边坡工程读书报告(7)

判断，凡其应力状态达到拉破坏或者剪破坏判别标准的部位称为破坏区，根据破坏区的分布位置和范围大小可以对边坡的稳定性做出评价，对边坡的治理、施工方法提供依据。

1996年，Duncan对80年代以前的有限元方法在边坡和堤坝稳定分析中的应用研究进行了详细的归纳总结，大部分研究都属于此类方法。它的不足之处是只能给出各个部位的强度校验结果，不能反映出土坡整体稳定性的安全系数，是定性的方法。

(2)有限元强度折减法，Zienkiewicz在文章的算例中用有限元法分析了一个均质边坡的稳定性，把粘聚力和内摩擦角切的正切值同时除以一个强度折减系数SRF，使边坡刚好达到破坏状态，发现此时的强度折减系数与极限平衡法计算得到的安全系数非常接近。本质上，这与极限平衡方法的原理是相同的，均采用对边坡材料强度进行同比折减，使滑面上点达到Mohr－Coulomb破坏准则。它们的主要区别是极限平衡法采用条分法进行受力分析，而Zienkiewicz则采用力学分析能力比较强的有限元法进行分析，使受力分析结果更为准确。但是在Zienkiewicz提出这种方法的时候并没有受到足够的重视，因为强度折减需要花费大量的机时，而当时计算机技术并不能满足这个要求。随着计算机和数值方法的发展，该方法近年来成为有限元边坡稳定分析的热点。郑颖人等将强度折减法应用于均质土坡和岩质边坡的稳定分析，对影响因素和计算精度进行了分析，得出用摩尔一库仑等面积圆屈服准则求得的稳定安全系数与传统的spencer法的误差在5%左右的结论。目前主要的问题是没有一个合理的判断标准来确定边坡是否失稳，而且一些学者质疑对内聚力和摩擦角的同比折减不符合实际，对于非均质土坡不同材料土体的强度参数同比折减也是欠妥的。

(3)基于滑面上应力的有限元分析法。首先进行有限元计算，得到边坡的应力场，插值得到给定的某种形式滑面上应力状态，按照给定的安全系数计算公式求出安全系数，最后用优化方法搜索全局最小安全系数。这类方法计算滑面上应力的方法是相同的，即在滑面上给定的点所处的单元内进行插值，不同方法的主要差别在于滑面形状的假定以及相应的优化方法上。该类方法的实质是优化搜索问题，主要有圆弧滑面和非圆弧滑面。

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