基于数值模拟方法对陕北黄土边坡稳定性分析研究

来源 :西安工业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:xiaozhenying
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陕北地区多暴雨,滑坡灾害比较频繁,降雨是引起陕北黄土高原滑坡多发的主要原因之一。故而,科学深入地研究水对陕北黄土边坡稳定性的影响具有重大的理论价值和实践意义。目前,对边坡进行稳定性分析的方法主要为极限平衡法和数值分析法,而传统的有限元强度折减法对边坡的稳定性进行数值分析时,采用同一折减系数对岩土体的抗剪强度参数进行同步同程度折减。然而,根据大量学者的相关试验结果得知,随着土体的含水量不断增加,其抗剪强度参数衰减的速度和程度并不相同,故而,采用传统的强度折减法计算边坡的稳定性时,与边坡岩土体抗剪强度参数实际的衰减关系不相符,而应该对内摩擦角和粘聚力引入不同的折减系数分别进行折减,即开展双系数强度折减法的研究。折减路径是双系数强度折减法理论中重要的组成部分之一,由于不同地区的土体形成的应力路径历史不太一样,故而采用双系数强度折减法对不同地区的边坡进行稳定性分析时,其折减路径也应该有所不同。本文基于ABAQUS平台,对陕北黄土抗剪强度参数的配套折减机制进行深入分析,从而对陕北黄土边坡的稳定性分析提出一种适用的双系数强度折减法,主要成果如下:(1)通过拟合相关学者对陕北黄土抗剪强度参数随含水率增加而衰减的试验研究数据,进一步推导分析得到了内摩擦角与粘聚力之间的配套折减关系,并对综合安全系数提出了定义。(2)对双系数强度折减法中三种边坡失稳判据所得的稳定性系数进行了分析,研究表明,由计算不收敛判据得到的稳定性系数偏大,应综合考虑特征点位移突变判据和塑性应变区贯通判据得到的结果。(3)基于灰色关联度法和双系数强度折减法对岩土体容重γ和本构参数E、μ、φ、c这五个因素进行了边坡稳定性的敏感性分析,得出其影响因素的敏感性由大到小分别是:φ、c、γ、E、μ。(4)对陕北非均质黄土边坡的稳定性进行双系数强度折减法分析,并将其结果与M-P法和传统的强度折减法的结果进行对比,研究发现M-P法和传统的强度折减法均较高的评估了陕北非均质黄土边坡的稳定性。(5)通过对延安市宝塔区某滑坡实例的分析,研究表明双系数强度折减法得出的稳定性系数均比M-P法算出的结果偏小,但都在工程误差范围之内,进一步验证了双系数强度折减法的合理性。
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