發(fā)布時(shí)間：2021-09-23 00:24

　　基于變形加固理論,采用強(qiáng)度折減法使邊坡趨于極限狀態(tài),以整體塑性余能作為邊坡失穩(wěn)判據(jù),不平衡力集中的區(qū)域即為發(fā)生破壞區(qū)域。為了獲得邊坡的臨界滑移面,沿深度方向搜索不平衡力的極大值,獲得一系列離散的極值點(diǎn),然后采用最小二乘法進(jìn)行擬合,完成滑面的搜索。通過經(jīng)典算例,將本文方法與其他方法進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證算法的可靠性。由于不平衡力的反力即為需要的加固力,在搜索滑面的同時(shí)可以獲得滑面各處所需加固力,在實(shí)際工程中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。 

【文章來源】：西北水電. 2020,(S1)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

彈塑性應(yīng)力調(diào)整示意圖

為了獲取臨界滑移面,首先應(yīng)使邊坡處于極限狀態(tài),目前三維有限元法對(duì)于極限狀態(tài)的定義仍沒有統(tǒng)一的準(zhǔn)則,比較常用的主要是特征點(diǎn)位移突變、塑性區(qū)貫通以及有限元計(jì)算不收斂等。有學(xué)者認(rèn)為塑性區(qū)貫通只是破壞的必要條件,但不是充分條件,而有限元計(jì)算不收斂主要表現(xiàn)為塑性應(yīng)變和位移突變,滑面上土體將無限流動(dòng),因此,可以將有限元計(jì)算不收斂作為邊坡破壞的判據(jù)[13]。由1.1節(jié)可知,有限元計(jì)算不收斂則意味著局部節(jié)點(diǎn)不平衡力非零,整體塑性余能范數(shù)大于零,故也可以采用整體塑性余能范數(shù)大于零作為邊坡失穩(wěn)的判據(jù)[14]。由于局部的失穩(wěn)不一定會(huì)引起邊坡的整體破壞,在實(shí)際計(jì)算中,采用整體塑性余能范數(shù)隨折減系數(shù)變化曲線作為失穩(wěn)的判據(jù)(見圖2),當(dāng)折減系數(shù)大于2.2時(shí),整體塑性余能非零,同時(shí)曲線陡增,可以認(rèn)為此時(shí)邊坡處于極限狀態(tài),其整體安全系數(shù)為2.2。對(duì)于處于極限狀態(tài)的邊坡,沿水平方向設(shè)置一系列垂線,使其覆蓋不平衡力集中區(qū)域。受限于有限元網(wǎng)格尺寸,網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)很難恰好落在設(shè)置的垂線上。為此,在物理網(wǎng)格之外,引入一套數(shù)學(xué)網(wǎng)格,對(duì)于任意剖面,數(shù)學(xué)網(wǎng)格尺寸均與設(shè)置的垂線間距相同。在進(jìn)行滑面搜索之前,首先用數(shù)學(xué)網(wǎng)格插值物理網(wǎng)格,獲得各網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)上的不平衡力值。然后沿著水平方向搜索每條垂線上不平衡力最大值。采用最小二乘法對(duì)得到的不平衡力極值點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合,即可獲得相對(duì)光滑的臨界滑移面。

模型剖面尺寸如圖3所示,文獻(xiàn)[15]采用擴(kuò)展的Spencer方法進(jìn)行計(jì)算,圖3中圓弧為假定的臨界滑移面。由于Zhang(1988)在算例中只給定了強(qiáng)度參數(shù),為了獲得有限元計(jì)算所需要的變形參數(shù),參照了文獻(xiàn)[16]的取法,最終確定本文采用的計(jì)算參數(shù)如表1所示。表1 算例1及算例2材料參數(shù)表 算例 容重/(kN·m-3) 黏聚力/kPa 摩擦角/(°) 彈性模量/MPa 泊松比 算例1 19.2 29.3 20 10 0.25 算例2 土層1 24.0 34.0 26 2×104 0.35 土層2 25.0 39.0 35 5×104 0.30


本文編號(hào)：3404653