采用不同Drucker-Prager屈服准则得到的边坡安全系数的转换

›› 2011, Vol. 32 ›› Issue (12): 3751-3754.

采用不同Drucker-Prager屈服准则得到的边坡安全系数的转换

钟才根¹，张斌²

1.同济大学土木工程学院，上海 200092；2.中交路桥技术有限公司，北京 100029

收稿日期:2011-01-17 出版日期:2011-12-10 发布日期:2011-12-13
作者简介:钟才根，男，1966年生，博士，副教授，主要从事岩土工程反分析方法、地基处理优化设计技术、高速公路沉降与稳定动态预报与控制技术的研究。

Transformation of slope safety factor based on different Drucker-Prager criteria

ZHONG Cai-gen¹, ZHANG Bin²

1. College of Civil Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China; 2. CCCC Road and Bridge Consultants Co., Ltd., Beijing 100029, China

Received:2011-01-17 Online:2011-12-10 Published:2011-12-13

摘要/Abstract

摘要： 研究了边坡稳定分析的有限元强度折减过程中（平面应变条件下）Drucker-Prager（简称D-P）屈服面的变化特点，从而提出了有限元强度折减法采用不同屈服准则计算得到的边坡安全系数之间的转换关系式。在利用有限元强度折减法计算边坡稳定安全系数时，ANSYS有限元软件采用的岩土材料屈服准则为Mohr-Coulomb（简称M-C）六边形外接圆D-P准则，可先求出外接圆D-P准则条件下的安全系数，然后利用所提出的安全系数转换公式就可直接计算出各D-P准则条件下的安全系数。因此，通过转换就可以在ANSYS程序中实现不同M-C准则，而不需要进行二次开发。采用ANSYS软件通过算例分析，比较了由转换关系式得到的安全系数与实际计算的结果，讨论了转算结果的误差。算例结果表明：通过转换关系式得到的安全系数与计算得到的结果非常接近，具有比较高的计算精度，同时也证明所提出的方法是可行的。

关键词: 边坡稳定分析, 有限元强度折减法, Drucker-Prager准则, 安全系数转换

Abstract: The characteristics of Drucker-Prager yield surface transformation during the strength reduction process by strength reduction finite element method in slope stability analysis under the plane strain condition are analyzed. Currently, the Mohr-Coulomb hexagon circumcircle Drucker-Prager criterion is adopted in the ANSYS finite element analysis programme. So, the safety factor using ANSYS with the Mohr-Coulomb hexagon circumcircle Drucker-Prager criterion is calculated; thus the safety factor based on the Drucker-Prager yield criterion such as the Mohr-Coulomb matching Drucker-Prager yield criterion under the plane strain condition can be obtained using the deduced conversion formulae. Under the plane strain condition, the Mohr-Coulomb yield criterion in the ANSYS programme without secondary programming development through equivalent substitution is adopted. The safety factor conversion formula with different Drucker-Prager yield criteria is deduced. The safety factors calculated with conversion formula and those calculated by traditional method are compared through slope models analysis using ANSYS, and the error between the results obtained by strength reduction finite element method with different Drucker-Prager yield surfaces are investigated. A series of case studies indicate that the average error of safety factors between those obtained by conversion formula and those by calculation is slight. The applicability of the proposed method is clearly verified

Key words: slope stability analysis, strength reduction finite element method, Drucker-Prager yield criterion, safety factor conversion

中图分类号:

TD 824.7

钟才根，张斌. 采用不同Drucker-Prager屈服准则得到的边坡安全系数的转换[J]. , 2011, 32(12): 3751-3754.

ZHONG Cai-gen , ZHANG Bin. Transformation of slope safety factor based on different Drucker-Prager criteria[J]. , 2011, 32(12): 3751-3754.

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