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切层边坡破坏特征示意图 倾倒边坡破坏特征示意图 堆积层边坡破坏特征示意图 岩土二元边坡破坏特征示意图 软岩挤出边坡破坏特征示意图 三、有限元极限分析法在抗滑桩设计中的应用 抗滑桩设计中存在的问题: 1、无法计算桩前抗力（假设为0或剩余抗滑力） 2、无法计算推力分布规律 3、不能进行桩长设计 4、不能计算埋入式抗滑桩的推力与抗力 5、不能计算多排抗滑桩与抗滑桩间距 　　1、滑坡推力与桩前抗力的计算 重庆市奉节县内分界梁隧道滑坡， 抗滑桩截面尺寸为2.4m×3.6m。 表1 材料物理力学参数 材料名称 重度 弹性模量 泊松比 粘聚力 内摩擦角 滑体土 22 10 0.35 28 20 滑带土 22 10 0.35 20 17 滑床 26.16 0.28 5000 39 抗滑桩 25 0.2 按弹性材料处理 采用实体单元模拟或梁单元模拟桩 不同方法滑坡推力与桩前抗力 方法 滑坡推力 桩前抗力 设计推力 实体单元法 5390 1830 3560 梁单元法 5350 1700 3650 不平衡推力法 （隐式解） 5420 2580 2840 1、三种算法，滑坡推力基本一致； 2、实体单元法与梁单元法抗力与实际推力 相近，不平衡推力法相差大； 2 推力与抗力的分布规律 计算机可显示滑面以上桩后推力与桩前抗力的水平应力分布。 图5 推力分布 图6 抗力分布 3、抗滑桩长度的确定 目前设计中缺乏桩长设计 a.桩长延伸到地面是否能确保边坡的稳定； b.桩长延伸到地面是否必要会不会造成浪费。 安全系数1.0 桩长变化与滑动面的位置 桩长： 7米 9米 11米 安全系数: 1.14 1.17 1.19 桩增长, 滑面升高、安全系数增加 桩长: 15米 17米 19米 安全系数:1.19 1.19 1.23 桩长: 21米 23米 25米 安全系数:1.25 1.29 1.34 合理桩长: 桩长安全系数大于设计安全系数 ---------------------------------------------------------- 设计要求安全系数1.15 桩长与内力关系: 桩缩短，弯矩、剪力降低 模型尺寸: 3.5×2.8×2.02米 模型桩长: 2.2米, 1.8米, 1.5米, 1.2米 抗 滑 桩 室 内 模 型 试 验 模型计算与数值计算五个相同 (1) 当试验加载到破坏，荷载相同 (2) 破坏面相同 (3)沉埋桩顶上土体受力相同 (4)桩上推力与分布相同 (5)桩上抗力与分布相同 云阳分界梁隧道出口段滑坡 1、工程概况 两条隧道通过滑坡地段 平面布置图 有限元极限分析法在边坡中的应用 重庆市地质灾害防治工程技术研究中心 中国人民解放军后勤工程学院 教授 郑颖人 弹性状态—材料受力后变形，但可恢复 . 材料满足屈服准则，进入塑性。 塑性状态—材料出现不可恢复的塑性变形 材料满足破坏准则， 材料分离破坏。 破坏状态—目前尚无 破坏准则，但材料整体 破坏可采用极限分析法 材料的受力过程 一、有限元极限分析法 经典极限分析法适用工程设计 但需要事先知道破坏面，适应性差 有限元法适应性广,但无法算 安全系数 　有限元极限分析法,既适用于工程 设计,且适应性广　 特别适用于岩土工程设计 　（边(滑)坡、地基、隧道） 　　1、有限元极限分析法的原理 安全系数定义 强度储备安全系数 边坡体的垂直条分法 2、有限元强度折减法 有限元强度折减法 不断降低岩土C、 值，直到破坏。自动生成破坏面，给出破坏信息。 强度降低，破坏面自动形成可求安全系数，还可求破坏面 剪切应变增量云图 a.滑面塑性区贯通 b.滑动面上的位移与应变将产生突变，产生很大的且无限制的塑性流动 c.有限元计算都不收敛，采用力或位移不收敛作为边坡破坏判据 直线滑动面 3、有限元中边坡破坏的判据 滑面上节点水平位移随荷载的增加而发生突变 （坡角） 30 35 40 45 50 有限元法 DP5准则 1.56 1.42 1.31 1.21 1.12 极限平衡 Spencer法 1.55 1.41 1.30 1.20 1.1