有限元强度折减法在土岩边坡稳定性分析中的应用研究

"本文主要探讨了有限元强度折减法在土坡与岩坡稳定性分析中的应用，通过这种方法可以确定边坡的破坏状态，并分析了影响计算精度的各种因素。作者郑颖人和赵尚毅详细分析了屈服准则、流动法则、有限元模型的选择以及计算参数对安全系数计算精度的影响，提出了一种适用于工程实践的稳定安全系数计算方法。此外，该研究还首次将这种方法应用于岩质边坡的稳定分析，找出了岩质边坡的潜在滑动面和相应的安全系数。" 在土坡与岩坡的稳定性分析中，有限元强度折减法是一种常用的技术。该方法基于逐步降低材料强度直至结构失稳的原理，当边坡达到破坏状态时，滑动面上的位移会出现显著的跳跃，导致有限元计算无法找到满足平衡条件和材料强度准则的解，从而判定边坡的不稳定性。这一过程通常以力和位移的收敛性作为判断破坏的标准。 文章中提到了几种关键的分析要素。首先，屈服准则，如摩尔-库仑等面积圆屈服准则，它在求解边坡稳定安全系数时能提供较高的精度，与传统的Spencer法相比，误差通常在5%以内。其次，流动法则的选择也会影响结果的准确性。此外，有限元模型的构建是另一个重要因素，包括网格划分、边界条件设置等，都会影响到计算结果。最后，计算参数的选取，例如荷载分布、材料属性等，都需要适当考虑以优化计算精度。 为了提高有限元强度折减法的计算精度，作者提出了具体的措施，包括合理选择屈服准则，采用适当的流动法则，精细化有限元模型，以及谨慎设定计算参数。在平面应变条件下，摩尔匹配DP准则也被推荐使用。 在岩质边坡的稳定分析中，这种方法的运用开辟了新的研究途径，能够识别出节理岩质边坡的潜在滑动面，计算其安全系数，这对于预防地质灾害和边坡工程的设计具有重要意义。通过这种方法，工程师可以更准确地评估边坡的安全状况，提前采取必要的加固或防护措施，从而确保工程的安全性。 有限元强度折减法在土坡与岩坡稳定分析中的应用，结合适当的理论模型和计算策略，可以提供精确的稳定性评价，对于地质工程领域具有重要的实践价值。