国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

基于有限元理論的工程邊坡穩(wěn)定性模擬研究

2012-06-29 05:50:28譚春波周芝平黃迪奇
四川建筑 2012年4期
關(guān)鍵詞:安全系數(shù)剖面邊坡

譚春波,周芝平,黃迪奇

(1.浙江中南建設(shè)集團(tuán)有限公司,浙江杭州 310052;2.浙江工業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院,浙江杭州 310052)

有限單元法是20 世紀(jì)50年代發(fā)展起來(lái)的一種數(shù)值分析方法。有限單元法實(shí)質(zhì)上就是一種“化整為零”的計(jì)算方法。隨著有限元理論與計(jì)算機(jī)軟硬件的快速發(fā)展,有限單元法在巖土工程中得到廣泛應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)學(xué)者在該研究領(lǐng)域做出了卓越成效的工作。傅旭東、茜平一等[1]采用攝動(dòng)隨機(jī)有限元法探索性研究了邊坡穩(wěn)定的隨機(jī)有限元分析方法。朱維偉、黃新[2]深入分析了邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)隨相對(duì)網(wǎng)格大小變化的規(guī)律。李同春、盧智靈[3]等提出了邊坡穩(wěn)定材料抗剪強(qiáng)度安全系數(shù)的有限元解法,這一方法不僅能給出安全系數(shù)值,而且能同時(shí)給出邊坡在接近臨界失穩(wěn)狀態(tài)下的變形規(guī)律。

本文將以穩(wěn)定系數(shù)為判斷邊坡穩(wěn)定性準(zhǔn)則,結(jié)合某工程邊坡實(shí)際建立模型,采用基于有限元理論的大型有限元軟件模擬分析3 處典型剖面的穩(wěn)定性。

1 邊坡穩(wěn)定性判斷準(zhǔn)則

當(dāng)前,通常采用穩(wěn)定系數(shù)來(lái)判斷邊坡穩(wěn)定性。穩(wěn)定系數(shù)是滑動(dòng)面上的抗滑力矩與滑動(dòng)力矩的比值,常以k 表示。在工程中,考慮到各種影響因素的不確定性影響及工程的重要性,常將大于1 的穩(wěn)定性系數(shù)的某些閥值稱作安全系數(shù)Fs。安全系數(shù)直接影響工程造價(jià)和安全。工程中,邊坡安全系數(shù)一般取1.1~1.5;其中臨時(shí)邊坡的安全系數(shù)一般不小于1.1;永久邊坡或重要邊坡安全系數(shù)一般要大于等于1.2以上。

國(guó)內(nèi)外露天山體邊坡設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)表明,國(guó)內(nèi)露天山體邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)取值一般都在1.05~1.6 之間,大部分的設(shè)計(jì)采用值都在1.1~1.5 之間,超過(guò)1.5 則比較少。國(guó)外有部分邊坡按邊坡服務(wù)年限選取安全系數(shù),其中,服務(wù)年限10年以下的邊坡取1.1~1.2,服務(wù)年限達(dá)20年的邊坡取1.2~1.5,服務(wù)年限在20年以上的邊坡取大于1.5。因此,確定該工程邊坡安全評(píng)價(jià)準(zhǔn)則為:

(1)當(dāng)邊坡安全系數(shù)Fs大于1.15 時(shí),認(rèn)為邊坡安全;

(2)當(dāng)Fs介于1.10~1.15 之間時(shí),認(rèn)為邊坡處于極限平衡狀態(tài),總體較安全;

(3)當(dāng)Fs介于0.95~1.10 之間時(shí),認(rèn)為邊坡處于極限平衡狀態(tài),局部存在失穩(wěn)可能;

(4)當(dāng)Fs小于0.95 時(shí),認(rèn)為邊坡不安全。

2 山體邊坡穩(wěn)定性分析地質(zhì)力學(xué)模型

2.1 山體邊坡穩(wěn)定性分析剖面

為全面分析和研究工程邊坡穩(wěn)定性,根據(jù)1∶1000 地形圖和地形等高線圖,制取了的三維地質(zhì)力學(xué)數(shù)值模型圖,并結(jié)合該區(qū)域邊坡滑坡情況,選取了3個(gè)典型的邊坡穩(wěn)定性分析剖面。根據(jù)地勘資料、地質(zhì)調(diào)查和判斷確定的3個(gè)邊坡穩(wěn)定性分析剖面的地質(zhì)、地層情況。其中1-1 剖面巖土層如圖1 所示。

圖1 工程邊坡1-1 剖面巖土層

2.2 山體邊坡穩(wěn)定性分析地質(zhì)力學(xué)模型

采用大型有限元軟件Plaxis 分別建立典型的工程邊坡穩(wěn)定性分析地質(zhì)力學(xué)模型,如圖2 所示。在工程邊坡穩(wěn)定性分析地質(zhì)力學(xué)模型中,選取的巖土層物理力學(xué)性能參數(shù)如表1 所表示。計(jì)算不考慮地下水對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。

在進(jìn)行工程邊坡穩(wěn)定性分析時(shí)的地質(zhì)力學(xué)模型中,剖面1-1 的節(jié)點(diǎn)為7141個(gè),單元為866個(gè);剖面2-2 的節(jié)點(diǎn)為5793個(gè),單元為704個(gè);剖面3-3 的節(jié)點(diǎn)為6059個(gè),單元為736個(gè);單元類型為15節(jié)點(diǎn)平面應(yīng)變單元類型,彈塑性本構(gòu)關(guān)系(巖土層材料的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系)采用摩爾-庫(kù)侖準(zhǔn)則。

3 山體邊坡穩(wěn)定性模擬分析

3.1 計(jì)算結(jié)果

圖3~圖5 給出了三個(gè)剖面的計(jì)算結(jié)果(邊坡位移矢量圖、總位移圖、安全穩(wěn)定系數(shù))。表2 給出了邊坡安全穩(wěn)定系數(shù)。

表1 山體巖土層物理力學(xué)性能參數(shù)

圖2 剖面1-1 地質(zhì)力學(xué)模型與網(wǎng)格模型

圖3 剖面1-1 邊坡總位移矢量、總位移

圖4 剖面2-2 邊坡總位移矢量、總位移

表2 邊坡安全穩(wěn)定系數(shù)

3.2 邊坡穩(wěn)定性分析

由山體邊坡穩(wěn)定性有限單元法分析計(jì)算結(jié)果,結(jié)合確定邊坡安全評(píng)價(jià)準(zhǔn)則可知,在無(wú)地下水作用,即不考慮降水、滲流情況,當(dāng)采用有限單元法分析,考慮巖土層的彈塑性狀態(tài)時(shí),山體邊坡1-1 剖面的安全穩(wěn)定系數(shù)總體處于1.062,邊坡處于極限平衡狀態(tài),局部存在失穩(wěn)可能;2-2 剖面的安全穩(wěn)定系數(shù)總體處于0.982,邊坡處于極限平衡狀態(tài),局部存在失穩(wěn)可能;3-3 剖面的安全穩(wěn)定系數(shù)總體處于1.062,局部存在失穩(wěn)可能。

圖5 剖面3-3 邊坡總位移矢量、總位移

總體上,旱季天然狀態(tài)下1-1 剖面、2-2 剖面和3-3 剖面控制區(qū)域雖然處于極限平衡狀態(tài),有局部失穩(wěn)可能,因此應(yīng)對(duì)3個(gè)剖面控制區(qū)域采取適當(dāng)加固處理,以確保安全。定系數(shù)的定義,判斷邊坡的穩(wěn)定性,為工程邊坡的穩(wěn)定性提供了理論依據(jù)。

4 結(jié)論

本文根據(jù)已有工程經(jīng)驗(yàn)提出4條以穩(wěn)定系數(shù)為基礎(chǔ)的邊坡安全評(píng)價(jià)準(zhǔn)則。利用大型有限元軟件建立某工程邊坡的3個(gè)典型剖面的模型,計(jì)算得到模型的穩(wěn)定系數(shù),根據(jù)穩(wěn)

[1]傅旭東,茜平一.邊坡穩(wěn)定可靠性的隨機(jī)有限元分析[J].巖土力學(xué),2001,22(4):413-418

[2]朱維偉,黃新.邊坡穩(wěn)定有限元分析中相對(duì)網(wǎng)格大小對(duì)安全系數(shù)的影響[J].河南科學(xué),2001,29(6):703-706

[3]李同春,盧智靈.邊坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)的有限元迭代解法[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2003,22(3):446-450

猜你喜歡
安全系數(shù)剖面邊坡
這邊山 那邊坡
考慮材料性能分散性的航空發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)安全系數(shù)確定方法
三點(diǎn)法定交叉剖面方法
——工程地質(zhì)勘察中,一種做交叉剖面的新方法
基于曲線擬合的投棄式剖面儀電感量算法
重力式擋土墻抗滑穩(wěn)定性安全系數(shù)的異性分析及經(jīng)驗(yàn)安全系數(shù)方法
閘室樁基處理后水平抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)提高值的估算范圍研究
復(fù)雜多約束條件通航飛行垂直剖面規(guī)劃方法
水利水電工程高邊坡的治理與加固探討
基于SLOPE/W的邊坡穩(wěn)定分析
基于不同軟件對(duì)高邊坡穩(wěn)定計(jì)算
海丰县| 西峡县| 武川县| 洛浦县| 雅江县| 柘荣县| 探索| 澎湖县| 南乐县| 康马县| 托克托县| 屯昌县| 泾川县| 乌兰县| 南郑县| 同德县| 明星| 阜平县| 额尔古纳市| 东至县| 忻州市| 景谷| 江口县| 海安县| 安康市| 新建县| 祥云县| 梨树县| 和田县| 修武县| 仁布县| 锡林浩特市| 安宁市| 玉田县| 奉化市| 辰溪县| 麻阳| 长治市| 满城县| 祥云县| 老河口市|