不同本构模型下边破稳定性的有限元分析及其失稳判据的研究

【摘要】： 目前边坡的失稳判据主要有3种:(1)数值计算不收敛;(2)特征部位的位移突变;(3)潜在滑移面塑性区贯通。作为强度折减有限元法的关键技术问题,边坡失稳判据直接影响强度折减有限元法的计算准确性。本文应用FLAC~(3D)有限元差分软件对三个不同的边坡算例进行数值模拟计算,求解边坡在弹塑性模型和粘弹塑性模型下的安全系数,并对二者的安全系数以及确定安全系数的方法进行对比研究,得出三种失稳判别准则在不同模型下的应用效果及适用程度。在此基础上,本文还对考虑流变的粘弹塑性模型的稳定性求解做了进一步的探讨,研究了在粘弹塑性模型下利用不同的折减系数下的位移-蠕变时间曲线判定安全系数的可行性。考虑到在对粘弹塑性模型进行分析时,粘滞系数的取值可能对求解安全系数带来影响,本文还对不同的Kelvin粘滞系数和Maxwell粘滞系数下边坡安全系数进行比较,从而得到不同粘滞系数对安全系数的影响。 在极限平衡法中,加载法是常用的方法之一。依据加载法的基本思想,本文对加载法在有限元法中的应用进行了相关的研究,研究发现,有限元法中不仅可以使用加载法,而且还能确定加载法中临界地震加速度和安全系数存在一定的关系,因此我们也可以把临界地震加速度K_c作为边坡稳定性的评定指标之一。