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有限元强度折减法在岩土工程中的应用 　　[摘要]文章分析了有限元强度折减法在岩土工程中的应用优势，探析了有限元强度折减法在岩土工程中的应用，旨在为岩土工程相关工作人员提供一定的参考。 　　[关键词]有限元强度折减法 岩土工程 应用 　　[中图分类号] F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-9-377-1 　　1前言 　　英国科学家Zienkiewicz提出了用降低岩土强度或者增加外荷载，进行岩土工程安全系数的计算，该种方法被看做为岩土工程极限分析有限元法的雏形。有限元强度折减法是极限分析有限元法最常用的方法之一，并且经过多年的实践应用获得了非常好的应用成果。因此，文章针对有限元强度折减法在岩土工程中应用的研究具有非常重要的现实意义。 　　2有限元强度折减法在岩土工程中的应用优势分析 　　（1）考虑周全。有限元强度折减法在岩土工程中的应用，考虑问题比较周全，尤其是在细节方面，能够更加接近实际状况，在进行计算的过程中，计算数值越接近实际状况，其价值越高，能够有效的降低计算误差。正是由于有限元折减法的这点优势，接近实际状况的计算方法，越来越被岩土工作者所青睐。 　　（2）适应性强。 我国幅员辽阔，涉及的地形包括高原、高山、山丘、平原等，一些岩土工程的测量工作会涉及到多种地形，如果采用传统的方法进行计算，不仅会增加工作人员的劳动强度，还会影响计算的精度，通过将有限元强度折减法应用在岩土工程测量中，通过分析相关地形，描述该地区地形的范围，以此评估相关地形的稳定性，无论施工现场的地形如何复杂，气候条件多恶劣，工作人员都可以在实验室中轻松的测量。有限元强度折减法还有一个好处就是化整体为部分、化大为小，这样能够有效的降低工作人员的工作压力，降低计算过程中误差。 　　（3）准确性高。国内岩土工程企业非常多，如果工程测量和计算的准确性较低，将会影响岩土工程企业的市场竞争力。准确度是岩土工程测量中的必备条件，通过实践证明，有限元强度折减法在岩土工程测量中的应用，其结算结果比其他公式计算的结果更加准确，避免了其他公式就是你误差导致的误判，甚至导致地质变软以及工程坍塌等。正是由于有限元强度折减法计算的高准确性，致使其成为许多岩土工作者的首选。 　　3有限元强度折减法在岩土工程中的应用分析 　　（1）有限元强度折减法的原理分析。在有限元强度折减法中边坡稳定安全系数的定义为：当岩土边坡刚好达到破坏临界点时，对岩土的剪切强度的折减程度，稳定安全系数的公式表示为：Ct=■（公式1）；φt=■（公式2），公式中，Ft表示折减系数；φ表示岩土体的内摩擦角；c表示岩土体的粘聚力；φt表示折减后的内摩擦角；ct表示折减后的粘聚力。因此，有限元强度折减法在岩土工程中应用的要点在于利用公式调整岩土体的强度指标φ值与c值，然后分析岩土体数值，反复的增加折减系数Ft，不断的分析计算，直至岩土体达到临界破坏状态位置，此时计算获得的折减系数即为岩土体的稳定安全系数。 　　（2）岩土被破坏的依据。当岩土失去稳定性后将会被破坏，导致岩土出现坍塌或者滑坡等，这就表明岩土由原来的静止状态转变成运动状态，由于岩土形态的改变，会形成巨大的变形或者位移，破坏岩土特征。有限元强度折减法在岩土工程中的应用，通过利用强度的折减能够让岩土静止形态最大限度的转化成运动形态，通过计算能够获得岩土被破坏的最大极限。当岩土达到最大限度破坏状态时，岩土坍塌面的塑性应变以及产生的位移都会产生质的变化，这种岩土塑性变化、岩土坍塌面改变的最小值、最大值将会成为一个变值，强度状态、应变状态、静力状态等都不可能在有限元程序或者有限元方程式中获得固定的答案，该种状况下，无论是坍塌面位移的标准，还是受力分析的观点都不能够进行保守计算，而是应该在计算的过程中充分的考虑岩土边坡的塑性区域。从理论上来说，岩土由上到下的贯通并不会导致岩土的破坏，塑性区域由上到下的贯通是岩土边坡被破坏的关键因素之一，但是并不是充分的条件或者绝对的条件，还应该分析边坡或者岩土坍塌的面积。通过有限元强度折减法法的有限元程序能够计算出塑性突变的位移突变，以此获得岩土塑性和岩土坍塌面上的最小值与最大值。由此可见，有限元方程是否能够获得固定数值，可以作为判断岩土边坡贯通或者破坏的可靠依据。 　　（3）选取计算参数。有限元强度折减法在岩土工程中应用的关键在于计算参数的选取，计算参数的选取对于计算结果的影响非常重要。根据相关研究表明，有限元强度折减法在进行安全系数计算的过程中，除了粘聚力、内摩擦角、坡角以及坡高等影响因素外，还有其他的计算参数对结算结果造成影响。但是，从岩土工程的整体状况来说，粘聚力以及内摩擦角是岩土工程安全系数的关键。两种典型的岩土体应力-应变曲线如图1所示，其中曲线①为理想