有限元极限分析法及其在边坡中的应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1边坡与滑坡的含义及其区别 1

1.2边（滑）坡稳定性分析理论基础与方法简介 2

1.2.1边（滑）坡稳定性分析理论基础 2

1.2.2边（滑）坡稳定性分析中传统极限分析方法简介 4

1.2.3数值极限分析法（有限元极限分析法） 5

1.3边（滑）坡稳定安全系数的定义 6

1.3.1强度储备安全系数 6

1.3.2超载储备安全系数 7

1.3.3下滑力超载储备安全系数 7

1.4滑坡推力计算中的下滑力增大安全系数和强度折减安全系数及其关系 8

参考文献 10

第2章 有限元极限分析法原理 11

2.1概述 11

2.1.1有限元极限分析法的基本思想 11

2.1.2有限元极限分析法的优势 12

2.1.3应用有限元极限分析法需要满足的条件 12

2.1.4理想弹塑性增量本构模型 12

2.1.5弹塑性增量应力一应变本构模型有限元计算过程 13

2.1.6非线性有限元方程组的求解 14

2.1.7收敛准则 16

2.1.8有限元模型极限状态的判据 16

2.2屈服准则的研究与选用及其计算精度的要求 17

2.2.1屈服准则的研究与选用 17

2.2.2不同D-P准则条件下安全系数的转换 23

2.2.3采用不同流动法则时的影响 24

2.2.4有限元模型计算范围与网格划分以及计算参数对计算精度的影响 25

2.3土坡稳定的双强度折减法分析 25

2.3.1双折减系数法的提出 25

2.3.2双强度折减法中双折减系数的确定 26

2.3.3不同土性边坡的双安全系数分析算例 29

参考文献 32

第3章 有限元强度折减法在土坡中的应用 34

3.1均质土坡稳定性分析 34

3.1.1 ANSYS程序简介 34

3.1.2用ANSYS创建有限元模型 35

3.1.3应用边界条件、荷载 42

3.1.4非线性问题有限元求解 43

3.1.5收敛准则设置 47

3.1.6求解器设置 49

3.1.7边坡强度折减安全系数求解 50

3.1.8塑性区和等效塑性应变分布的绘制 52

3.1.9边坡破坏过程中滑面上节点的应力—应变曲线绘制 53

3.1.10边坡临界滑动面的确定 56

3.2多剪出口型复杂土质滑坡稳定性分析 57

3.2.1有限元强度折减搜索滑（边）坡多滑动面方法 58

3.2.2算例 59

3.3挡土墙土压力数值模拟 61

3.3.1概述 61

3.3.2模型一：墙体不动时的静止土压力模拟 62

3.3.3模型二：土体有一定侧向变形时的土压力模拟 66

3.3.4模型三：土体有足够侧向变形时的主动土压力模拟 66

3.3.5小结 68

参考文献 68

第4章 有限元强度折减法在岩坡中的应用 70

4.1岩坡有限元模型的建立及其安全系数的求解 70

4.2用无厚度接触单元分析折线形滑动面岩坡稳定性 72

4.3具有两组贯通结构面的岩坡算例 73

4.4具有非贯通结构面的岩坡稳定性分析 74

4.5岩土质二元边坡稳定性分析 78

4.6岩质边坡倾倒稳定性分析 79

4.7有限元强度折减法在三维边坡稳定性分析中的应用 81

4.8有限元强度折减法在岩质基坑边坡中的应用 86

4.8.1相邻既有建筑物的基础变形标准 87

4.8.2无结构面的岩质基坑边坡计算 88

4.8.3有限元位移计算结果与位移监测数据的对比 95

4.8.4不同水平位移时边坡岩石侧压力计算 98

4.9有限元强度折减法在岩质边坡锚杆拉力计算中的应用 98

4.9.1工程概况 98

4.9.2锚杆拉力计算 99

4.9.3计算结果比较 100

4.10有限元法在格构锚索中的应用 101

4.10.1工程概况 101

4.10.2有限元模型的建立 103

4.10.3计算采用的物理力学参数 104

4.10.4各工况条件的模拟 104

4.10.5数值模拟结果及分析 104

参考文献 107

第5章 库水作用下的边（滑）坡稳定性分析 108

5.1 PLAXIS程序和PLAXFLOW模块简介 108

5.2库水作用下坡体内浸润面位置的求解 111

5.2.1库水作用下坡体内浸润面位置的数值解 111

5.2.2库水作用下坡体内浸润面位置的经验概化解及其和数值解的对比分析 114

5.3库水作用下边（滑）坡的稳定性分析 115

5.3.1渗流条件下边（滑）坡的稳定性分析 115

5.3.2库水水位变化过程中岸坡的稳定性分析 116

5.3.3浸润面位置经验概化解引起的误差 119

5.4有限元强度折减法在水平排水孔治理工程中的应用 121

5.4.1水平排水孔法概述 121

5.4.2含水平排水孔的渗流场的有限元分析及治理工程的稳定性分析 122

5.4.3水平排水孔孔长、孔径对治理效果的影响分析 129

参考文献 130

第6章 有限元强度折减法在抗滑桩设计中的应用 133

6.1概述 133

6.2边（滑）坡推力与桩前抗力的计算方法 134

6.2.1传统计算方法 134

6.2.2有限元法与有限元强度折减法 135

6.2.3有限元法与传统极限分析法计算抗滑桩推力的区别 136

6.2.4有限元强度折减法与传统方法计算滑坡推力的比较与分析 136

6.2.5有限元法计算滑坡推力与抗力的工程实例 140

6.3有限元强度折减法在埋入式抗滑桩设计计算中的应用 142

6.3.1抗滑桩合理桩长的确定 142

6.3.2埋入式抗滑桩上滑坡推力与桩前抗力的计算与模型验证 144

6.3.3抗滑桩桩身内力的计算 146

6.3.4埋入式抗滑桩治理工程实例 147

6.4双排全长式抗滑桩的推力、抗力与桩距影响 149

6.4.1三种典型滑坡双排全长式抗滑桩的推力与抗力 149

6.4.2三种典型滑坡双排抗滑桩排距影响的共同特点 153

6.4.3三种典型滑坡双排抗滑桩排距影响的不同点 159

6.5双排埋入式抗滑桩的推力与抗力 161

6.5.1折线型滑坡 161

6.5.2顺层直线型滑坡 164

6.6多排埋入式抗滑桩在滑坡治理工程中的应用实例 166

6.6.1工程概况 166

6.6.2稳定性分析 167

6.6.3抗滑桩治理方案 168

6.7有限元强度折减法在锚拉抗滑桩设计计算中的应用 173

6.7.1工程概况 173

6.7.2锚拉抗滑桩的分析计算 173

参考文献 178

第7章 有限元极限分析法在加筋土挡墙中的应用 181

7.1加筋土挡墙设计方法概述 181

7.2传统加筋土挡墙设计方法 182

7.2.1传统加筋土挡墙破坏模式 182

7.2.2传统加筋土挡墙的设计计算方法及其存在的问题 182

7.3 PLAXIS程序中加筋土的有限元数值计算 183

7.3.1土工格栅与土体之间相互作用的本构模型 183

7.3.2材料参数的选择及其影响 184

7.4土工格栅加筋土挡墙稳定性影响因素敏感性分析 184

7.4.1加筋土挡墙稳定性影响因素分析 184

7.4.2稳定性影响因素的敏感性分析 190

7.5土工格栅加筋土挡墙破坏模式及有限元极限设计计算方法 194

7.5.1加筋土挡墙破坏模式 194

7.5.2加筋土挡墙有限元极限设计计算方法 194

7.5.3加筋土挡墙有限元极限设计计算方法的工程应用 195

7.5.4高陡土工格栅加筋土挡墙的工程实例 199

参考文献 203

第8章 强度折减动力分析法在地震边坡工程中的应用 205

8.1概述 205

8.2强度折减动力分析法简介 205

8.2.1强度折减动力分析法原理 205

8.2.2边坡动力破坏条件探讨 206

8.2.3强度折减动力分析法的优越性 206

8.3地震边坡破坏机制及其破裂面的分析 207

8.3.1岩质边坡动力破坏机制分析 207

8.3.2土质边坡动力破坏机制分析 211

8.3.3地震边坡破坏机制振动台试验验证 215

8.3.4小结 224

8.4地震边坡动力稳定性分析 224

8.4.1地震边坡稳定性评价方法分类 225

8.4.2基于拉一剪破裂面的动力时程分析法 226

8.4.3完全动力分析法 226

8.4.4土质边坡地震动稳定性分析 228

8.5强度折减动力分析法在锚杆支护边坡抗震设计中的应用 230

8.5.1岩质边坡锚杆支护抗震动力分析 230

8.5.2锚杆支护边坡在地震作用下的抗震机制分析 234

8.5.3锚杆支护边坡抗震设计新方法 236

8.5.4锚杆支护边坡动力稳定敏感性分析 237

8.5.5锚杆支护边坡振动台试验研究 239

8.5.6小结 246

8.6强度折减动力分析法在抗滑桩支护边坡动力稳定性分析中的应用 248

8.6.1抗滑桩抗震设计简介 248

8.6.2算例应用 248

8.6.3抗滑桩支护边坡振动台试验分析 251

8.6.4小结 259

参考文献 259

第9章 多手段、动态、全过程滑坡预警预报研究 262

9.1概述 262

9.1.1现有滑坡预报方法评述 262

9.1.2滑坡预警预报的对象和作用 263

9.2滑坡预报全过程及阶段划分 263

9.2.1中长期预报 264

9.2.2短期预报 265

9.2.3临滑预报 265

9.3滑坡变形破坏全过程及其阶段划分 266

9.3.1宏观变形破坏全过程及其阶段划分 266

9.3.2监测位移变形全过程及阶段划分 267

9.3.3计算分析全过程及其阶段划分 267

9.4多手段、动态、全过程滑坡预警预报 267

9.4.1概述 267

9.4.2监测位移分析 268

9.4.3滑坡的数值分析 271

9.5滑坡稳定性评价指标体系 286

9.6工程实例分析 287

9.6.1滑坡影响因素分析和计算参数确定 287

9.6.2不同安全系数对应的计算位移—时间曲线 289

9.6.3确定滑坡实时的稳定安全系数 291

9.6.4滑坡稳定状态的综合评价 292

9.7临滑预报与滑动时间预报 293

9.7.1临滑预报现状 293

9.7.2基于改进的斋藤模型和遗传算法的临滑预报研究 293

9.7.3基于连续改进切线角的临滑阶段与滑动时间预报 298

9.8三级预警预报体系的实施 303

9.9本章小结 304

参考文献 304