【摘要】：上限原理有限元法不僅可以得到邊坡的安全系數,還可以給出臨界滑動面,且擺脫了極限平衡法假設條件過多、過于剛性的缺點,具有更嚴謹的理論基礎,因此擁有更廣闊的應用前景。但是,對于巖質邊坡,由于其存在大量的節(jié)理面,造成應力不連續(xù),這給直接運用傳統(tǒng)的數值計算方法帶來了困難。其實,每組的節(jié)理面均表示在某一特定的方位上邊坡的材料特性比較差,只需在處理這些特定方位時,采用相應的軟弱節(jié)理面的材料特征即可,這樣便可有效地化解節(jié)理面難以模擬的缺陷。因此,基于傳統(tǒng)的上限有限元法,采用四邊形單元,通過對單元建立積分意義上的協調方程的弱形式,來得到可以調整單元內部速度場的線性化的協調方程,從而可以克服插值速度場為非線性的缺點。對于任意應力點,從空間方位出發(fā),將方位進行離散,建立并推導出了基于方位離散線性化的上限有限元法,該方法在考慮含多組節(jié)理面的巖質邊坡計算上有著更好的優(yōu)勢。兩個算例結果表明:該方法與傳統(tǒng)的上限有限元法一樣,可以穩(wěn)定地從極限解的上方收斂,滿足上限性質,且對于含多組節(jié)理面的巖質邊坡同樣有很好的收斂性。
[Abstract]:The finite element method of the upper bound principle can not only obtain the safety factor of the slope, but also give the critical sliding surface, and get rid of the shortcomings of too many hypotheses and too rigid conditions of the limit equilibrium method, so it has a more rigorous theoretical foundation. Therefore, it has a wider application prospect. However, for rock slopes, due to the existence of a large number of joint surfaces, the stress is discontinuous, which makes it difficult to use the traditional numerical calculation method directly. In fact, the joint surface of each group indicates that the material characteristics of the slope on a particular azimuth are relatively poor, and only the material characteristics of the corresponding soft and weak nodal surfaces are used in dealing with these particular orientations. In this way, the defects of the joint surface which are difficult to simulate can be effectively solved. Therefore, based on the traditional upper limit finite element method, the quadrilateral element is used to establish the weak form of the coordination equation in the sense of integral to obtain the linearized coordination equation which can adjust the internal velocity field of the element. Thus, we can overcome the disadvantage that the interpolation velocity field is nonlinear. The upper limit finite element method based on azimuth discrete linearization is established and derived for arbitrary stress points. This method has better advantages in the calculation of rock slopes with multi-joint surfaces. The results of two numerical examples show that, like the traditional upper bound finite element method, the proposed method can converge stably from the top of the limit solution and satisfy the upper bound property, and it also has good convergence for rock slopes with multi-group joint surfaces.
【作者單位】： 武漢市市政建設集團有限公司;武漢市市政路橋有限公司;重慶交通大學;
【分類號】：U416.14

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本文編號：2458496