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土体稳定性弹塑性大变形有限元分析

土体稳定包括土坡稳定和地基稳定,是土力学的基本课题之一,是岩土工程的一个重要研究内容。传统的土体稳定分析方法极限平衡法、极限分析法虽经验丰富,但理论上缺点明显。有限单元法是一种理论体系更为严密的方法,近期基于弹塑性小变形理论的有限元强度折减系数法进行土体稳定分析在国内外受到关注,已取得了一些可观的研究成果。已有研究表明,土体失稳是局部化变形形成与发展的结果,是弹塑性大变形问题,尤其软土更表现出大位移、大应变,因此,在分析中不仅要考虑土体的材料非线性,还要引入大变形问题的几何非线性分析方法。本文对大变形研究成果进行分析总结的基础上,对土体失稳过程中弹塑性大变形的问题,采用Updated Lagrangian描述方法,建立了土体稳定分析的弹塑性大变形有限元模型,提出了坐标更新和非线性方程组线性化的方法;在土体本构模型中采用了适合进行土体稳定分析的Mohr-Coulomb准则,同时考虑了土体拉伸屈服及拉伸屈服后强度软化对土体稳定性的影  (本文共126页) 本文目录 | 阅读全文>>

《山西建筑》2012年25期
山西建筑

土体稳定性分析的数值方法

1问题概述一部分土体相对另一部分土体产生位移以至丧失原有稳定性的现象,称为土体的失稳。基坑支护、边坡加固、隧洞开挖等地下工程方案设计的核心问题是保持土体稳定性。土体抗剪强度的难于求解导致目前土体稳定的判断主要采用工程方法,如瑞典圆弧法、泰勒图表法、条分法等。这些方法一般以工程经验为基础,通过假设得到土体宏观的抗滑力和滑动力,将其比值定义为安全系数。工程方法虽有一定的合理性,但缺乏缜密的力学分析作为理论基础,属于半经验半理论公式,同一分析对象采用不同的分析方法可能得到不同的分析结果;在方法的选择上,亦无明确合理的规定,从而给分析人员带来选择上的困难。本文从微观入手,依据土体抗剪强度的准确求解探索土体稳定判断的数值方法。2分析原理对土而言,国际上通用的强度准则为摩尔—库仑定理:τf=c+σtg(1)其中,τf为土的抗剪强度;c为土的粘聚力;σ为作用于剪切面的法向应力;为土内摩擦角。从材料力学应力状态分析可得到一点大、小主应力值及...  (本文共4页) 阅读全文>>

《东海海洋》1960年10期
东海海洋

浙江北部岛屿海域土体稳定性研究

浙江北部岛屿海域土体稳定性研究叶银灿,陈锡土,宋连清,杨逢春(国家海洋局第二海洋研究所,杭州,310012)顾小芸,唐莘庚(中国科学院力学研究所,北京,100080)[内容提要]本文探讨了浙江北部岛屿区水道岸坡土体滑动的成因机制与滑坡的形态特征,对在波浪与重力共同作用下的边坡稳定性以及波浪底压引起的砂土液化进行了定量分析。研究表明,岛屿区水道中部与岸坡间强烈的冲淤反差,是该海域岸坡土体滑动不稳定因素积累的主要环境条件。目前发现的多数为中到大型的牵引式滑坡,主要由重力作用所致。对于波浪较大、水深较浅海域的粉砂、细砂分布区,浅表砂层存在着发生液化的可能性。关键词土体稳定性,滑坡,砂土液化1前言随着海洋工程活动的日益频繁,特别是海上油气工业的迅速崛起,海底稳定性的研究已成为保证工程安全的重要环节。其中,海底土体滑动是最重要、最活跃的研究领域之一。海底稳定性的研究始于20世纪50年代。1956年,Terzaghi曾指出,海底的不稳定性经...  (本文共18页) 阅读全文>>

《工程地质学报》2006年05期
工程地质学报

考虑非饱和粘性土含水量变化的地铁隧道围岩土体稳定性分析

1引言非饱和土力学性质变化特性与其自身结构、吸力、含水量等因素相关,其中含水量变化起重要作用。对于某一土体工程来说,土体的结构与密度在局部范围内的变化不会太大,相对而言,由于降雨入渗以及管线渗漏等原因,土体含水量往往会有动态变化,含水量的变化对力学参数的影响也表现出动态变化的趋势,对工程稳定性的影响更明显。非饱和粘性土的含水量是影响其物理力学性质的重要因素,含水量与土体强度的关系很早以前就引起关注,在北京地区,由于地下水位比较低,施工范围内的土质以非饱和土为主,含水量的改变对非饱和土强度的影响更为明显,然而,现有的实验结果初步表明,含水量与非饱和土的强度绝不是简单的线性关系[1],在非饱和的粘性土中,孔隙水对强度的影响尤其复杂,这种土的粘聚力及其变化规律很不易测定[2]。研究表明含水量的增加,粘聚力、内摩擦角及基质吸力降低,从而在整体上降低了土体的抗剪强度[3],如何从定量的角度建立含水量与非饱和土强度的关系[4],并且在地铁隧...  (本文共6页) 阅读全文>>

《水土保持学报》2016年06期
水土保持学报

干湿循环对崩岗土体稳定性的影响

崩岗的发育易受土壤稳定性的影响。学者常从土壤裂隙比、崩解特性和抗剪强度等方面对土体稳定性进行研究。张中彬等[1]认为裂隙是土壤失水收缩所致,土壤的收缩幅度决定裂隙的数量,干湿交替的次数和强度等因素均会影响土壤的收缩和裂隙产生;周红艺等[2]对华南花岗岩风化壳土体的裂隙发育进行研究,发现土体的脱湿容易产生裂隙,裂隙的发育使得崩壁土体完整性受到破坏,且崩壁土体不同部位裂隙发育的程度不同,使得崩壁土体各个方向受力不均而易崩塌;李思平[3]认为崩岗取决于崩解特性和土体的松散程度,且水的作用能够影响土体的力学性质;张素等[4]对干湿交替下土壤崩解性的研究发现,干湿交替对土壤崩解性有一定增强作用,且其增强程度因土质的不同而异;张晓明等[5]对干湿效应下崩岗区岩土抗剪强度的衰减进行分析,认为崩岗区岩土由于经历反复干湿循环,造成土壤裂隙迅速发展,使抗剪强度呈不可逆转衰减,促进了崩岗发育。从以上研究可以看出土壤裂隙发育、崩解特性和抗剪强度3个要素...  (本文共6页) 阅读全文>>

《岩石力学与工程学报》2015年02期
岩石力学与工程学报

浅埋盾构隧道端头土体稳定性极限平衡分析

1引言目前,盾构法在城市隧道、水底隧道施工中应用十分广泛。在盾构隧道施工过程中,盾构始发与到达时需要破除端头工作井连续墙,容易引发端头土体失稳破坏,是盾构施工中工程事故多发的高风险环节,图1为南京地铁TA15标盾构隧道端头土体发生的地表坍塌和开裂破坏,其多是因为端头土体稳定性不足所致。因此对端头土体稳定性的判断及其随后的工程加固是保证盾构安全始发和到达的重要措施,也是盾构隧道成败的关键。图1南京地铁TA15标盾构隧道端头土体地表坍塌及开裂破坏Fig.1 Ground settlement and soil crack at the shield tunnelend in Nanjing metro TA15盾构隧道端头土体的工程问题包括端头土体的稳定性、端头土体加固范围、加固方法、加固强度等,这些问题皆以端头土体稳定性研究为基础。目前,有关端头土体稳定性计算理论和模型主要有:(1)日本JETGROUT协会(Japanese Je...  (本文共7页) 阅读全文>>