基于统一强度理论的强度折减法研究

发布时间：2020-11-17 18:25

　　 采用强度折减法的边坡稳定性分析问题时,常用的莫尔库伦准则没有考虑中间主应力σ_2对岩土体材料强度的影响,使得稳定性系数的计算偏于安全,没有完全发挥边坡的强度储备,统一强度理论通过中间主应力影响参数b的影响,能够考虑中间主应力σ_2对岩土体材料强度的影响,但是目前针对统一强度理论的强度折减法研究不够系统,相关成果不完善。本文基于FLAC~(3D)软件的有限差分方法,推导了以黏聚力c_0、内摩擦角φ_0和以单轴抗拉伸强度σ_t、单轴抗压缩强度σ_c表示的有限差分统一弹塑性本构模型的计算格式。在visual studio 2010中使用c++语言编写相应的dll文件并载入到FLAC~(3D)中,与莫尔库伦本构模型进行初步验证。讨论了边界条件和边坡规模对边坡稳定性的影响,针对统一强度理论两种不同表现形式的本构模型,采用4种折减方案对c_0、φ_0和σ_t、σ_c以及中间主应力影响参数b分别进行折减计算边坡稳定性系数,对4种折减方案的稳定性计算结果进行了对比。通过最大剪应变增量、x方向最大位移、塑性区的发展范围等研究了在相同折减系数时中间主应力影响参数b的强度效应。把双参数强度折减法与强度折减方案(1)结合,研究强度参数折减比R与中间主应力影响参数b对综合稳定性系数、边坡潜在滑动面的影响。结果表明:取边坡y方向宽度60m,固定y方向侧边界的边界约束条件更为合理。对c_0、φ_0进行同步折减更接近莫尔库伦准则,对σ_t、σ_c同步折减时计算稳定性系数结果偏大,滑动面形态与莫尔库仑准则相差较大,中间主应力影响参数b是否应当同步折减尚需要进一步研究。中间主应力影响参数b值得提高增大了岩土体材料的内在强度,使得边坡更难以发生破坏,最大剪应变、x方向最大位移的数值和塑性区的范围随b值增加而减小。双参数强度折减法中,b值越大折减路径的选择范围更广;折减比R增加,边坡滑动面加深,向坡体内部发展,综合稳定性系数随之增加。
【学位单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU43
【部分图文】：

π平面上强度准则曲线

π平面上统一强度理论强度曲线

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【参考文献】

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本文编号：2887785