用有限元强度折减法的发展及其在岩土工程中的应用(土木工程学会07年6月14日).pptVIP

　　２有限元极限分析法的原理 (１)两种安全系数定义 强度储备安全系数 （２）两种有限元极限分析法 强度准则的选用 强度准则的选用 外角圆准则偏危险 内角圆准则时大时小 等面积圆准则适用于三维计算 平面应变莫尔－库仑匹配准则适用平面应变计算 DP4采用关联流动法则， DP5采用非关联流动法则，　　　 ～０ (3)提高计算精度的条件 ①要有一个成熟可靠、功能强的有限元程序，尤其是选用国际上公认的通用程序。 ②有可供实用的岩土本构模型和强度准则。 ③计算范围、边界条件、网格划分等要满足有限元计算精度要求。 4有限元强度折减法在均质边坡中的应用（1）岩土变形参数对计算结果的影响 泊松比对塑性区分布范围有影响。泊松比取值越小，边坡的塑性区范围越大。 　　计算表明泊松比对的安全系数计算结果没有影响，泊松比=0.1和泊松比=0.499计算得到的安全系数相差极小。 　　弹性模量对边坡的变形和位移的大小有影响，但对安全系数没有影响。 模型的建立 解析解的简单介绍 　 基本假定： （1）含水层均质、各项同性，侧向无限延伸，　 具有水平不透水层； （2）库水降落前，原始潜水面水平； （3）潜水流为一维流； （4）库水位以V0 的速度等速下降； （5）库岸按垂直考虑，库水降幅内的库岸与 大地相比小的多，为了简化将其视为垂直 库岸。 模型的求解 5.岩质边坡稳定分析 岩体中的结构面分类: 贯通性结构面 非贯通性结构面 硬性结构面（无充填结构面） 软弱结构面 5.1 有限元模型极其安全系数的求解 （1）软弱结构面 岩体以及有厚度软弱结构面均采用平面单元模拟，只是参数不同。 （2）硬性结构面 采用无厚度接触单元模拟 5.2 具有一组平行节理面的岩质边坡算例 一组软弱结构面倾角40度， 间距10m 计算采用的力学参数 开挖前的计算结果 : 安全系数1.08，滑动面如下. 开挖后不支挡时的安全系数为0.63， 滑动面如下图. 抗滑桩弯矩和剪力 没有施加锚固力时抗滑桩的最大弯矩为48100kN.m，最大剪力6560kN 设置预应力锚索后的桩的最大弯矩：11900 kN.m，最大剪力2650 kN。 不同方法计算结果比较 埋入式抗滑桩的桩长设计 目前桩长都按桩伸展到地面来确定. 采用全长桩是否合理需要研究。 桩长与滑面的关系 桩长与滑坡体滑动面位置的关系 桩越长，滑面越高 桩长为7～11 m时，滑面通过桩顶沿剪出口滑出。 桩长为13 m时，滑坡出现两处滑面。 桩长为15m时只有上述次级滑动面，滑面位置与桩长为13m时相同。 当桩增长至坡面时，滑面的位置仍与桩长为13m时相同。 桩长为7，9 m时，滑面通过桩顶并经剪出口滑出； 桩长为11 m时形成次级滑动面，且与桩长为13，15，17 m次级滑动面位置相同； 桩长大于17 m直至地面时，滑面与剪出口位置不断上移。 桩长与滑坡体稳定系数的关系 桩长为7m，9m，11 m时，安全系数从1.13增加到1.19， 继续增加桩长，滑坡体的安全系数仍然保持在1.19。 如果设计安全系数为1.15，则桩长9m时，满足设计要求， 桩长9m即为合理桩长。 桩的强度设计只保证安全系数为1.15，超过此安全系数表明桩已破坏，因此再增加桩长只会造成浪费。 桩的位置设在公路上方，桩长9m时，稳定安全系数1.17， 桩位于公路下方，合理桩长也为9m。 桩身抗滑段所受的滑坡推力 传统方法求桩后推力，桩前抗力只能近似求得或视作为零。 有限元法桩采用梁单元，就可直接求出桩的推力(含抗力)与内力 。 桩身内力 用有限元强度折减法求桩身内力 (剪力、弯距)。 不需要先知道桩上的滑坡推力。 (1)必须找出安全系数小于设定稳定安全系数的所有滑面。 (2)必须弄清有几条次生滑面， 各条滑面发生滑动的次序。 增加约束CDE段水平位移  地基第4步加载后，地基进入塑性，对应荷载为0.38MPa 。与载荷试验一致。 地基第12步加载后，发生破坏，对应的极限荷载值为1.14MPa，比载荷试验大20%左右。 应用增量加载有限元法能有效模拟载荷板试验的整个过程； 载荷－位移曲线吻合较好； 极限荷载稍有出入，因为两者确定极限荷载标准不同。 碎石桩复合地基加固是由基体和增强体两部分组成的人工地基。