成功,但由于未考虑岩土体材料参数的变异性等不确定性因素,尚不能直接应用于边坡稳定性特别是动力稳定性可靠性分析问题。为此提出了基于有限元强度折减法的地震边坡动力稳定性可靠性分析方法。将有限元极限分析法、动力分析法和可靠性分析法三者耦合,分析求解边坡在地震作用下的动力稳定性可靠性问题,并将这一过程在数值计算程序中得以实现。在计算分析过程中,克服了原方法需不断人工试算才能得到边坡安全系数而无法量化处理问题,并对边坡动力失效准则进行了适用于程序化的改进,使其计算过程完全实现自主运行。结合典型算例分析结果表明,该方法显著的特点是能较全面地反映岩土体的动力特性和边坡岩土体材料强度参数的变异性及相关性,所得结果相对更加合理且更符合工程实际。该方法既是对有限元强度折减法的应用范围的有益推广,也为边坡动力稳定性可靠性问题研究提供了一条新的有效途径。 展开更多
关键词 边坡 有限元 强度折减法 动力可靠度 可靠性分析
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有限元强度折减法边坡失稳判据的统一性 被引量:100
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作者 裴利剑 屈本宁 钱闪光 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期3337-3341,共5页
目前有限元强度折减法边坡稳定性分析中广泛使用的边坡失稳判据主要有3类,即有限元数值迭代不收敛判据、特征部位位移突变判据、广义塑性应变或等效塑性应变贯通判据。对于上述3类判据的选用,一直以来存在较大的分歧。而从本质上看,3类... 目前有限元强度折减法边坡稳定性分析中广泛使用的边坡失稳判据主要有3类,即有限元数值迭代不收敛判据、特征部位位移突变判据、广义塑性应变或等效塑性应变贯通判据。对于上述3类判据的选用,一直以来存在较大的分歧。而从本质上看,3类边坡失稳判据具有一致性和统一性。之所以使用不同判据时计算结果表现出差异,是由于人为误判和有限元数值计算误差造成的。在具有足够计算精度的情况下,3类判据所得结果一致。 展开更多
关键词 边坡稳定 有限元 强度折减法 失稳判据
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