检索结果-内蒙古大学图书馆

水利学报 2011年第5期42卷 602-608页

作者：邵龙潭刘士乙李红军大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024

在平面应变条件下,采用基于弹塑性有限元应力应变分析的滑面应力分析法对重力式挡土墙结构的稳定性及主动土压力进行研究,该法可直接评判挡土墙结构整体的抗滑稳定。通过与传统土压力理论比较分析,发现挡土墙后土体达到临界状态时,利用... 详细信息

在平面应变条件下,采用基于弹塑性有限元应力应变分析的滑面应力分析法对重力式挡土墙结构的稳定性及主动土压力进行研究,该法可直接评判挡土墙结构整体的抗滑稳定。通过与传统土压力理论比较分析,发现挡土墙后土体达到临界状态时,利用该法得到的滑裂面的安全系数、破裂角和主动土压力幅值与理论解有较好的一致性,表明本文方法可行、可靠。随后对填土性质参数进行了敏感性分析,并运用该法对挡土墙结构进行了深层抗滑稳定安全验算,可为重力式挡土墙结构安全设计提供可靠依据和技术支撑。

关键词：重力式挡土墙有限元滑面应力分析法主动土压力抗滑稳定

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平面应变条件下两类有限元边坡稳定分析方法比较研究

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大连理工大学学报 2007年第6期47卷 873-879页

作者：赵杰邵龙潭大连理工大学土木水利学院辽宁大连116024 大连理工大学工程力学系辽宁大连116024

对有限元边坡稳定分析方法中滑面应力分析法和强度折减法的安全系数定义进行了探讨,指出这两类方法的安全系数定义都是从强度折减的概念出发,与极限平衡方法中的安全系数定义概念上是一致的.在算例对比分析中,基于非关联流动法则,采用... 详细信息

对有限元边坡稳定分析方法中滑面应力分析法和强度折减法的安全系数定义进行了探讨,指出这两类方法的安全系数定义都是从强度折减的概念出发,与极限平衡方法中的安全系数定义概念上是一致的.在算例对比分析中,基于非关联流动法则,采用与经典摩尔-库仑准则相匹配的等效D-P准则,在平面应变条件下,对天然边坡(均质边坡、有下卧软弱层、有软弱夹层带)的稳定性进行了对比研究,并同传统极限平衡方法进行了比较.研究表明,两类有限元方法得到的安全系数大小以及相应滑动面形状和位置均十分接近,滑面应力分析法不适于计算失稳边坡的安全系数.

关键词：有限元边坡稳定分析安全系数定义滑面应力分析法强度折减法滑动面

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基坑土钉支护边坡有限元稳定性分析方法探讨

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岩土力学 2008年第6期29卷 1654-1658页

作者：赵杰邵龙潭大连大学土木工程技术研究与开发中心大连116622 大连理工大学工程力学系大连116024

针对基坑土钉支护开挖边坡的稳定性,讨论了极限平衡方法的局限性,指出应用有限元方法分析评价基坑土体结构稳定性是近年来研究的新趋势。采用滑面应力分析法和强度折减法两种有限元方法对基坑边坡的稳定性进行了研究。对于无支护的基坑... 详细信息

针对基坑土钉支护开挖边坡的稳定性,讨论了极限平衡方法的局限性,指出应用有限元方法分析评价基坑土体结构稳定性是近年来研究的新趋势。采用滑面应力分析法和强度折减法两种有限元方法对基坑边坡的稳定性进行了研究。对于无支护的基坑边坡,两种有限元方法得到的安全系数和滑动面结果一致,且滑动面形状随基坑土体强度的降低保持不变。对于采用土钉支护的基坑边坡,两种有限元方法得到的安全系数结果一致,不同阶段下滑动面形状和位置不同,这主要是由于在强度折减时,仅仅对土体强度参数进行折减,而未考虑土钉自身强度的降低。最后指出,在应用强度折减法时,是否考虑土钉自身强度的折减有待进一步研究。

关键词：基坑稳定性有限元强度折减滑面应力分析法安全系数土钉支护

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深基坑预应力锚杆柔性支护力学性能的研究

深基坑预应力锚杆柔性支护力学性能的研究

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作者：郑卫锋大连理工大学

学位级别：博士

深基坑预应力锚杆柔性支护技术作为一种安全可靠、经济可行、快速简便的基坑支护新技术，已在深基坑开挖支护过程中得到了广泛的应用。但目前对预应力锚杆柔性支护技术的理论研究远远落后于工程实践，由于设计不当造成的深基坑工程事故... 详细信息

深基坑预应力锚杆柔性支护技术作为一种安全可靠、经济可行、快速简便的基坑支护新技术，已在深基坑开挖支护过程中得到了广泛的应用。但目前对预应力锚杆柔性支护技术的理论研究远远落后于工程实践，由于设计不当造成的深基坑工程事故还时有发生，因此有必要对此技术的工作原理进行更深入的研究与探讨。本文试图通过试验研究、理论推导、数值计算等三个方面，对预应力锚杆柔性支护的变形与稳定等工作性能进行了较为全面、深入地研究。主要研究成果如下： (1)全面总结归纳了预应力锚杆柔性支护体系的基本构成及其主要特点；对锚下承载结构的各个构件进行有限元数值模拟分析，分析了可能发生的破坏形态，得到了工程中常用的各个构件间的最佳匹配原则；利用传统的极限平衡理论，概括了该技术的实用计算方法；与土钉支护进行了比较，无论在控制基坑变形还是在提高基坑稳定性方面，预应力锚杆柔性支护都比土钉支护具有一定的优越性。 (2)基于数字图像测量系统，对基坑开挖过程中土体的卸荷应力路径进行了试验研究。室内试验结果表明，基坑开挖卸荷试验时土体达到破坏时的主应力差明显小于常规三轴加载试验的剪切破坏值；基坑开挖卸荷后，土体的抗剪强度指标有所降低，特别是土体的内摩擦角的变化，在基坑工程设计时应引起重视。 (3)基于凯尔文问题的位移解得到了单根预应力锚杆锚固段的剪应力与轴力的分布函数。研究结果表明：不同岩土体介质条件下，预应力锚杆破坏方式不同，要特别注意以最薄弱环节作为锚杆设计控制标准；预应力锚杆在荷载作用下的最大剪应力位置并不是在自由段与锚固段的连接处，而是在该点以下的某个位置上，剪应力分布沿着锚固段杆长从零迅速增大到最大值，然后再逐渐减小到零；预应力锚杆杆体剪应力的分布与岩土体的力学性质有关，岩土体越坚硬，剪应力分布越集中，反之岩土体越松软，剪应力分布越均匀。基于有限差分法中的CABLE单元，对单根预应力锚杆的作用机理进行了数值分析。数值模拟与工程实测数据均表明：注浆压力对预应力锚杆的极限拉拔承载力有着显著影响，通过高压注浆等措施可提高预应力锚杆的极限拉拔承载力；增加锚固段长度可提高预应力锚杆的拉拔力，但锚杆的极限拉拔承载力与锚固段长度呈非线性增长关系，当锚固段长度达到一临界值时，再增加对锚杆极限拉拔承载力提高毫无意义，因此单纯通过增加锚固段的长度来提高锚杆的极限拉拔承载力并不可取。 (4)基于有限差分法与滑面应力分析法，对采用预应力锚杆柔性支护的深基坑开挖过程进行了数值模拟分析，对影响基坑变形与稳定的因素进行了敏感性研究。研究结果表明：①有限差分法结合滑面应力分析法，可以得到基坑的变形状况与基坑的稳定安全系数，既能反映土体的受力和变形情况，也可逐步模拟基坑开挖过程，可用来客观评价基坑的安全稳定性；②预应力锚杆柔性支护下基坑坑壁水平位移和地表沉降均呈曲线分布且相互对应，坑壁水平位移最大值常常发生在基坑顶面，随深度的增加而逐渐减小；地表沉降最大值发生在坑壁处，随背离坑壁距离的增大而逐渐变小；提高锚杆预应力值对减小基坑位移有显著作用；③锚杆的预应力对基坑滑移场产生很大影响。随着锚杆预应力的增加，基坑潜在滑移区不断缩小，当预应力达到一定值时滑移区变得很小，甚至消失；④基坑的破坏性态主要表现为基坑上部的拉伸破坏与基坑下部的剪切破坏，且随着预应力的增加，基坑塑性区明显减小；⑤结合有限差分法与滑面应力法，可以很好的得到不同支护条件下基坑的潜在滑动面形状与基坑的稳定安全系数，考虑基坑开挖的应力场分布状态得到的基坑稳定安全系数随着锚杆预应力的增加逐渐增大，但提高的幅度越来越小，因此单纯通过提高锚杆预应力的措施来保证基坑的稳定并不可靠。⑥岩土体参数中容重、内摩擦角、粘聚力三个传统参数的选择和锚杆参数中锚杆预应力、自由段长度、锚杆倾角三个设计参数的选择对基坑稳定与变形至关重要。

关键词：预应力锚杆深基坑变形与稳定有限差分法滑面应力分析法

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边坡稳定有限元分析方法中若干应用问题研究

边坡稳定有限元分析方法中若干应用问题研究

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作者：赵杰大连理工大学

学位级别：博士

基于滑面上应力分析法和强度折减法是边坡稳定有限元分析方法中两类主要的方法。论文围绕着边坡稳定分析中的有限元法做了一些研究，在对边坡稳定分析方法的研究成果及最新进展进行总结评述的基础上，介绍了两类有限元方法的基本原理，... 详细信息

基于滑面上应力分析法和强度折减法是边坡稳定有限元分析方法中两类主要的方法。论文围绕着边坡稳定分析中的有限元法做了一些研究，在对边坡稳定分析方法的研究成果及最新进展进行总结评述的基础上，介绍了两类有限元方法的基本原理，对边坡稳定有限元分析方法的若干应用问题开展研究，重点比较研究了两类有限元方法的差异性，将有限元稳定分析方法中的滑面应力分析法应用于分析填筑和开挖边坡的稳定性，评价基坑土钉支护边坡的稳定性和确定土体结构极限承载力，在应用研究的同时，分析有限元方法解决问题的适用性，具体研究工作如下： (1)阐述了边坡稳定两类有限元分析方法的基本原理，探讨了安全系数的定义。比较研究滑面应力分析法与强度折减法在安全系数大小及滑动面形状和位置的差异。通过算例对比分析，基于非关联流动法则，采用与经典摩尔—库仑准则相匹配的等效D-P准则，在平面应变条件下，对天然边坡(均质边坡、有下卧软弱层、有软弱夹层带以及稳态渗流作用下)的稳定性开展了对比研究工作。研究表明，两类有限元方法得到的安全系数大小以及相应滑动面形状和位置均十分接近。 (2)在平面应变条件下，采用滑面应力分析法对土质均匀的填筑和开挖边坡的稳定性进行了较为全面的研究，并同天然边坡的安全系数和滑动面进行比较，计算结果表明这三类边坡滑动面的形状基本一致；比较了有限元稳定分析方法和极限平衡法结果的差别，同时分析研究了参数变化对填筑和开挖边坡稳定性的影响；并将滑面应力分析法应用到土石坝的坝坡稳定分析。 (3)在平面应变条件下，对普通土钉支护及复合土钉支护的基坑进行了有限元数值模拟，在此基础上应用滑面应力分析法评价基坑的稳定性，并将其应用于两个实际工程中。研究了两种支护结构土钉拉力、变形及基坑稳定的变化规律，分析二者的差异；分析了土钉长度及布置方式变化对基坑变形和稳定性的影响；研究表明当土钉足够长时，基坑的潜在滑动面与土钉最大拉力作用点连线位置通常是一致的。对基坑边坡的稳定性进行探讨，比较了滑面应力分析法和强度折减法在计算结果(安全系数和滑动面)的差异，分析产生差异的原因。 (4)应用有限元法确定土体结构极限承载力，当采用理想弹塑性D-P模型时，采用增量加载的方式直到所加外荷载使土体结构在临界滑动面上满足极限平衡条件，达到极限破坏状态。分析不同D-P屈服准则在确定极限承载力时的适用性，研究表明在关联流动法则下采用Mohr-Coulomb内切圆屈服准则计算得到的极限荷载对应的土体结构安

关键词：边坡稳定有限元安全系数滑面应力分析法强度折减法填筑边坡开挖边坡基坑土钉极限承载力滑动面地基

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多语言编程在边坡有限元可靠度分析中的应用研究

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合肥工业大学学报（自然科学版） 2009年第5期32卷 720-724页

作者：谭晓慧王建国冯敏杰毕卫华合肥工业大学资源与环境工程学院安徽合肥230009 合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009

文章采用多语言联合编程的方法进行边坡稳定的有限元可靠度分析。前处理部分采用的是有限元通用分析软件ANSYS的APDL语言,用其编写的程序模块可方便地用于有限元网格的划分,以得到有限元计算所需的结点坐标信息、单元结点编号信息、约... 详细信息

文章采用多语言联合编程的方法进行边坡稳定的有限元可靠度分析。前处理部分采用的是有限元通用分析软件ANSYS的APDL语言,用其编写的程序模块可方便地用于有限元网格的划分,以得到有限元计算所需的结点坐标信息、单元结点编号信息、约束结点自由度信息等内容;有限元主程序采用的是VISUALFORTRAN语言,它可进行基于强度折减法及基于滑面应力分析法的边坡稳定定值法有限元计算,以求解边坡的安全系数及其对应的滑面位置;亦可进行基于强度折减法及基于滑面应力分析法的边坡稳定有限元可靠度计算,以求解边坡的可靠指标及其对应的滑面位置;后处理部分采用的是MATLAB语言,它可方便灵活地绘制网格图、等值线图、滑面位置图及曲线图等各种图形。各种语言之间通过文本文件进行数据的传递,不必另外编写各语言间的接口程序。

关键词：边坡稳定性有限元可靠度分析强度折减法滑面应力分析法

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基于应力场及蚁群算法的边坡稳定分析方法研究

基于应力场及蚁群算法的边坡稳定分析方法研究

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作者：马俊郑州大学

学位级别：硕士

极限平衡法和有限元分析方法是目前进行边坡稳定分析的主要方法,其中有限元法包括有限元强度折减法和滑面应力分析法。极限平衡法假定土体为刚性体,不能考虑土体的真实应力应变关系,同时对条间力的一些假定使得坡体受力分析不够准确；... 详细信息

极限平衡法和有限元分析方法是目前进行边坡稳定分析的主要方法,其中有限元法包括有限元强度折减法和滑面应力分析法。极限平衡法假定土体为刚性体,不能考虑土体的真实应力应变关系,同时对条间力的一些假定使得坡体受力分析不够准确；尽管有限元强度折减法克服了极限平衡法的这些缺点,但其也仅仅是假定边坡处于某一极限平衡状态进行受力分析得出边坡的安全系数而已,并且对于边坡失稳的判断标准,学术界至今仍没有达成统一的认识。鉴于目前常用边坡稳定分析方法存在以上诸多缺点,本文在总结边坡稳定分析方法及最新研究进展的基础上,引入人工智能算法,对滑面应力分析法做了一定的改进,提高了其计算效率和应用范围。本文围绕边坡稳定分析这一问题主要做了如下一些研究工作： (1)详细阐述目前边坡稳定分析中给定滑裂面上安全系数的计算方法以及临界滑裂面的搜索技术,并比较各计算方法之间的差异和优缺点。 (2)在实际岩土工程中,土体具有复杂的应力应变关系。而目前常用的理想弹塑性模型和非线性弹性模型都不能很好地反映土体的实际本构关系。本文在ABAQUS二次开发平台的基础上,选用南水模型作为土体的本构模型,并对其进行二次开发和程序的可靠性验证。 (3)借鉴极限平衡法的思想,基于有限元数值分析给出的应力场计算指定滑裂面上的安全系数,并引入蚁群优化算法,搜索边坡的全局最小安全系数和临界滑裂面。同时使用C++语言编写了完整的基于蚁群优化算法的边坡稳定分析程序。 (4)将本文研究应用于两个边坡实例,并与其他边坡稳定分析方法进行比较,结果表明：本文方法是可行的,计算程序是可靠的。通过本文的研究,为复杂边坡的稳定性分析提供了一种新的、有效的计算方法。

关键词：边坡稳定南水模型二次开发滑面应力分析法蚁群优化算法

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边坡稳定分析中的两类有限元方法比较研究

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大连大学学报 2007年第6期28卷 58-61页

作者：李广波赵杰大连市市政修建总公司辽宁大连116011 大连大学土木工程技术研究与开发中心辽宁大连116622

基于滑面上应力分析法和强度折减法是边坡稳定有限元分析方法中两类主要的方法.本文对这两种方法进行了探讨.在算例对比分析中,基于非关联流动法则,采用与经典摩尔-库仑准则相匹配的等效D-P准则,在平面应变条件下,对天然边坡的稳定性进... 详细信息

基于滑面上应力分析法和强度折减法是边坡稳定有限元分析方法中两类主要的方法.本文对这两种方法进行了探讨.在算例对比分析中,基于非关联流动法则,采用与经典摩尔-库仑准则相匹配的等效D-P准则,在平面应变条件下,对天然边坡的稳定性进行了对比研究工作,并同传统极限平衡方法进行比较.研究表明,两类有限元方法得到的安全系数大小以及相应滑动面形状和位置均一致.

关键词：有限元边坡稳定分析滑面应力分析法强度折减法滑动面

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