基于极限平衡的有限元边坡稳定分析

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边坡的稳定性对人们的生产生活有着重要的意义。目前,边坡稳定分析的方法很多,主要包括极限平衡法、数值计算方法、工程地质类比法、自然成因分析法、图解法等一系列方法,各个方法都存在自身不同程度的优缺点。其中有限元数值计算方法得到了越来越广泛的应用,本文着重研究了有限元强度折减法、有限元重度增加法和有限元极限平衡法在边坡稳定分析中的应用情况。重点是讨论有限元极限平衡法,并与其它两种方法进行了比较,本文的主要内容和研究成果如下:(1)根据已有的弹性极限平衡法思想,提出了一种将弹性极限平衡方法和Ansys软件相结合的边坡稳定分析计算方法,通过事先假定滑动面y,然后通过Ansys进行弹性分析,从而得到假定滑动面上的任意一点的σx,σy,τxy,然后求出相应的安全系数。通过不断调整滑动面y的位置,从而找到该边坡的安全系数;(2)通过算例,分别采用了有限元弹性极限平衡法、强度折减法、重度增加法对某均质边坡进行分析,并就其结果进行对比分析,得出有限元极限平衡法的可行性;(3)改变边坡的计算参数弹性模量E,泊松比μ,粘聚力c、内摩擦角φ、坡角α大小等,采用上述三种方法进行分析对比,得出,弹性模量E,泊松比μ对分析精度影响较小。粘聚力c、内摩擦角φ对计算精度影响较大。
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