边坡稳定有限元强度折减分析方法研究与应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 边坡稳定性分析方法综述 2

1.2.1 边坡稳定分析的极限平衡法 2

1.2.2 边坡稳定分析的极限分析法 7

1.2.3 边坡稳定分析的有限元法 9

1.2.4 各种方法的综合比较和讨论 16

1.3 本书的研究内容 18

参考文献 20

第2章 边坡稳定性有限元强度折减分析方法 24

2.1 引言 24

2.2 边坡稳定安全系数的定义 25

2.2.1 强度储备安全系数Fs1 25

2.2.2 超载储备安全系数Fs2 26

2.2.3 下滑力超载储备安全系数Fs3 27

2.3 有限元法模拟边坡的实现要点 27

2.3.1 本构模型的选取 27

2.3.2 屈服准则的选取 30

2.3.3 流动法则和硬化规律的选取 31

2.3.4 大小变形假设的选择 33

2.4 有限元强度折减分析方法 33

2.4.1 强度折减系数定义与传统强度储备系数定义的关系 33

2.4.2 强度折减法的基本原理 34

2.4.3 强度折减计算中弹性参数的调整方法 36

2.5 边坡算例分析 38

2.5.1 均质边坡 38

2.5.2 非均质边坡 48

2.5.3 有下卧软弱层边坡 49

2.5.4 有软弱夹层的边坡 52

2.6 Drucker-Prager系列屈服准则间安全系数的转换方法 54

2.6.1 Drucker-Prager屈服准则 54

2.6.2 Drucker-Prager屈服准则间安全系数的转换 58

2.6.3 算例分析 61

2.7 强度参数对边坡安全系数的影响分析 62

2.7.1 计算模型和分析方案 63

2.7.2 黏聚力c的影响 64

2.7.3 内摩擦角φ的影响 65

2.7.4 关于黏聚力c和内摩擦角φ对安全系数的影响程度分析 66

2.8 本章小结 68

参考文献 69

第3章 边坡失稳判据的对比分析和评价 70

3.1 引言 70

3.2 有限元计算模型及边界条件 71

3.3 各种失稳判据的计算结果及分析 72

3.3.1 计算收敛性判据 72

3.3.2 塑性区贯通判据 73

3.3.3 位移突变性判据 75

3.3.4 动力学判据 80

3.4 失稳判据的对比分析和评价 83

3.5 本章小结 84

参考文献 84

第4章 基于边坡等效塑性应变分布的滑动面搜索方法 86

4.1 引言 86

4.2 基于等效塑性应变分布的滑动面搜索方法 86

4.2.1 滑动面的确定方法 86

4.2.2 任一点等效塑性应变的插值方法 87

4.2.3 对临界滑动面曲线的拟合 90

4.3 算例分析 90

4.3.1 算例1 90

4.3.2 算例2 92

4.4 多级滑动面的搜索 94

4.5 本章小结 95

参考文献 95

第5章 强度折减法在涉水边坡稳定分析中的应用 97

5.1 引言 97

5.2 非饱和非稳定渗流作用下边坡稳定性分析方法及数值实施 98

5.2.1 非饱和非稳定渗流理论 98

5.2.2 考虑基质吸力作用的强度折减法 99

5.2.3 非饱和非稳定渗流作用下边坡稳定性分析的数值实施 99

5.3 水位降落条件下的边坡稳定性分析 100

5.3.1 水位降落引起的三种非稳定渗流模式 100

5.3.2 水位骤降和缓降条件下的边坡稳定算例分析 100

5.3.3 非稳定渗流条件下的边坡稳定算例分析 103

5.4 水位降落条件下的边坡稳定性图表法研究 109

5.4.1 水位降落条件下的边坡稳定性影响因素分析 109

5.4.2 水位降落条件下的边坡稳定性图表 112

5.4.3 边坡稳定性图表的应用算例 115

5.4.4 边坡稳定性图表的验证 118

5.5 本章小结 119

参考文献 119

第6章 基于Hoek-Brown强度折减法的边坡稳定分析及图表法研究 121

6.1 引言 121

6.2 Hoek-Brown准则及其适用条件 122

6.2.1 广义Hoek-Brown准则 122

6.2.2 Hoek-Brown准则的应用条件 124

6.3 基于Hoek-Brown准则的瞬时等效Mohr-Coulomb参数研究 125

6.3.1 Hoek-Brown准则的法向应力和剪切应力的表达式 125

6.3.2 瞬时等效Mohr-Coulomb强度参数φi和ci的计算 127

6.3.3 瞬时等效Mohr-Coulomb强度参数计算公式的有效性验证 127

6.3.4 岩体材料特性对瞬时等效Mohr-Coulomb强度参数的影响 131

6.4 基于Hoek-Brown准则的强度折减法 134

6.4.1 基于Hoek-Brown准则强度折减法的程序实现 134

6.4.2 程序验证 134

6.4.3 算例分析 136

6.5 基于Hoek-Brown准则的岩质边坡稳定性图表法研究 140

6.5.1 Hoek-Brown准则下边坡安全系数与相关参数的理论关系 140

6.5.2 基于Hoek-Brown准则的岩质边坡稳定性图表 142

6.5.3 算例分析 152

6.6 本章小结 155

参考文献 156

第7章 三维均质边坡稳定分析及图表法研究 158

7.1 引言 158

7.2 三维边坡数值模型的建立 158

7.2.1 三维边坡计算模型 158

7.2.2 边界条件 159

7.3 典型算例分析 159

7.3.1 算例1 159

7.3.2 算例2 163

7.3.3 算例3 165

7.4 求解三维均质边坡安全系数的稳定性图表法 168

7.4.1 三维均质边坡的稳定性图表 168

7.4.2 稳定性图表的可靠性验证 170

7.4.3 算例应用 172

7.5 本章小结 174

参考文献 174

第8章 三维均质边坡空间效应分析及图表法研究 175

8.1 引言 175

8.2 三维均质边坡的滑体形态效应分析及图表法研究 175

8.2.1 分析方案 175

8.2.2 三维边坡的滑体形态效应影响因素分析 176

8.2.3 三维均质边坡的滑体形态效应计算图表 183

8.2.4 图表的可靠性验证 188

8.2.5 算例分析 189

8.2.6 关于考虑滑体形态效应影响界限的讨论 190

8.3 三维均质边坡的坡面形态效应分析及图表法研究 190

8.3.1 均质圆形凹凸边坡的计算模型和分析方案 190

8.3.2 三维边坡的坡面形态效应分析 191

8.3.3 均质圆形凹凸边坡的稳定性图表 193

8.3.4 稳定性图表的可靠性验证 193

8.3.5 算例分析 197

8.3.6 关于坡面形态适用范围的讨论 198

8.4 本章小结 199

参考文献 199