›› 2007, Vol. 28 ›› Issue (11): 2309-2313.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

边坡稳定有限元分析中的三个问题

王 栋1, 2,年廷凯1, 2,陈煜淼2   

  1. 1.大连理工大学 海岸和近海工程国家重点实验室,大连 116024;2.大连理工大学 岩土工程研究所,大连 116024
  • 收稿日期:2005-11-13 出版日期:2007-11-10 发布日期:2013-10-18
  • 通讯作者: 年廷凯,男,1971年生,博士,讲师,主要从事边坡稳定性分析和软基处理及加固技术方面的科研与教学工作。E-mail:tknian@163.com E-mail:wd.dlut@163.com
  • 作者简介:王栋,男,1975年生,博士,讲师,主要从事岩土工程数值计算与海洋地基基础方面的研究工作
  • 基金资助:

    国家自然科学基金(No. 50309001);大连理工大学青年教师基金

Three problems in slope stability analyses with finite element method

WANG Dong1, 2, NIAN Ting-kai1, 2, CHEN Yu-miao2   

  1. 1. State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China; 2. Institute of Geotechnical Engineering, School of Civil and Hydraulic Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China
  • Received:2005-11-13 Online:2007-11-10 Published:2013-10-18

摘要: 对大型有限元软件ABAQUS进行二次开发,提出了自动搜索安全系数的边坡稳定有限元分析模型。在此基础上进行大量变动参数研究,探讨了迭代不收敛、塑性区贯通及等效塑性应变贯通等3种边坡失稳判据的内在联系与适用性,其中迭代不收敛判据易于自动搜索的编程实现,且较少依赖研究者的经验。大多数情况下单元阶次不影响安全系数的确定,但一阶单元有时可能高估安全系数,建议采用二阶单元。基于更新拉格朗日格式实施边坡稳定大变形有限元分析,结果表明迭代不收敛准则不适用于大变形分析。

关键词: 边坡稳定, 失稳, 有限元, 安全系数, 大变形

Abstract: To study the slope stability with shear strength reduction technique, a large finite element (FE) software, ABAQUS, is customized and linked into our program with the function of automatic searching for the safety factor. Based on results from FE model developed, three indicators of slope failure, e. g. non-convergence of solution, the plastic zone extending from the slope toe to the top and the critical value of plastic strain along the potential failure surface, are discussed. Furthermore, the inherent association of three failure indicators is illustrated. The non-convergence criterion is fit for coding the program with automatic searching for safety factor, as well as less dependant on users’ experiences. In most cases the order of mesh elements slightly affects the safety factor, but linear elements tend to overestimate the safety factor sometimes. It is thus advised to adopt second-order elements. Large deformation FE analyses for slope stability were carried out in updated Lagrangian formulation; and it is found the non-convergence criterion can not be taken as a reasonable indicator of slope failure.

Key words: slope stability, failure, finite elements, safety factor, large deformation

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  • U 416.1+4
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