亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于有限元強度折減法多級邊坡穩(wěn)定性研究

        2014-02-28 01:30:20陳寅春胡文亮
        關(guān)鍵詞:坡率坡坡剪應(yīng)變

        陳寅春,胡文亮

        (重慶市設(shè)計院,重慶 400015)

        在我國西部交通事業(yè)的發(fā)展中,道路工程建設(shè)往往伴隨著高邊坡的出現(xiàn)。高邊坡在具有放坡條件的情況下多采用多級邊坡的形式,以提高邊坡穩(wěn)定性。

        20世紀末,有限元數(shù)值解法以其適用性強的優(yōu)點在巖土工程領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,同時國內(nèi)外多個研究采用有限元強度折減法求解均質(zhì)土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定系數(shù),因其結(jié)果與傳統(tǒng)方法求解結(jié)果比較接近,逐漸得到學術(shù)界的認可。趙尚毅,等[1]采用有限元法不需做滑動面假設(shè)計算邊坡穩(wěn)定性,其結(jié)果滿足應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系,表明該分析方法的可靠性;韓愛民,等[2]采用強度折減法分析臺階寬度對邊坡破壞形式的影響;鄭穎人,等[3]采用強度折減法計算分析巖質(zhì)邊坡和土質(zhì)邊坡,并與傳統(tǒng)方法作對比,說明強度折減法的廣泛適用性;劉文治,等[4]對多級邊坡?lián)鯄?yīng)力進行實驗測量,發(fā)現(xiàn)多級邊坡?lián)鯄笏酵屏τ袆e于單級邊坡?lián)鯄?;周?yīng)華,等[5]分析認為多級邊坡平臺寬度達到一定值時,各級邊坡的相互影響較小,當某級邊坡產(chǎn)生局部失穩(wěn)時不會導致其他級邊坡破壞。

        鑒于目前多級邊坡在工程中應(yīng)用較多而又缺少對其穩(wěn)定性的系統(tǒng)研究,筆者采用有限元強度折減法分析邊坡級數(shù)、邊坡坡率及邊坡平臺寬度對多級邊坡穩(wěn)定性的影響,為今后類似工程提供參考。

        1 有限元強度折減法基本原理

        1.1 強度折減法原理

        強度折減法的原理就是不斷降低巖土強度指標直到邊坡數(shù)值計算達到失穩(wěn)狀態(tài)[6]。以摩爾-庫倫材料屈服準則為例就是通過折減巖土材料強度參數(shù)(黏聚力c和內(nèi)摩擦角φ)使結(jié)構(gòu)處于臨界失穩(wěn)破壞狀態(tài)。

        選擇適應(yīng)巖土材料屈服性質(zhì)的摩爾庫倫屈服準則作為強度屈服準則,邊坡穩(wěn)定性系數(shù)定義為沿滑動面的抗剪強度與滑動面上實際剪力的比值,如式(1):

        (1)

        將式(1)兩邊同時除以F,得到式(2):

        (2)

        式中:c為巖土的黏聚力,Pa;φ為巖土的內(nèi)摩擦角,(°);c′為巖土折減后的黏聚力,Pa;φ′為巖土折減后的內(nèi)摩擦角,(°);σ為正應(yīng)力,Pa;τ為剪應(yīng)力,Pa;l為受剪面積,m2。

        令式(2)等于1,即巖土強度折減F倍后巖土達到臨界失穩(wěn)的狀態(tài)。

        1.2 臨界失穩(wěn)狀態(tài)判斷依據(jù)

        1)塑性區(qū)貫通法,即以某一幅值的廣義剪應(yīng)變的貫通作為結(jié)構(gòu)失穩(wěn)標志,該方法不能準確地描述塑性區(qū)的發(fā)生與發(fā)展過程,并且廣義剪應(yīng)變圖中設(shè)置的變化幅值大小會影響圖形中剪應(yīng)變的顯示,使臨界狀態(tài)的標準定義具有模糊性[7]。

        2)特征點位移法,繪制特征點在強度折減過程中的位移曲線,以該曲線出現(xiàn)較為明顯的轉(zhuǎn)折處作為判斷依據(jù),此方法的難點在于特征點應(yīng)選取在合適位置[8]。

        3)計算不收斂法,有限元軟件計算過程中巖土結(jié)構(gòu)失穩(wěn)破壞時計算不收斂。迭代范圍、網(wǎng)格劃分及不平衡力系數(shù)等收斂條件會影響收斂性,但是在網(wǎng)格劃分規(guī)則的前提下收斂條件對穩(wěn)定性系數(shù)的影響可以忽略[9];若計算不收斂,則說明巖土結(jié)構(gòu)某個區(qū)域產(chǎn)生無限大位移即失穩(wěn)破壞。

        以有限元迭代計算不收斂作為邊坡失穩(wěn)破壞的判據(jù)依據(jù)標準更明確,更有說服力。

        2 多級邊坡穩(wěn)定因子分析

        為了全面分析多級邊坡穩(wěn)定性的影響因子對其穩(wěn)定性的影響,分別建立每種因子的對比分析模型進行單因子研究。邊坡巖土材料參數(shù):泊松比μ= 0.38,內(nèi)摩擦角φ= 30°,彈性模量E= 1 300 MPa,重度γ= 22 kN/m3,黏聚力c= 20 MPa。

        2.1 邊坡級數(shù)對邊坡穩(wěn)定性的影響

        邊坡級數(shù)分別取1,2,3級(圖1),建立有限元模型,采用強度折減法計算,得到邊坡穩(wěn)定性系數(shù)分別為1.238,1.288,1.363。可見,一定高度的邊坡放坡級數(shù)越多,其穩(wěn)定性越好。

        圖1 級數(shù)因子計算模型Fig.1 Calculation model of step factor

        提取 3 種情況下多級邊坡臨界失穩(wěn)狀態(tài)的最大剪應(yīng)變云圖(圖2)。由圖2可見,3種情況下最大剪應(yīng)變區(qū)有所變化,邊坡臨界失穩(wěn)時最大剪應(yīng)變區(qū)隨級數(shù)增多而增大。

        圖2 邊坡最大剪應(yīng)變云圖Fig.2 The max shear strain map of slope

        2.2 邊坡坡率對邊坡穩(wěn)定性的影響

        多級邊坡可有多種坡率,每一級坡率的改變對邊坡穩(wěn)定性的影響均不相同,分別用a,b,c來表示(圖3)。建立有限元模型,采用強度折減法計算得到4種工況下多級邊坡穩(wěn)定性系數(shù)(表1)。

        圖3 坡率因子計算模型Fig.3 Calculation model of ratio factor

        工況1234邊坡坡率a1∶0.751∶1.001∶0.751∶0.75b1∶0.751∶0.751∶1.001∶0.75c1∶0.751∶0.751∶0.751∶1.00穩(wěn)定性系數(shù)1.3631.4631.4881.563

        分析邊坡坡率因子可知,一定高度的邊坡,減小任意一級邊坡坡率都能一定程度提高邊坡穩(wěn)定性。不同級的坡率對其穩(wěn)定性的影響不同,計算結(jié)果表明,多級邊坡下部坡率變化對邊坡穩(wěn)定性的影響比上部大。

        提取各個工況下多級邊坡臨界失穩(wěn)狀態(tài)的最大剪應(yīng)變云圖,如圖4。由圖4可見,4種工況下最大剪應(yīng)變區(qū)有所變化,邊坡臨界失穩(wěn)時最大剪應(yīng)變區(qū)隨邊坡坡率減小而增大,邊坡下部坡率變化對最大剪應(yīng)變區(qū)影響較大。

        圖4 邊坡最大剪應(yīng)變云圖Fig.4 The max shear strain map of slope

        2.3 邊坡平臺對邊坡穩(wěn)定性的影響

        邊坡平臺是劃分邊坡級數(shù)的表現(xiàn)形式,同時也影響著多級邊坡穩(wěn)定性。建立高度相同坡率相同平臺寬度不同的計算模型,每級平臺寬度分別用d,e來表示(圖5)。

        圖5 平臺因子計算模型Fig.5 Calculation model of platform factor

        建立有限元模型,采用強度折減法計算得到不同平臺寬度下多級邊坡穩(wěn)定性系數(shù)(表2)。

        表2 穩(wěn)定性系數(shù)Table 2 Factor of safety

        分析平臺寬度因子可知,一定高度的邊坡,平臺寬度增大能提高邊坡穩(wěn)定性,增大相同平臺寬度,下部平臺對多級邊坡穩(wěn)定性的影響比上部大。

        提取各個工況下多級邊坡臨界失穩(wěn)狀態(tài)的最大剪應(yīng)變云圖(圖6)。可見,3種工況下最大剪應(yīng)變區(qū)有所變化,邊坡臨界失穩(wěn)時最大剪應(yīng)變區(qū)隨平臺寬度增大而增大,邊坡下部平臺寬度對最大剪應(yīng)變區(qū)影響較大。

        圖6 邊坡最大剪應(yīng)變云圖Fig.6 The max shear strain map of slope

        3 結(jié) 論

        通過分析多級邊坡的級數(shù)、坡率及平臺寬度等因子對邊坡穩(wěn)定性的影響,可以得到各種因子對多級邊坡穩(wěn)定性的影響規(guī)律,得到結(jié)論如下:

        1)高度一定的多級邊坡,在坡率及臺階寬度一定的情況下,邊坡級數(shù)越多,邊坡坡率越小,邊坡臺階寬度越大其穩(wěn)定性越高。

        2)多級邊坡的下部邊坡坡率對邊坡穩(wěn)定性的影響比上部大;多級邊坡的下部邊坡平臺寬度對邊坡穩(wěn)定性的影響比上部大。

        3)邊坡受剪區(qū)域增大表現(xiàn)為邊坡穩(wěn)定系數(shù)提高。邊坡受剪區(qū)域增大即邊坡更多土體參與抵抗邊坡滑動,提高了邊坡的抗滑力。

        4)改變多級邊坡的級數(shù)、坡率及平臺寬度等工程措施提高邊坡穩(wěn)定性的實質(zhì)是增大邊坡臨界失穩(wěn)時受剪區(qū)域而提高邊坡的抗滑力。

        [1] 趙尚毅,鄭穎人,石衛(wèi)民,等.用有限元強度折減法求邊坡穩(wěn)定安全系數(shù) [J].巖土工程學報,2002,24(3) :343-346.

        Zhao Shangyi,Zhen Yingren,Shi Weimin,et al.Analysis on safety factor of slope by strength reduction FEM[J].Chinese Journal of Geotechnical Engineering,2002,24(3):343-346.

        [2] 韓愛民,李建國,傅國利,等.基于有限差分強度折減法的多級邊坡破壞模式研究[J].工程地質(zhì)學報,2007,15(6):784-788.

        Han Ai’min,Li Jianguo,Fu Guoli,et al.Numerical analysis of failure modes in slopes with multi-steps using shear strengthen reduction FDM[J].Journal of Engineering Geology,2007,15 (6):784-788.

        [3] 鄭穎人,趙尚毅.有限元強度折減法在土坡與巖坡中的應(yīng)用[J].巖石力學與工程學報,2004,23(19):3381-3388.

        Zheng Yingren,Zhao Shangyi.Application of strength reduction FEM in soil androck slope[J].Journal of Rock Mechanics and Engineering,2004,23(19):3381-3388.

        [4] 劉文治,康小宏,王瑞,等.高填土邊坡多級擋土墻土壓力觀測試驗研究[J].云南農(nóng)業(yè)大學學報,2010,25(3):424-431.

        Liu Wenzhi,Kang Xiaohong,Wang Rui,et al.Observation experiment research on earth pressure of high filled soil slope multi-level retaining wall[J].Journal of Yunnan Agricultural University,2010,25(3):424-431.

        [5] 周應(yīng)華,周德培.均質(zhì)邊坡分級開挖寬平臺設(shè)計初探[J].山地學報,2007,25(3):381-384.

        Zhou Yinghua,Zhou Depei.Preliminary design of excavation platform for homogeneous slope[J].Journal of Mountain Science,2007,25(3):381-384.

        [6] 徐干成.地下工程支護結(jié)構(gòu)[M].北京:中國水利水電出版社,2001:3-5.

        Xu Gancheng.The Underground Engineering Support Structure[M].Beijing:China Water Conservancy and Hydropower Press,2001:3-5.

        [7] 魏海波,吳敏.邊坡的有限元分析及ANSYS軟件對邊坡開挖的模擬[J].東北水利水電,2004,20(4) :42-44.

        Wei Haibo,Wu Min.Finite element analysis of side slope and side slope excavation simulated by ANSYS software[J].Water Resources & Hydropower of Northeast China,2004,20(4):42-44..

        [8] 連鎮(zhèn)營,韓國城,孔憲京.強度折減有限元法研究開挖邊坡的穩(wěn)定性[J].巖土工程學報,2001,23(4):407-409.

        Lian Zhenying,Han Guocheng,Kong Xianjing.Stability analysis of excavation by strength reduction FEM[J].Chinese Journal of Geotechnical Engineering,2001,23 (4):407-409.

        [9] 鄭穎人,肖強,葉海林,等.地震隧洞穩(wěn)定性分析探討[J].巖石力學與工程學報,2010,29(6):1081-1088.

        Zhen Yingren,Xiao Qiang,Ye Hailin,et al.Study of tunnel stability analysis with seismic load[J].Journal of Rock Mechanics and Engineering,2010,29(6):1081-1088.

        猜你喜歡
        坡率坡坡剪應(yīng)變
        坡坡成了大英雄
        光明少年(2023年2期)2023-04-29 00:44:03
        改良隔震橡膠支座的試驗及模擬分析*
        水泥改良黃土路基動力穩(wěn)定性評價參數(shù)試驗研究
        不同坡率的膠凝砂礫石高壩應(yīng)力與位移分析
        人民黃河(2018年4期)2018-09-10 21:38:56
        路基不均勻沉降評價模型研究
        虛驚一場
        鄢家橋水庫土壩剪應(yīng)變及穩(wěn)定分析
        范坡坡 為同志紀錄片打持久戰(zhàn)
        利用GPS分析新疆地區(qū)形變特征
        科技視界(2015年27期)2015-10-08 10:43:12
        打老婆等
        久久久精品国产性黑人| 亚洲女同精品一区二区久久| 在线观看亚洲精品国产| 亚洲国产99精品国自产拍| 日本一区二区不卡超清在线播放 | 国产女人高潮视频在线观看| 欧美国产精品久久久乱码| 国产乱人伦av在线a| 亚洲av国产av综合av| 欧美成人a视频免费专区| 国产精品专区一区二区av免费看| 日本一区二区视频免费在线观看| 一区二区精品国产亚洲| 国产freesexvideos中国麻豆| 欧美综合天天夜夜久久| 亚洲avav天堂av在线网毛片| 国产xxxx99真实实拍| 亚洲mv国产精品mv日本mv| 日本中文字幕一区二区高清在线| 亚洲美女av二区在线观看| 国产性感丝袜在线观看| 色噜噜亚洲男人的天堂| 无码少妇精品一区二区免费动态| 久久99久久99精品免观看| 国产精品厕所| 日日噜噜夜夜狠狠2021| 亚洲国产精品一区二区第一| 天堂丝袜美腿在线观看| 极品嫩模大尺度av在线播放| 色综合久久无码五十路人妻| 中文在线8资源库| 久久精品国产9久久综合| 久久精品国产亚洲av热明星| 国产91成人自拍视频| 少妇被爽到高潮喷水免费福利 | 午夜日韩视频在线观看| 一区=区三区国产视频| 国产视频一区二区三区观看| 日韩亚洲欧美久久久www综合| 中文字幕肉感巨大的乳专区| 亚洲国产精品一区二区第四页|