有限元强度折减法及其工程应用研究

来源 :中国科学院大学 中国科学院力学研究所 中国科学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chenyinan
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本研究针对有限元强度折减法本身存在问题和如何用好该方法,基于有理论解的地基承载力问题和边坡稳定性典型考题,通过计算值与理论解的对比,对有限元强度折减法用于边坡稳定分析的边坡失稳判据、计算精度判别方法等问题进行了系统研究,提出了以塑性带宽度与长度之比检验计算精度的方法,并应用到某水电站库区堆积体边坡的稳定性现状及水库蓄水后的边坡的稳定性分析中。主要结论如下:  (1)边坡稳定计算的有限元强度折减法,需要足够的密度才能比较准确地模拟临界状态的滑动机制。  (2)网格密度不足是导致强度折减法安全系数偏大的原因,网格足够密的情况下,不同判据所得结果基本一致。  (3)临界状态时塑性带的宽度与长度之比与安全系数的计算精度有很高的相关性,其值越小,精度越高;其比值小于0.05时,相对误差一般小于5%;通过检验塑性带的宽长比,可以判断计算精度及网格的密度是否达到要求。  (4)有限元强度折减法对弹塑性计算的算法和代码的要求极高,实际边坡稳定分析中容易出现不收敛和塑性应变带位置不合理等问题。  (5)将该方法应用到某水电站库区2个典型堆积体边坡稳定性现状及水库蓄水后的安全性研究中,得到不同水位工况时的稳定安全系数、滑动机制及滑动范围。
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